ATOMAQUA – Quantentechnologien für Grundwasserschutz 

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ATOMAQUA entwickelt innovative Quantentechnologien zur nachhaltigen Überwachung und zum Schutz von Grundwasser. Mit präzisen Quantengravimetern messen wir Veränderungen im Grundwasser nichtinvasiv und verknüpfen diese mit hydrogeologischen Modellen. Unser Ziel: Grundwasser besser verstehen und schützen – angesichts Klimawandel und Übernutzung.

Über ATOMAQUA

Das Verbundprojekt ATOMAQUA verfolgt das Ziel, innovative Quantentechnologien gezielt für eine nachhaltige Bewirtschaftung und den Schutz von Grundwasserressourcen einzusetzen. Wasser ist eine essenzielle Lebensgrundlage, und in Deutschland stammen bis zu 70 % des Trinkwassers aus Grundwasser. Angesichts zunehmender Herausforderungen durch den Klimawandel, längere Trockenperioden und den prognostizierten Rückgang der Grundwasserstände wird es immer wichtiger, Veränderungen im Grundwasser präzise zu erfassen und zu verstehen.

ATOMAQUA setzt dabei auf die Entwicklung und Anwendung präziser, feldtauglicher Quantengravimeter, die es ermöglichen, Veränderungen der Grundwassermenge nichtinvasiv zu bestimmen. Im Mittelpunkt steht die Verknüpfung der Quantengravimetermessungen mit hydrogeologischer Modellierung, um Prozesse der Grundwasserneubildung und -speicherung besser zu quantifizieren. Hydrogeologische Modelle müssen durch reale Messungen validiert werden, um belastbare Ergebnisse zu gewährleisten. Gravimetrische Methoden ermöglichen die Messung von Massenveränderungen im Untergrund und somit einer direkten Modellgröße, die zur Validierung genutzt werden kann. Parallel werden hydrogeophysikalische Methoden zur Validierung eingesetzt und Vergleichsmessungen mit dem hochpräzisen Atomgravimeter der Humboldt Universität zu Berlin, welches die beste Langzeitstabilität für absolute Schweresensoren demonstrierte, durchgeführt.

Die Motivation für das Projekt ergibt sich aus der dringenden Notwendigkeit, Grundwasserressourcen langfristig zu sichern und ökologische Herausforderungen wie Übernutzung und Auswirkungen des Klimawandels zu bewältigen. Die neuen Methoden bieten entscheidende Vorteile für verschiedene hydrogeologische Systeme. In Regionen wie z.B. Karstgebieten, die weltweit rund 680 Millionen Menschen mit Trinkwasser versorgen, bieten die neuen Messmethoden entscheidende Vorteile: Sie ermöglichen die Unterscheidung zwischen luft- und wassergefüllten Hohlräumen und so eine Überwachung oberflächennaher Bereiche. In Porengrundwasserleitern können für die Bewirtschaftung wichtige Parameter wie der Speicherkoeffizient bestimmt werden.

Das Projekt bringt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Bereichen Physik, Hydrogeologie und Geophysik zusammen. Es leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung des Nachhaltigkeitsziels 6 der Agenda 2030 („Sauberes Wasser und Sanitäreinrichtungen für alle“), indem es innovative Lösungen für die Überwachung und das Management von Grundwasser entwickelt und erprobt. Die Ergebnisse sollen als Grundlage für eine nachhaltige Bewirtschaftung und den langfristigen Schutz dieser wertvollen Ressource dienen.

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