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PD Dr.
Jannis Epting
Department of Environmental Sciences
Profiles & Affiliations
Applied geology and hydrogeology - Providing solutions to tackle climate change and the energy transition

I am group leader of the Applied and Environmental Geology (AUG), Basel University, Switzerland. Our research focuses on 3D-geological and hydrogeological modeling of subsurface systems. The tools we develop are an important basis for the discussions on sustainable subsurface planning including the thermal management of subsurface resources also in the context of questions concerning the debate on climate change and energy transition.

Selected Publications
Epting, Jannis, Raman Vinna, Carl Love, Affolter, Annette, Scheidler, Stefan, & Schilling, Oliver S. (2023). Climate change adaptation and mitigation measures for alluvial aquifers - Solution approaches based on the thermal exploitation of managed aquifer (MAR) and surface water recharge (MSWR). Water Research, 238, 119988. https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119988
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Epting, Jannis, Raman Vinna, Carl Love, Piccolroaz, Sebastiano, Affolter, Annette, & Scheidler, Stefan. (2022). Impacts of climate change on Swiss alluvial aquifers - A quantitative forecast focused on natural and artificial groundwater recharge by surface water infiltration. Journal of Hydrology X, 17, 100140. https://doi.org/10.1016/j.hydroa.2022.100140
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Epting, Jannis, Baralis, Matteo, Künze, Rouven, Müller, Matthias Heidulf, Insana, Alessandra, Barla, Marco, & Huggenberger, Peter. (2021). Thermal activation of tunnel infrastructures: city-scale solutions for Basel, Switzerland. In Barla, M.; Di Donna, A.; Sterpi, D. (Ed.), Lecture Notes in Civil Engineering (Vol. 126). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-64518-2_118
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Epting, Jannis, Michel, Adrien, Affolter, Annette, & Huggenberger, Peter. (2021). Climate change effects on groundwater recharge and temperatures in Swiss alluvial aquifers. Journal of Hydrology X, 11, 100071. https://doi.org/10.1016/j.hydroa.2020.100071
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Huggenberger, Peter, & Epting, Jannis. (2011). Urban geology : process-oriented concepts for adaptive and integrated resource management. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-0348-0185-0
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Selected Projects & Collaborations
Project cover
Hydrogeologische Analyse der Grundwasserkörper im Frenkeeinzugsgebiet als Grundlage für die Ausarbeitung von MAR-Konzepten
Research Project  | 2 Project Members
Im Rahmen des Ausbaus der ARA Ergolz 2 in Füllinsdorf sollen flankierende Massnahmen für die Grundwasseranreicherung/Versickerung geprüft werden. Die Massnahmen zielen darauf ab, die Abflüsse in der Frenke zu stabilisieren und die Mindestabflüsse bei Trockenheit zu erhöhen. Eine hydrogeologische Analyse der Grundwasserkörper im Frenkeeinzugsgebiet soll als Grundlage für die Ausarbeitung von MAR-Konzepten dienen. Die hydrogeologischen Analysen umfassen: Evaluation der Aquifergeometrien Evaluation Interaktion Oberflächengewässer mit dem Grundwasser Interaktion mit Karst-Grundwasserleitern Evaluation Fliesswege, -zeiten und -geschwindigkeiten des Grundwassers in den Lockergesteinsablagerungen Grundwasser Raumplanerische Analyse
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Gutachtertätigkeit GWB für Cargo Sousterrain CST (Teil B)
Research Project  | 2 Project Members
Die AUG wurde vom Kanton Solothurn für eine Gutachtertätigkeit im Zusammenhang mit dem Tunnelprojekt Cargo Sous Terrain (CST) und den Streckenabschnitt zwischen Neuendorf und Dulliken, beauftragt. Das digitale Gesamtlogistiksystem CST soll ab 2031 die grossen wirtschaftlichen Zentren der Schweiz verbinden. CST ist ein Schweizer Pionierprojekt, welches Güter im Untergrund auf besonders ressourcenschonende Weise transportieren soll. In einem ersten Schritt hat die AUG alle im Kanton Solothurn vorhandenen, relevanten geologischen und hydrogeologischen Daten zusammengestellt. In einem Pflichtenheft wurde festgehalten, welche Daten und Beweisführungen von der Bauherrschaft erbracht werden müssen und was aus den erarbeiteten und zusammengestellten Daten abgeleitet werden kann. Die erforderlichen Nachweise und hydrogeologischen Abklärungen müssen so ausgearbeitet werden, dass auf deren Grundlage beurteilt werden kann, ob das Bauprojekt alle gewässerschutzrechtlichen Vorgaben erfüllt und somit bewilligungsfähig ist. Das Gutachten soll neben der Formulierung der notwendigen Anforderungen der Projekteingabe auch Empfehlungen und Optimierungspotenziale aufzeigen.
