In vielen Küstenregionen stellt die nachhaltige Nutzung der Grundwasservorkommen eine große Herausforderung dar. Steigender Wasserbedarf infolge von Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum und zunehmendem Tourismus verknappen die kostbare Ressource Grundwasser immer weiter. Der Meeresspiegelanstieg, Versalzungsgefahr und Stoffeinträge u.a. aus landwirtschaftlichen Aktivitäten bewirken zudem eine Abnahme der Grundwasserqualität und haben damit einen unmittelbaren Einfluss auf die regionale Wasserversorgungsbilanz. Davon betroffen ist auch die mexikanische Pazifik-Küstenregion um die Großstadt Ensenada im Bundesstaat Baja California sowie die umliegenden Täler wie das Valle de Guadalupe.
Abbildung 1: Landwirtschaftliche Nutzung und Grundwasserförderung im Valle de Guadalupe, Baja California, Mexiko (Bilder ©CONAGUA)
Um der Übernutzungsproblematik der regionalen Grundwasservorkommen zu begegnen, wurde mit dem ECOAQUA-Projekt eine binationale Kooperation mit dem Ziel aufgenommen, die Interaktion regionaler Akteure durch Entwicklung einer modellgestützten Methode zur Bewertung des bisherigen Zustandes der Grundwassernutzung zu unterstützen. Die verwendete Methode verbindet die Anwendung und Erweiterung von Techniken der Fernerkundung im Gebiet der Hydrologie mit der ursachenspezifischen Modellierung von Setzungen der Geländeoberfläche und der datenbasierten deskriptiven und qualitativen hydrologischen Modellierung unter Verwendung von SVM (Support Vector Machine)-Algorithmen. Dadurch kann eine multifaktorielle Analyse der Dynamik und Komplexität des sozio-hydrologischen Systems mit Fokus auf den lokalen Grundwasserleitern erfolgen. Die Ergebnisse der Modellierung sollen als Grundlage für eine nachhaltige Steuerung der Grundwassernutzung im mexikanischen Projektgebiet dienen.
Die Abteilung "Hydrologie, Wasserwirtschaft und Gewässerschutz" (HYWAG) des Leichtweiß-Institutes für Wasserbau unterstützt das Institut für Geodäsie und Photogrammetrie (TU Braunschweig) durch die Berechnungen einzelner Gebietswasserhaushaltskomponenten (Evapotranspiration, Abfluss und Grundwasserneubildung) und der Grundwasserdynamik sowie des Grundwasserdargebotes. Bei den numerischen Berechnungen handelt es sich um erste Modellanwendungen, welche mit den Fernerkundungsdaten diskutiert werden sollen. Für die Finite-Element-Berechnung der regionalen Grundwasserströmung im Sedimentkörper des Valle de Guadalupe mit der Simulationssoftware FEFLOW wird ein hydrogeologisches Strukturmodell erstellt, zu dessen Rekonstruktion vorhandene Bohrprofile Verwendung finden. Nach einer abschließende Bewertung der Modellergebnisse wird entschieden, ob auch eine Reihe von Klimaszenarien durchgeführt wird.
Abbildung 2: Finite-Elemente-Gitternetz des numerischen 3D-Strömungsmodells des Guadalupe Valley-Aquifers (Bundesstaat Baja California). Bei diesem Aquifer handelt es sich um eine mächtige diluviale Füllung eines Tals inmitten eines Grundgebirgskomplexes aus verschiedenartigen, gering durchlässigen magmatischen Gesteinen (Stand: September 2018)
Weitere Informationen über das Projekt finden Sie auf der Homepage des Institutes für Geodäsie und Photogrammetrie.