Thermische Bewirtschaftungssysteme für den oberflächennahen Untergrund der Region Basel
30.03.2018Die Grundwassertemperaturen im Kanton Basel-Stadt waren in den letzten Jahren höher als die Jahresmitteltemperatur der Luft, welche als Referenztemperatur für thermisch unbeeinflusstes Grundwasser betrachtet werden kann. Der Anstieg ist vor allem auf die Abwärme von Untergrundstrukturen (Gebäude, Infrastruktur- und Verkehrsbauten), auf die zunehmende Oberflächenversiegelung sowie auf die vermehrte Nutzung des Grundwassers zu Kühlzwecken zurückzuführen.
Bei etwa der Hälfte aller Grundwassermessstellen, die im städtischen Gebiet liegen, war die Grundwassertemperatur um 3.0 ± 0.7 K höher als die Lufttemperatur. Neben qualitativen Auswirkungen auf urbane Grundwasserressourcen können sich dadurch auch Einschränkungen für thermische Nutzungen ergeben. Gleichzeitig kann die zusätzlich in den Untergrund eingetragene Wärme auch als potenziell nutzbare Energie betrachtet werden.
Werkzeuge für thermische Bewirtschaftungssysteme
Mit dem vorliegenden Projekt sind Werkzeuge für thermische Bewirtschaftungssysteme des oberflächennahen Untergrundes der Stadt Basel erarbeitet worden, die eine quantitative Abschätzung des thermischen Nutzungspotenzials erlauben. Zur Evaluation von Grundwasser- und Wärmebilanzen sind auf Basis des bestehenden kantonalen Grundwasserbeobachtungsnetzes und von hochauflösenden tiefendifferenzierten Temperaturmesssystemen Grundwasserströmungs- und Wärmetransportmodelle für einzelne Teilgebiete des Kantons entwickelt worden.
Simulierte Grundwasserisohypsen und -temperaturen für den 1. September 2015 im Teilgebiet Kleinbasel. Die roten Markierungen repräsentieren die Grundwassernutzungen (Entnahmen und Rückgaben). Quelle: Studie BFE, S. 62
Integrale Betrachtungen möglich
Mit den nun vorhandenen Werkzeugen können Grundwasser- und Energieressourcen im urbanen Kontext, unter Berücksichtigung der sich gegenseitig beeinflussenden Nutzungen und zeitlich variabler Randbedingungen, betrachtet werden. Im Gegensatz zu Einzelbetrachtungen von Nutzungsänderungen können somit zukünftige Änderungen in den verschiedenen urbanen Grundwasserbereichen integral betrachtet werden. Mittels Szenarientechnik können Grundwasser- und Wärmebilanzen in einzelnen Quartieren, in denen städtebauliche Veränderungen geplant sind, untersucht und thermische Nutzungspotenziale quantifiziert werden. Die so ermittelten Nutzungspotenziale des oberflächennahen Untergrundes könnten anschliessend bei energetischen Planungen einzelner Quartiere miteinbezogen werden.