Project cover
Potenzialsteigerung der Opportunitäten für Geothermie-Projekte im Kanton Wallis - Pilotstudie Brig
Research Project  | 2 Project Members
Der Kanton Wallis erteilt über 300 Bohrbewilligungen im Jahr, wovon zweidrittel Geothermie-Projekte betreffen. Vorwiegend sind dies jedoch untiefe Geothermie-Nutzungen (Erdwärmesonden und Grundwasser-Wärmepumpen). Mit der Verdichtung solcher Systeme steigen raumplanerische und nachbarschaftsbedingte Konflikte auf Stufe der Parzellen stark an. Auf dieser Erkenntnis haben die Dienststelle für Umwelt (DUW, zuständige Behörde für Bohrbewilligungen im Kanton Wallis) und die Dienststelle für Energie (DEWK, zuständige Behörde für die Energieplanungsberatung) entschieden, parallel zur laufenden Bearbeitung des Bergbaugesetzes aus 1856 konsolidierte Angaben für Geothermie-Projekte ins Wallis zu entwerfen. Konkrete Wissenslücken werden heute sowohl kantonsintern als auch bei den Gemeinden festgestellt, was die Bearbeitung von Gesuchen für tiefere Bohrungen (>= 1'000 m) resp. die Förderung von geplanten Geothermie-Projekten im öffentlichen Interesse derzeit massiv erschwert wird. Ein Beispiel stellt das Projekt der Geothermie Brig-Glis AG dar, welches mit Warmwasser aus 1'000 Metern Tiefe die Quartiere in der Stadtgemeinde heizen möchte. Nach einer Machbarkeitsüberprüfung und trotz eines geringen Risikos für die öffentliche Sicherheit dank der direkten Grundwasser-Förderungsmöglichkeiten bleibt das Projekt hängig. Dies ist insofern bedauerlich als das Geothermieprojekt Brig-Glis als «Leuchtturmprojekt» fungieren und Auslöser einer neuen Generation von Geothermie Projekten im Rhonetal darstellen könnte. Die Berücksichtigung der tieferen geothermischen Potenziale sollte somit konsequent in die Energieplanung der Gemeinden Platz finden. Die Tatsache, dass das Grundwasser im Kanton Wallis in der Verantwortung der Gemeinden liegt, lässt dem Kanton wenig Spielraum für Förderungsprogramme. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, fokussieren die DEWK und DUW auf eine verstärkte Sensibilisierung der betroffenen Akteure. Ziel für den Kanton ist die Planung im Untergrund so zu fördern, dass dabei ein möglichst einheitliches Verfahren zur Charakterisierung von Georessourcen implementiert und dass Geothermie-Projekte einheitlich und kohärent entwickelt werden können. Ein primäres Ziel ist Wissenslücken hinsichtlich dem hydrogeologischen Prozessverständnis der geothermischen Systeme auf regionaler Ebene zu schliessen. Um dies zu erreichen, möchten die DEWK und DUW die von der Universität Basel (AUG) entwickelte Methodik am Fallbeispiel Brig anwenden. So kann einerseits ein Tool für die Vollzugsbehörde erarbeitet werden und andererseits ein Kantonsgesteuertes Verfahren zur Darstellung der Geologie und Grundwasserzirkulationssysteme alpiner Aquifere entworfen werden. Dabei ist die Kombination der regionalen Topografie-induzierten Grundwasserzirkulationssysteme mit dem Wärmetransport (Temperaturverteilung und Wärmepotenziale) eine der grundlegenden Weiterentwicklung des bisherigen Ansatzes, welches zur Begleitung der Energieplanung von Bedeutung wäre. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung und Anwendung von Monitoring- und Modell-Werkzeugen, mit welchen das geothermische Nutzungspotenzial des alpinen Aquifers der Region Brig abgeschätzt werden kann. Mit den Werkzeugen soll somit aufgezeigt werden, wie die Dynamik der regionalen Grundwasserzirkulation und der Temperaturverteilung im Untergrund untersucht werden kann. Die Übertragbarkeit der erarbeiteten Grundlagen auf alpine Täler im Allgemeinen wird geprüft mit dem Ziel künftige quantitative und thermische Übernutzungen von Grundwassersystemen zu vermeiden. Die gewonnenen Erkenntnisse unterstützen die Behörde bei den Aufgaben im Zusammenhang mit der Planung des Untergrunds wie beispielsweise der Ausscheidung von 3D Schutzzonen. Dabei werden konkret Standards und Empfehlungen abgeleitet hinsichtlich: 1) Minimale Anforderungen für die Überwachung von thermisch genutzten Grundwasserressourcen, 2) Möglichkeit für die Behörde mittels Modell-Berechnungen konsolidierte Planungsgrundlagen zu schaffen (mit Integration der kantonalen Geothermie-Erfahrungen aus vergangenen und gegenwärtigen Projekte), 3) der Implementierung eines Geologischen Informationssystems (GIS) für die Allgemeinheit hinsichtlich relevanter Daten zum Untergrund und zur Grundwasserressource im Kanton Wallis, 4) einem Pflichtenheft "Geothermie-Bohrungen" für den Gesuchsteller ", 5) Muster-Reglementen zu Händen der Gemeinden. Die gewonnene Projekterfahrung wird die Erarbeitung der im Zusammenhang mit der Einführung des neuen kantonalen Georessourcengesetzes stehenden Vollzugshilfen direkt unterstützen (vorgesehenes in Kraft treten 2025).
Project cover
Swiss-wide future river temperature under climate change
Research Project  | 2 Project Members
A key water quality indicator for both ecosystem and human water needs is river temperature, which is expected to change as climate warms. River temperature are highly controlled by local upstream catchment processes. Therefore, when studying influencing factors on river temperatures, it is desirable to use local-scale forcing. Yet, climate change is a global phenomenon, usually studied with Global Circulation Models (GCMs), which sometimes are coupled to Regional Climate Models (RCMs), through the use of Representative Concentration Pathway (RCP) climate scenarios. This coupling results in increased spatial resolution of the forcing, however local biases are still a problem for their use in local hydrological analyses, especially in mountainous regions. In this project, locally downscaled projections of future air temperatures and streamflow are used to improve projections of future river temperatures in Switzerland. As climate forcing for two semi-deterministic water temperature models ( air2stream & air2water ) 9 GCMs coupled to 8 RCMs, 3 RCP scenarios, and projections of future river flow from 4 different streamflow models, are used.