Die Herstellung von Tagebauseen erfolgt als iterativer Prozess, der sowohl naturwissenschaftliche als auch ingenieurtechnische Aspekte berücksichtigt.
Die Prognose der Wasserbeschaffenheit in neu entstehenden Tagebauseen wird nach dem Prinzip der Stoffmengenbilanzierung durchgeführt. Die Volumenströme der Fließgewässer, des Flutungswassers und des Grundwassers werden durch hydrologische und geohydraulische Modellierungen sowie durch systematische Messungen ermittelt.
Die chemische Charakterisierung der Fließgewässer, Seen und des Grundwassers erfolgt durch behördliche Überwachung sowie durch ein systematisches Monitoring im Bereich der Wasserwirtschaft. Der Tagebausee wird dabei entsprechend den spezifischen Anforderungen räumlich diskretisiert. Langfristige Monitoring-Daten zeigen, dass in den meisten Fällen das Abstraktionsniveau eines Mischreaktors ausreichend ist. Neben den Stoffströmen des Grund- und Flutungswassers werden auch weitere Prozesse berücksichtigt, wie beispielsweise Stoffeinträge durch Niederschlags- und Wellenerosion der Uferböschungen, der Gasaustausch des Gewässers mit der Atmosphäre sowie Wechselwirkungen mit dem Sediment.
Die komplexen hydrogeochemischen Prozesse im Seewasser, wie Dissoziation, Komplexbildung, Hydrolyse sowie Fällungs- und Lösungsreaktionen, werden mit einem universellen Programmcode berechnet. Durch die Anpassung der Modelle an die Daten des Gewässermonitorings wird eine hohe Zuverlässigkeit der Prognosen für den Flutungszeitraum erreicht. Die angepassten hydrochemischen Modelle bilden schließlich die Grundlage für umfassende Bewirtschaftungsmodelle.