Schadstofftransport in Karstgrundwasser nachhaltig modellieren

Pro­fes­sor Andreas Hart­mann und seine Dok­torandin Kübra Özdemir Çal­lı von der Tech­nis­chen Uni­ver­sität Dres­den haben eine Unter­suchung zur Mod­el­lierung des Schad­stoff­trans­ports in Karst­grund­wasser­sys­te­men durchge­führt. Ihre Studie „Karst Water Resources in a Chang­ing World: Review of Karst Trans­port Mod­el­ing Approach­es“, die in Zusam­me­nar­beit mit Wissenschaftler:innen des Forschungsin­sti­tuts für geo­hy­drol­o­gis­chen Schutz in Peru­gia, Ital­ien, des Géo­sciences Envi­ron­nement Toulouse, Frankre­ich, des Erftver­bands, der Uni­ver­sität Ankara und der Friedrich-Alexan­der-Uni­ver­sität Erlan­gen-Nürn­berg ent­stand, zeigt die Notwendigkeit, Vorher­sage­mod­elle zur Bew­er­tung von Kon­t­a­m­i­na­tion­srisiken in diesen empfind­lichen, aber wichti­gen Süßwasserquellen zu verbessern.

Karst-Grund­wasser­leit­er ver­sor­gen fast ein Vier­tel der Welt­bevölkerung mit Trinkwass­er. Auf­grund ihrer schnellen und kom­plex­en Fließwege sind sie jedoch anfäl­lig für Verun­reini­gun­gen. Ein­griffe des Men­schen in die Natur – wie die Ausweitung der Land­wirtschaft, die Ver­städterung und Ein­griffe in die Wasser­wirtschaft – sowie klimabe­d­ingte Tem­per­atur- und Nieder­schlagsverän­derun­gen ver­schlechtern die Karst­wasserqual­ität und die davon abhängi­gen Ökosysteme.

Die vor­liegende Studie unter­sucht, wie sich Schad­stoffe durch Karst­grund­wasser­leit­er bewe­gen, und skizziert die Her­aus­forderun­gen bei der Mod­el­lierung ihrer Trans­port­dy­namik. Eine Schwierigkeit beste­ht darin, die Vari­abil­ität der Fließwege darzustellen, die von schnellen unterirdis­chen Strö­men bis hin zu langsamer Infil­tra­tion durch porös­es Gestein reichen kön­nen. Außer­dem erschw­eren der Man­gel an Feld­dat­en und Unsicher­heit­en bei Klimaprog­nosen die Entwick­lung zuver­läs­siger Modelle.

Die Studie zeigt die Notwendigkeit, die Mod­el­lierung des Schad­stoff­trans­ports zu ver­fein­ern, um eine bessere Risikobe­w­er­tung zu ermöglichen und Strate­gien für das Wasser­man­age­ment zu unter­stützen. Die Autor:innen liefern Erken­nt­nisse, wie Mod­el­lierungsan­sätze als Reak­tion auf den anhal­tenden glob­alen Umwelt­wan­del opti­miert wer­den kön­nen, indem sie Wis­senslück­en iden­ti­fizieren und neue Forschungsrich­tun­gen aufzeigen.

„Ein umfassendes Ver­ständ­nis der Trans­port­dy­namik in Karst­ge­bi­eten ist notwendig, um die Auswirkun­gen wichtiger Stress­fak­toren auf die Wasserqual­ität und die Gesund­heit des Ökosys­tems in Karst­ge­bi­eten vorher­sagen zu kön­nen“, erläutert Pro­fes­sor Andreas Hart­mann. „Die Weit­er­en­twick­lung der Mod­el­lierung des Schad­stoff­trans­ports wird entschei­dend sein, um die Nach­haltigkeit der Karst­wasser­res­sourcen zu gewährleis­ten und sie für kün­ftige Gen­er­a­tio­nen zu schützen.“