Charakterisierung von Karstgrundwasserleitern durch Simulation der Aquifergenese und des Wärmetransports

Kurzfassung

Dieser Beitrag bietet einen Überblick über einen kombinierten Modellansatz zur Langzeit-Simulation der Aquifergenese (Vorwärtsmodellierung) und zur Kurzzeit-Simulation des Wärmetransports (Inversmodellierung) in Karstgrundwasserleitern. Dieser Ansatz basiert auf einer Modellvorstellung, die das duale Strömungsverhalten, die Lösungskinetik von Kalzit sowie Wärmetransportprozesse in Karstsystemen berücksichtigt. Das auf dieser Grundlage entwickelte Modellwerkzeug erweist sich als wertvolles Hilfsmittel, um Hypothesen über die Struktur von Karstsystemen überprüfen und typische Szenarien ihrer Entstehung untersuchen zu können. Die beiden hierzu vorgestellten Beispiele beziehen sich auf ein dendritisches Röhrensystem, das an ein Feinkluftsystem gekoppelt ist.

Abstract

This paper is intended to provide an overview of an integrated modelling approach which allows for long-term simulations of aquifer genesis and for short-term simulations of heat transfer in karst aquifers as well.

This approach is based upon a conceptual model of karst systems incorporating their dualistic flow pattern, calcite dissolutions kinetics and heat transport processes.

The modelling tool which has been developed proves to be a useful device for testing hypotheses on the structure of karst aquifers and for investigating typical scenarios of the development of carbonate aquifers. For this purpose, two examples referring to a dendritical conduit network which is coupled to a fissured system are discussed.