Bei der Flussthermie wird Flusswasser über ein Einlaufbauwerk entnommen und stromabwärts mit veränderter Temperatur wieder zurückgeführt. Im Gegensatz zu Seen ist die Flusswassertemperatur über die Tiefe in der Regel weitgehend homogen. Die Flusswassertemperaturen folgen meist direkt dem saisonalen Verlauf der Lufttemperatur. Vor allem in kalten Wintern können sie regelmäßig unter 4 °C liegen. Damit ist die zur Verfügung stehende Wärmeenergie bereits durch die Flusswassertemperatur begrenzt. Dies kann auch durch eine geeignete Wahl der Entnahmetiefe nicht wesentlich verbessert werden.
Dennoch besitzt die Flussthermie in Europa ein großes Potenzial und kann künftig eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung spielen.
Zur Analyse des Potenzials von Flussthermieanlagen sowie der daraus resultierenden Auswirkungen auf die hydrodynamischen Verhältnisse werden zweidimensionale hydrodynamische Modelle eingesetzt, die die lokalen Strömungsprozesse adäquat abbilden. Bei der Flussthermie sind insbesondere die lokale Veränderung der Flusswassertemperatur sowie die Einmischung über den gesamten Flussquerschnitt von entscheidender Bedeutung. Das hydrodynamische Modell ermöglicht die Abgrenzung des Durchmischungsbereichs und liefert detaillierte Informationen über die Veränderung der lokalen Flusswassertemperaturen in den stromabwärts gelegenen Querschnitten.
Mithilfe des hydrodynamischen Modells können unterschiedliche Abflussverhältnisse berücksichtigt und das Entnahme- und Rückgabebauwerk hydraulisch optimiert werden, sodass eine möglichst gute Einmischung in die natürliche Flussströmung erreicht wird. Auch der Austausch mit der Atmosphäre kann in der Modellierung berücksichtigt werden, wodurch eine realitätsnahe Abbildung der Wärmeaustauschprozesse möglich ist. Diese hydrodynamische Modellierung bildet die Grundlage für die ökologische Bewertung der Flussthermie.