Veranstaltungsprogramm

Im Auftrag des Thüringer Landesamtes für Umwelt, Bergbau und Naturschutz (TLUBN) wurde 2019 unter Verwendung des Softwarecodes SPRING (König, C. et al. 2024) ein instationäres, dichteabhängiges, dreidimensionales numerisches Grundwasserströmungs- und Transportmodell für das Werra-Kaligebiet erstellt. Das Modell hat die hydraulischen und hydrochemischen (Versalzung) Auswirkungen der Salzabwasserversenkung auf das Grundwassersystem im Thüringer Teil des Werra-Kaligebiets nachgebildet und wird für Prognoserechnungen eingesetzt.

Die im Modellgebiet liegenden Salzhalden wurden bisher in Detailmodellen abgebildet, die sowohl die zeitlich veränderlichen Haldengeometrien als auch die Fließwege im Haldenumfeld kleinräumig abbilden. Die Modellrandbedingungen wurden dem regionalen Stofftransport- und Strömungsmodell Werra entnommen. Die Ergebnisse der Detailbetrachtungen wurden anschließend wieder in das Großraummodell integriert.

Die Stoffausbreitungsberechnung von 1925 bis Ende 2020 erzielte mit der beschriebenen Modellkopplung eine sehr gute Übereinstimmung von gerechneten und gemessenen Werten. In Prognoseszenarien sollte die weitere Entwicklung der Salzausbreitung im Werra-Kaligebiet untersucht werden. Dabei ist es wichtig, dass die Wechselwirkungen zwischen hochmineralisierten Haldenwässern und aufsteigenden Versenkwässern im Untergrund vollständig abgebildet werden. Aus diesem Grund wurde das Modell der Halde Hattorf vollständig in das Großraummodell Werra integriert. Damit ist es jetzt erstmals möglich, eine potenzielle gegenseitige Beeinflussung der Halden- und der Versenkwässer zu untersuchen bzw. darzustellen.

Aufgrund der Skalenunterschiede stellt die Integration des Detailmodells große Herausforderungen an die Ort- und Zeitdiskretisierung. Bei der Diskretisierung wurde bewusst auf eine gute Kondition der Koeffizientenmatrix des numerischen Gleichungssystems hingearbeitet. Geologisch auslaufende Schichten wurden numerisch nicht mitgeführt. Das resultierende Gesamtmodell Werra hat ca. 1,2 Mio. Modellknoten mit 60 vertikalen Schichten. Es wird über einen Zeitraum von 95 Jahren mit 72.000 Zeitschritten gerechnet.

Zur detaillierten Abbildung des oberflächennahen Grundwasserleiters und der freien Oberfläche wurden Hangquellen und das Strömen in der ungesättigten Zone (Richardsgleichung) berücksichtigt. Mithilfe der Methode RUBINFLUX wurden flächendifferenziert die instationäre Neubildungsraten berechnet. Auf diese Weise wurde das Großraummodell zusätzlich für Fragestellungen zu den Grundwasserleitern Quartär und Buntsandstein qualifiziert.