Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2023

Entwicklung und Anwendung eines neuartigen Kopplungsansatzes von zwei open-source öko-hydrologischen Modellen zur Verbesserung des Wasserressourcenmanagements

Prof. Dr.-Ing. Markus Disse
Technische Universität München
Lehrstuhl für Hydrologie und Flussgebietsmanagement

Ph.D. Scott E. Boyce
US Geological Survey (USGS)
California Water Survey

Die beiden öko-hydrologischen Modelle MODFLOW-OWHM & SWAT+ sind anerkannte Modelle im Bereich der Grund- und Oberflächenwassermodellierung und werden beide in der Landwirtschaft zur Abschätzung von Ernteerträgen eingesetzt. Während sich das USGS auf die Modellentwicklung von MODFLOW-OWHM konzentriert, kann die TUM auf eine langjährige Erfahrung in der Anwendung von SWAT+ zurückgreifen. Beide werden jedoch oft simultan für ähnliche Aufgaben eingesetzt. Da beide ihre Stärken haben, gibt es ein großes Synergiepotenzial, das noch nicht ausgeschöpft ist. Ziel des Projektes ist es daher, Defizite und Stärken beider Modelle im Bereich des Wasserressourcenmanagements zu identifizieren, die Machbarkeit neuer technischer Features in beiden Modellen zu analysieren und diese technisch umzusetzen bzw. Kopplungsmöglichkeiten zu testen. Fallstudien sind z.B. das Central Valley in Kalifornien sowie Bayern und Zentralasien. Die Beispielanwendungen weisen mehrere Skalen, unterschiedliche Zwecke und vielfältige Herausforderungen auf und dienen als Benchmarks für potentiell verbesserte Modellversionen, da bereits bestehende Modelle vorhanden sind. Es wird angestrebt, die Fähigkeiten der Modelle zu verbessern und ihren Anwendungsbereich zu erweitern. Ein sehr konkretes Beispiel ist die fehlende Gletscherroutine in SWAT+, die die Anwendbarkeit des Modells insbesondere in Zentralasien beeinträchtigt. Ein weiteres Beispiel sind verbesserte kleinräumige Darstellungen, wie z.B. einzelne Felder, bei denen durch die Kopplung beider Modelle erhebliche Fortschritte in der landwirtschaftlichen Darstellung zu erwarten sind.