Im Rahmen der Forschungsarbeit "Grundwasserstandsentwicklung infolge des Klimawandels am Beispiel der Stadt Düsseldorf" (delta h Ingenieurgesellschaft mbH / Institut für Angewandte Physische Geographie RUB, 2014) wurde ein Verfahren zur Ermittlung instationärer flächen-differenzierter Grundwasserneubildungsraten entwickelt, welches auf Grundlage eines Bodenwasser-Haushaltsmodells basiert (vgl. „Zepp, H., König, C., Kranl, J. et al.: „Implizite Berechnung der Grundwasserneubildung (RUBINFLUX) im instationären Grundwasserströmungsmodell SPRING. Eine neue Methodik für regionale, räumlich hochaufgelöste Anwendungen“. Grundwasser (2017) 22: 113.https://doi.org/10.1007/s00767-017-0354-3“) Das Verfahren ist unter dem Menüpunkt RUBINFLUX in SPRING integriert.

Die folgende Abbildung zeigt die relevanten Bilanzkomponenten zur Ermittlung der täglichen Sickerwassermenge in Abhängigkeit der Niederschlagsmenge, die im Grundwassermodell als "Grundwasserneubildung" angesetzt wird.

Bilanzgrößen zur Ermittlung der Grundwasserneubildung

• Transpiration, Interzeption und Evaporation sind die Komponenten der tatsächlichen ("aktuellen") Verdunstung. Sie werden durch physikalische (z.B. Wärmeabstrahlung), astronomische (z.B. Sonnenstand) und klimatische (z.B. aktuelle Temperatur) Zwänge sowie standort-bedingte Einschränkungen (z.B. Nutzung, Bewuchs, Boden) limitiert.

• "Schnelle" Abflusskomponenten werden durch die Faktoren Gefälle, Bodennutzung, -klasse und -feuchte (Anteil A_SCS) sowie dem Befestigungs- bzw. Versiegelungsgrad am betrachteten Standort (Anteil A_VERS) bestimmt. Die Niederschlagsmenge N wird dabei um den Anteil des schnellen Abflusses aus bodenabhängigen Parametern und Gefälle (A_SCS) reduziert, wenn das Attribut GGRD zugewiesen ist.

• Bodenwasser-Speicher: Seine Größe setzt sich zusammen aus den Anteilen der (nutzbaren) Feldkapazität und des permanenten Welkepunkts des Bodens.

Wasser-Anteile im Bodenwasserspeicher

Eingangsdaten in der Modelldatei