3ZM-GRIMEX
Entwicklung eines 3-Zonen-Modells für das Grundwasser- und Infrastrukturmanagement nach extremen Hochwasserereignissen in urbanen Räumen
Das Augusthochwasser 2002 hat allein in Dresden Schäden in der Höhe von ca.1 Mrd. € verursacht. Dieses Hochwasser hat gezeigt, dass neben den oberirdischen Flutereignissen die unterirdische Wasserausbreitung in Grundwasser und Kanalsystem wesentlichen Schaden anrichten kann. Im Projekt 
3ZM-GRIMEX soll ein Simulationswerkzeug entstehen, welches das Oberflächenwasser, das Kanalsystem und das Grundwasser gemeinsam unter Berücksichtigung der Interaktion simulieren kann. Die Software soll eine Untersuchung der Wechselwirkungen in den Abflussvorgängen bei Hochwasserereignissen erlauben und zur Erarbeitung von Handlungsstrategien eingesetzt werden. Das Testszenario wird das Augusthochwasser 2002 in Dresden sein.
Zur Simulation der einzelnen Komponenten werden bewährte Codes eingesetzt. Die beiden Programme RisoSurf und TrimR2D (Oberflächenwasser) beruhen auf Varianten der zweidimensionalen Flachwassergleichungen. Die Kanalprogramme Hamoka und Hystem-Extran basieren auf den eindimensionalen Flachwassergleichungen. Die Modellierung des Grundwassers erfolgt mit dem Programm PCGEOFIM, basierend auf dem Gesetz von Darcy.
Die Vorgänge im Oberflächenwasser, Kanalsystem und Grundwasser sind über Wasserflüsse miteinander gekoppelt. Zum Beispiel wird der Kanal als poröses Medium betrachtet, das je nach Grundwasserstand Wasser an das Grundwasser abgibt oder vom Grundwasser aufnimmt.
SCAI hat in 3ZM-GRIMEX die Aufgabe, diese Programme zu einem Simulationstool zusammenzuführen, das die Wasserflüsse zwischen den Gebieten in die Simulation mit einbezieht. Dazu wird die SCAI-Software MpCCI (Mesh-based parallel Code Coupling Interface) eingesetzt. Bei der Kopplung müssen insbesondere die verschiedenen Zeit- und Raumskalen berücksichtigt werden. So bildet sich Hochwasser innerhalb von Tagen, aber nach dem Augusthochwasser 2002 ist das Grundwasser erst nach mehr als einem Jahr auf sein Normalniveau zurückgegangen.
3ZM-GRIMEX wird vom BMBF im Rahmen des Förderschwerpunktes »Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse« RIMAX gefördert.
Ansprechpartner
Dr. Barbara Steckel
Telefon: 02241/14-2768
Fax: 02241/14-2181
barbara.steckel(at)scai.fraunhofer.de