Geohydromodellierung

Geohydromodellierung an der CAU Kiel

AG Geohydromodellierung im Juli 2015

Der geologische Untergrund ist durch eine Vielzahl von Eingriffen und Nutzungen der Georessourcen durch den Menschen gekennzeichnet. Dabei steht insbesondere die Förderung von Grundwasser zur Trinkwasserversorgung im Vordergrund. Beispiele für weitere Nutzungen sind die oberflächennahe als auch tiefe Geothermie, die stoffliche Speicherung von Energie (z.B. in Gasspeichern), die Einlagerung von Abfallstoffen sowie die Funktion als Baugrund für Gebäude und Infrastruktur. Eingriffe sind beispielsweise Kontaminationen, die punktuell z.B. durch Leckagen oder flächenhaft durch die Landwirtschaft oder industrielle Emissionen in Böden und Grundwasser eingetragen werden können.

Die Charakterisierung und Quantifizierung der Wechselwirkung des Schutzgutes Grundwasser mit diesen Eingriffen in den geologischen Untergrund stellt beständig neue Herausforderungen an die Forschung. Die Arbeitsgruppe Geohydromodellierung stellt sich daher der Aufgabe, durch quantitative Beschreibung und Prognose der im Untergrund ablaufenden Prozesse anhand numerischer Prozesssimulation zum Schutz und zu einer nachhaltigen Nutzung der geologischen Ressourcen als auch zu einem verbesserten Prozessverständnis beizutragen.

Die Forschungsschwerpunkte der AG Geohydromodellierung umfassen daher die Ent­wicklung und Implementierung von numerischen Methoden zur Simulation der gekoppelten unter­irdischen Strömungs- und reaktiven Transportprozesse in porösen und geklüfteten Medien. Von besonderem Interesse sind dabei die induzierten hydraulischen, mechanischen, thermischen und geo­chemischen Prozesse und deren Interaktionen. Die hierzu entwickelte Software wird für praxisnahe numerische Simulationen und Standortmodellierungen eingesetzt. Anwendungs­felder sind die Hydrogeologie, aquatische Geochemie, Geotechnik und Reservoirsimulation. Haupt­augen­merk der letzten Jahre war die Programm­entwicklung am Simulationssystem OpenGeoSys mit Arbeiten zur Software-Struktur und zu reaktiven Transportprozessen in Ein- und Mehrphasensystemen, mit Anwendungen bei der Simulation von Grund­wasser­kontaminationen, der Parameter-identifikation an Laborversuchen, der CO2–Speicherung, der geo­thermischen Nutzung des Untergrundes und der geologischen Energiespeicherung.

Die genannten Themen und Methoden werden in den Studiengängen am Institut für Geowissenschaften in Vorlesungen und durch praxisnahe Übungen vertreten sowie im Rahmen von Bachelor- und Master-Arbeiten vertieft. Ziel ist es, die numerische Simulation als Bewertungs- und Prognosemethode zu Vermitteln und in der Anwendungspraxis zu etablieren.