Modellierung der Grundwasserneubildung
Unter Grundwasserneubildung wird der Zugang von in den Boden infiltriertem Wasser zum Grundwasser verstanden. Dieser hydrologische Prozess ist Teil des terrestrischen Wasserkreislaufs. Im Hinblick auf die fortschreitende Nutzung von Grundwasserressourcen stellt die Grundwasserneubildung ein besonders wichtiges Bilanzglied des Wasserhaushalts dar. Die Grundwasserneubildung ist von einer Vielzahl von Parametern abhängig, wie z.B. Niederschlag, Verdunstung, Landnutzung, Bodenart, geologischer Aufbau des Untergrundes und Topographie. Sie ist daher ein sehr komplexer Prozess.
Der terrestrische Wasserhaushalt
Die regionale Untersuchung der Grundwasserneubildung ist eine der zentralen Aufgaben in der Hydrologie. Sie dient vor allem zur Abschätzung der erschließbaren Grundwassermengen. Die Ermittlung von regional differenzierten Schätzwerten für die Grundwasserneubildung ist eine Voraussetzung für die nachhaltige Bewirtschaftung der natürlichen Grundwasserressourcen wie sie von der EU- Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) verlangt wird. So schreibt Artikel 4 der EU-WRRL vor, dass Grundwasservorkommen nicht übernutzt werden dürfen. Wird einem Grundwasserkörper mehr Wasser entnommen als neu gebildet wird, kann es zu einer Absenkung des Grundwasserspiegels kommen, was eine Schädigung grundwasserabhängiger Biotope und Feuchtgebiete, land- und forstwirtschaftliche Ertragsminderungen sowie Gebäudeschäden infolge ungleichmäßiger Setzung des Untergrundes nach sich ziehen kann.
Flächendetaillierte Kenntnisse über die Grundwasserneubildung werden auch für die Abschätzung des Gefährdungspotentials des Grundwassers durch den Eintrag von Schadstoffen, wie z.B. durch die Nitratauswaschung, benötigt.
Auf Grund des jahreszeitlichen Verlaufs der klimatischen Einflussgrößen, der daraus resultierenden Wachstumsperioden und der regional verschiedenen Gebietseigenschaften weist die Grundwasserneubildung eine sowohl zeitliche als auch räumliche Variabilität auf. In heterogenen Landschaftsräumen, wie z.B. in Hessen, kann es auf Grund einer differenzierten Topographie, unterschiedlichen Landnutzungsarten und einer Vielzahl verschiedener Bodenarten zu deutlichen regionalen Unterschieden in der Grundwasserneubildung kommen.
Für die räumlich differenzierte Modellierung der Grundwasserneubildung werden hydrologische Modelle zunehmend mit Geographischen Informationssystemen (GIS) gekoppelt. Erst durch die Funktionalität von GIS ist eine effektive räumliche Diskretisierung und die Integration verschiedener raumbezogener Daten möglich.