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Abschätzung des Einflusses von Parameterunsicherheiten bei der Planung und Auswertung von Tracertests unter Verwendung von Ensembleprognosen

Estimating the influence of parameter uncertainties during planning and evaluation of tracer tests by using ensemble forecasts

  • Technische Mitteilungen
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Zusammenfassung

Bei der Planung von Tracerversuchen spielen die Unsicherheiten der geohydraulischen Parameter eine erhebliche Rolle. Werden diese Unsicherheiten nicht berücksichtigt, kann das dazu führen, dass z. B. der Tracerdurchbruch verpasst wird. Eine Möglichkeit zur Berücksichtigung dieser Unsicherheiten bei der Planung ist die Ensembleprognose. Durch die beispielhafte Kopplung eines Ensembleprognosealgorithmus mit zwei kombinierten analytischen Stofftransportmodellen wird die Anwendbarkeit des Verfahrens auf geohydrologische Problemstellungen demonstriert. Dabei eignet sich der vorgestellte Algorithmus nicht nur zur Prognose (Vorwärtssimulation), sondern auch zur Parameterbestimmung (Rückwärtssimulation). Die Funktion der Parameterbestimmung kann versuchsbegleitend zu einer Verringerung der zur ursprünglichen Prognose verwendeten Unsicherheiten und damit zu einer Verbesserung selbiger eingesetzt werden. Der Algorithmus wurde in einer Software umgesetzt, welche über die Website des Instituts für Grundwasserwirtschaft der TU Dresden zur freien Verfügung heruntergeladen werden kann.

Abstract

While planning tracer tests, uncertainties in geohydraulic parameters should be considered as an important factor. Neglecting these uncertainties can lead to missing the tracer breakthrough, for example. One way to consider uncertainties during tracer test design is the so called ensemble forecast. The applicability of this method to geohydrological problems is demonstrated by coupling the method with two analytical solute transport models. The algorithm presented in this article is suitable for prediction as well as parameter estimation. The parameter estimation function can be used in a tracer test for reducing the uncertainties in the measured data which can improve the initial prediction. The algorithm was implemented into a software tool which is freely downloadable from the website of the Institute for Groundwater Management at TU Dresden, Germany.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3

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Danksagung

Die Autoren möchten sich bei JProf. Dr. rer. nat. Marc Walther für die wertvollen Hinweise bedanken. Die vorliegende Publikation wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Förderkennzeichen: KF3067301RH2; Kooperations-FE-Projekt mit der GICON GmbH [Förderkennzeichen: 3253801JA3]), die Deutsche Forschungsgemeinschaft (Förderkennzeichen: LI 727/24-1) und das 7. Forschungsrahmenprogramm der EU (Förderkennzeichen: 619120) gefördert.

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Klotzsch, S., Binder, M. & Händel, F. Abschätzung des Einflusses von Parameterunsicherheiten bei der Planung und Auswertung von Tracertests unter Verwendung von Ensembleprognosen. Grundwasser 22, 135–142 (2017). https://doi.org/10.1007/s00767-017-0357-0

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