Zur Simulation der Grundwasserströmung wurde ein Modell verwendet, das auf der Methode der Finiten Differenzen basiert (MCDONALD & HARBAUGH 1984). Angenommen wurde dabei, dass sich die Grundwasserströmung im Festgesteinsgrundwasserleiter mit einem äquivalenten Kontinuum-Ansatz ausreichend genau nachbilden lässt, da in diesem Betrachtungsmaßstab das Kluftnetz in einer Modellzelle zu einem Kontinuum zusammengefasst werden kann. Für die horizontale Diskretisierung wurde ein gleichmäßiges zeilen- und spaltenorientiertes Modellnetz mit quadratischen Modellzellen verwendet, die eine Seitenlänge von 100 m aufweisen.

Der quartäre Grundwasserleiter besteht aus den Kiesen des Neckartales und den Hochterrassenschottern. Da der Lockergesteinsgrundwasserleiter hauptsächlich im Raum Heilbronn flächenhaft ausgebildet ist, wurde er nur in diesem Bereich berücksichtigt.

Das numerische Modell wurde in vertikaler Richtung in 4 Modellschichten unterteilt. Die erste Modellschicht repräsentiert das Lockergestein, die zweite Modellschicht den Grundwasserleiter im Unterkeuper. Der Muschelkalkaquifer wurde in zwei Schichten unterteilt: Den oberen und unteren Teil des Muschelkalkaquifers, die durch die Haßmersheimer Schichten getrennt werden. Die Aquiferoberkante und –basis wurden dabei aus der Schichtlagerungskarte für das Modellgebiet konstruiert (RAUSCH et al. 1995). Für den unteren Teil des Muschelkalkaquifers wurde eine konstante Mächtigkeit von 15 m, für den oberen Teil eine Mächtigkeit von 78 m und für den Unterkeuper eine Mächtigkeit von 30 m angenommen. Diese Schichtgrenzen wurden dann mit der Unterkante des quartären Grundwasserleiters verschnitten. Im südwestlichen und östlichen Teil des Modellgebietes wird der Unterkeuper durch mächtige Schichten des Gipskeupers bis zum Stubensandstein überlagert, deren lokale Grundwasserströmungsverhältnisse im numerischen Modell nicht berücksichtigt wurden.

Die wichtigste Zuflussrandbedingung stellt die Grundwasserneubildung aus Niederschlag dar. Diese wurde anhand einer Verdunstungsberechnung und Bodenwasserhaushaltsbestimmung für den Zeitraum 1984 – 1996 tages- und flächendifferenziert bestimmt (OSTROWSKI & LEMPERT 2000). Für die stationäre Modellkalibrierung wurde diese Neubildung über den Berechnungszeitraum gemittelt. Da im numerischen Modell die Grundwasserströmung im höheren Keuper nicht nachgebildet wird, ist in dem Bereich mit großer Überdeckung davon ausgegangen worden, dass nur ein sehr geringer Anteil der Grundwasserneubildung aus Niederschlag dem Unterkeuper zusickert. Die Grundwasserneubildung aus Niederschlag wurde in den Bereichen mit Überdeckungen größer als 35 m auf 1/1000 des ursprünglichen Werts abgemindert, da hier gemäß dem hydrogeologischen Modell sehr geringe Durchlässigkeiten im Unterkeuper und Muschelkalk vorliegen, die auf einen sehr geringen Grundwasserumsatz hinweisen (RAUSCH & SIMON, 1998). Die Neubildung wurde entsprechend dem vorhandenen Durchlässigkeitsunterschied zwischen großer und geringer Überdeckung abgemindert.

Das Modell wurde durch eine stationäre Modelleichung an die gemessenen Piezometerhöhen angepasst. In einer Instationären Modelleichung wurde auch die zeitliche Dynamik infolge der Grundwasserneubildung erfasst.
 
 

Hydrogeologischer Prinzipschnitt:

 
 
 

Bereich mit einer Gipskeuperüberdeckung grösser als 35 m