Sollen Grundwassergleichen interpoliert werden, liefert eine einfache Interpolation der Messwerte in der Regel kein befriedigendes Ergebnis. Vielmehr liegen in den Modelldateien oft schon Informationen vor, die bei der Interpolation berücksichtigt werden sollten. Dazu gehören:

 

• feste Potentiale (POTE),

• Qellen/Senken-Terme (KNOT),

• Vorflutrandbedingungen (VORF und LERA bzw. LEKN als idealisierte Leakage-Daten),

• Gebiete gleichen unbekannten Potentials (GLEI),

• Mindestflurabstände,

• Q=0 Randbedingungen und

• Transmissivitäten (TRAN)

 

Die Festlegung der einzelnen Daten geschieht in der folgenden Menüerweiterung. Diese öffnet sich durch Aktivieren der Checkbox "Zusätzliche Stützstellen":

 

Eingaben für die Interpolation eines Gleichenplans

 

Im jeweiligen lokalen Wirkungsbereich der aufgelisteten Einflussgrößen werden nach jedem Interpolationslauf ein oder mehrere Potential-Werte als zusätzliche Stützstellen für eine erneute Interpolation generiert. Als Basiswerte zur Ermittlung dieser Stützstellen werden die Ergebnisse aus einer ersten Interpolation der Messwerte (Datei mit Interpolationsdaten) auf die FE-Knoten verwendet.

Als „Zusätzliche Stützstellen“ erscheinen nur die Menüpunkte, für die das entsprechende Attribut bereits in der Modelldatei vorhanden ist.

Beispiel: Ist statt des Attributs „LEKN“ nur das Attribut „LERA“ in der Modelldatei vergeben, erscheint der Punkt „Vorfluter mit Leakage“ nicht! („LEKN“ muss explizit zugewiesen sein!)

 

(1) Festpotentiale: Die mit POTE belegten Knoten werden wie Messwerte als zusätzliche Sützstellen für eine erneute Interpolation angesetzt.

 

(2) Quellen und Senken: Für alle mit dem Attribut KNOT belegten Knoten werden auf allen innerhalb der abgeschätzten Reichweite liegenden Knoten Stützstellen erzeugt und mit den abgesenkten (bzw. erhöhten) Potentialen für eine erneute Interpolation belegt. Dazu müssen nach zuvor durchgeführter Modellprüfung flächendeckend Daten für K-Werte (KWER) und Elementmächtigkeiten des Grundwasserleiters vorliegen. Die Mächtigkeiten müssen nicht zwingend über die Datenart MAEC definiert sein, sondern können sich auch durch die Berechnung der Start- und maximalen Mächtigkeiten ergeben.

 

(3) Vorfluter mit Grundwasserkontakt: Für Knoten mit definiertem Vorflutpotential kann durch Definition eines Ersatz-(Leakage-)koeffizienten der qualitative Einfluss eines Gewässers auf das Grundwasser simuliert werden. Dazu sind an Knoten mit definiertem Vorflutpotential mit Hilfe des Attributs LEKN Werte zwischen 0 (kein Grundwasserkontakt) und 1 (vollständiger Grundwasserkontakt) zu definieren. An diesen Knoten werden dann zusätzliche Stützstellen generiert. Die Berechnung des Potentials erfolgt linear zwischen Vorflutpotential und interpoliertem Potential.

 

Warnung: Die Berücksichtigung dieser Einflussgröße erfordert ggf. das Ersetzen (!) des für die Modellrechnung erforderlichen Leakage-Koeffizienten LERA. Andere Berechnungen als die Interpolation von Gleichenplänen mit den hier verwendeten Ersatz-Koeffizienten können zu schwerwiegenden Fehlern führen! Stellen Sie daher nach Abschluss der Interpolation die Originalwerte wieder her oder löschen Sie die LEKN-Ersatzwerte aus der Netz-Datei per Editor oder über den Menüpunkt: Attribute löschen.

 

(4) Gebiete gleichen unbekannten Potentials: Das Vorgehen zur Berücksichtigung von GLEI -Gebieten entspricht dem Vorgehen bei der Interpolation von Knotendaten. Die Potentiale der GLEI-Knoten werden durch einen gemittelten Wert ersetzt. Durch die anschließende Interpolation wird hier, im Gegensatz zur Berücksichtigung von GLEI-Gebieten bei der Interpolation von Knotendaten, die räumliche Wirkung dieser Gebiete berücksichtigt.

 

(5) Mindestflurabstände: Eine Kontrolle von Knotenpotentialen auf Einhaltung eines Mindestflurabstandes kann mit Hilfe des Attributs KKKK (allg. Knotendaten) erreicht werden. Dazu ist an den entsprechenden Knoten der Mindestflurabstand größer 0 anzugeben. Diese Werte werden dann vor und nach jedem Interpolationsdurchlauf auf Einhaltung geprüft.

 

(6) Ränder ohne Zu- und Abfluss: Zur Berücksichtigung dieser Randbedingung können die betroffenene Randabschnitte mit dem Attribut KNOT und dem Wert 0 gekennzeichnet werden. An den so entstehenden Rand-Polylinien werden dann durch Spiegelung der Rand-Elementmitten Zwangspunkte an beiden Seiten dieser Ränder erzeugt. Die Ermittlung des Potentials an diesen Punkten erfolgt mit Hilfe einer weiteren Interpolation in ggf. max. 5 Iterationsschritten.

 

(7) Transmissivitäten: Die Auswirkung der Durchlässigkeit (KWER) und der Startmächtigkeit (MAEC) kann durch abschnittsweise Ermittlung der Element-Transmissivitäten zwischen jeweils 2 Messstellen berücksichtigt werden. Die Erzeugung zusätzlicher Stützstellen erfolgt dabei nur in Bereichen ohne Stützstellen aus anderen Einflussgrößen und nur bei einer Änderung der Transmissivität zwischen zwei Messstellen von mindestens 10%.

 

Prioritäten:

Bei der Berücksichtigung der Einflussgrößen (1)-(4) kann die Situation entstehen, dass verschiedene Einflüsse Stützstellen auf demselben FE-Knoten generieren. Da dies zu lokalen Widersprüchen führen kann, ist eine eindeutige, lückenlose Priorität zur Berücksichtigung dieser Sonderfälle anzugeben. Dabei entspricht die Zahl 1 der höchsten Priorität.

 

Die Priorität wird in der Reihenfolge der Auswahl der Einflussgrößen vergeben, kann jedoch auch nachträglich bearbeitet werden. Für die weiteren Einflussgrößen ist eine Vergabe von Prioritäten nicht erforderlich, da die Stützstellen auf den bis dahin ermittelten Werten basieren. Die Abarbeitungsreihenfolge der Einflussgrößen (5)-(7) entspricht ihrer jeweiligen Fenster-Position.

 

Die Interpolation mit zusätzlichen Stützstellen erzeugt die Datei <stuetzTMP.txt> im Format (I6, F10, F10, F10, ohne Nummerierung), die alle zusätzlich zur Messdaten-Datei erzeugten Stützstellen mit den zugehörigen Potentialen enthält.

 

 

Umsetzung in SPRING