Lebenswichtige Süßwasserquel­len: Wie lässt sich die Kontamination von Karstgrundwas­ser angesichts globaler Veränderungen vorhersagen?

Prof. Andreas Hartmann und seine Doktorandin Kübra Özdemir Çallı von der Technischen Universität Dresden (TUD) haben eine umfassende 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 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Forschungsinstituts für geohydrologischen Schutz in Perugia, Italien, des Géosciences Environment Toulouse, Frankreich, des Erftverbands, der Universität Ankara und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg entstand, unterstreicht die dringende Notwendigkeit, Vorhersagemodelle zur Bewertung von Kontaminationsrisiken in diesen empfindlichen, aber lebenswichtigen Süßwasserquellen zu verbessern.

Karst-Grundwasserleiter versorgen fast ein Viertel der Weltbevölkerung mit Trinkwasser. Aufgrund ihrer schnellen und komplexen Fließwege sind sie jedoch sehr 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 beschleunigen die Verschlechterung der Karstwasserqualität und der davon abhängigen Ökosysteme.

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

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

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

Link zur Studie: https://doi.org/10.1029/2023RG000811

Fachliche Ansprechpartner:innen:

Kübra Özdemir Çallı
Institut für Grundwasserwirtschaft
E-Mail:

Prof. Andreas Hartmann
Institut für Grundwasserwirtschaft
Tel.: +49 351 463-42551
E-Mail:

Internet: https://tu-dresden.de/bu/umwelt/hydro/igw