Digitaler Zwilling der DMT: Präzision unter Tage

Boxmodell stellt eine leistungsstarke Software dar, die weit über eine konventionelle Berechnungsgrundlage hinausgeht. Auf Basis der Finite-Volumen-Methode berechnet sie Fluid- und Stofftransport in komplexen Systemen, ob in ehemaligen bergbaulichen Strukturen oder in geothermischen Reservoiren. Die DMT verbindet dabei ihre Ingenieurskompetenz mit moderner Hydrogeologie. Durch die Verknüpfung mit Klimadaten nach EUROCORDEX ist die Software in der Lage, saisonale Schwankungen zu reproduzieren. Für die Berechnung werden sieben entscheidende Klimaparameter herangezogen: Niederschlag, Minimal-, Maximal- und Durchschnittstemperaturen, Windgeschwindigkeit, Luftdruck sowie die relative Luftfeuchtigkeit.

Die von DMT entwickelte Schnittstelle GW2MW übersetzt tägliche Grundwasserneubildungsraten in monatliche Grubenwasserzuflüsse. Das System berücksichtigt dabei komplexe Dämpfungseffekte, die oft erst mit Monaten Verzögerung unter Tage ankommen. DMT hat Boxmodell anhand historischer Daten kalibriert, sodass sowohl extreme Dürrejahre als auch niederschlagsreiche Perioden realitätsnah abgebildet werden. Dies ermöglicht der RAG Aktiengesellschaft eine vorausschauende Steuerung der zentralen Pumpstationen, die durch DMT-Expertise gestützt wird.

Geochemische Präzision: Das DMT-Spezialwissen im Einsatz

Ein zentrales Beispiel für die Anwendbarkeit der Software ist ein hypothetisches Szenario, in dem zwei hydrochemisch gegensätzliche Wasserprovinzen aufeinandertreffen: Der westliche Zufluss weist eine geringe Salinität auf, während das Wasser aus den östlichen Bereichen höhere Konzentrationen erreicht. Im Bereich einer zentralen Pumpstation werden diese Zuflüsse zusammengeführt und vermischen sich dort. Boxmodell berechnet dieses komplexe Mischungsverhältnis beim dynamischen Pumpbetrieb, sodass die resultierende Wasserqualität am Einleitungspunkt in den Vorfluter abschätzbar ist.

Die Simulation des reaktiven Stofftransports ist dabei ein besonderes Merkmal der Software: Sie erkennt Prozesse wie die Pyrit-Oxidation und verhindert eine unrealistische Mehrfachfreisetzung von Stoffen innerhalb des Pumpenspiels. Ein weiteres Anwendungsbeispiel der DMT-Modellierung ist die Abbildung natürlicher Reinigungsmechanismen.

Die TÜV NORD steht für Sicherheit und Nachhaltigkeit

Der gesamte Workflow der DMT ist auf höchste Effizienz und Sicherheit ausgerichtet, vom Präprozessor PraeBox bis zum Simulator Box3D64. Die Grundlage hierfür sind CAD-Daten, die in BOXCAD verwaltet werden. Das Modell löst simultan die Gleichungen für Mengenströmung, Wärmetransport und chemische Reaktionen in der flüssigen und festen Phase. Diese ganzheitliche Betrachtung ist notwendig, da chemische Prozesse – wie die Oxidation von Mineralien – erst durch das komplexe Zusammenspiel von Gestein, Wasser und dem Sauerstoff in der Grubenluft entstehen. Selbst die Mobilisierung von partikelgebundenen Altlasten wie PCB wird über die von DMT entwickelten Software modelliert.

Das Ergebnis ist eine fundierte, wissenschaftlich belastbare Grundlage für Genehmigungsverfahren und eine langfristige Sicherheit für die Metropole Ruhr. Innovation bedeutet hier, die Spuren der Industriegeschichte mit der Rechenkraft und der Gutachter-Kompetenz der DMT und der TÜV NORD zu managen. Das digitale Erbe des Ruhrgebiets wird somit zu einem Innovationslabor für ein weltweit klimaresilientes Wassermanagement – eine Technologie, die „unter Tage denkt” und über Generationen plant.