Hydrogeologische Erkundung aus luftiger Höhe

Hydrogeologische Erkundung aus luftiger Höhe

Wie ist der Untergrund aufgebaut? In welcher Tiefe befindet sich das Grundwasser? Wo sind noch Potentiale für eine Erweiterung, oder Neuerschließung von Wassergewinnungsgebieten zu erwarten? Welche Bereiche des Grundwassers sind versalzen? Bis vor wenigen Jahren mussten diese Informationen aus Punktdaten (z.B. Bohrungen und Messstellen) hergeleitet und für eine flächige Darstellung interpoliert werden. Speziell für größere Betrachtungsräume war dieses eine sehr aufwändige Aufgabe.

Heute stehen neue Methoden der Untergrunderkundung zur Verfügung. Mit den neuen Verfahren und der Datenauswertung von hubschraubergestützten geophysikalischen Messungen (aeroelektromagnetischen Befliegungsdaten) hat sich Herr Dominik Steinmetz, Mitarbeiter im Bereich Wasserressourcenmanagement der CONSULAQUA am Standort Hildesheim in seiner Promotionsarbeit auseinandergesetzt.

Ziel der Arbeit war es, die hydrogeologische Interpretation der aus aeroelektromagnetischen Befliegungen erhaltenen Daten zu verbessern. Dieses erfolgte mit Hilfe der Erstellung von möglichst wirklichkeitsgetreuen dreidimensionalen Untergrundmodellen. Die Methodik basiert auf 3D Modellierungsansätzen und der Kombination verschiedener geophysikalischer und geologischer Datensätze (Aeroelektromagnetik, Karten des Geotektonischen Atlas 3D, Seismik und Bohrdaten). Im Ergebnis resultiert daraus eine differenzierte, flächenhafte Modellvorstellung des Untergrundes sowie deren hydrogeologische und wasserwirtschaftlich relevanten Komponenten. Nicht nur in Gebieten mit begrenzter Aufschlussdichte liefern aerogeophysikalische Messungen somit entscheidende gesteinsspezifische Daten zur Interpretation der regionalen und lokalen hydrogeologischen Untergrundverhältnisse.

Die Praxistauglichkeit der neuen Herangehensweise wurde im Rahmen der Arbeit an zwei Bereichen erprobt. Im Cuxhavener Raum konnte mit Hilfe der hochauflösenden aeroelektromagnetischen Befliegungsdaten und dem daraus erstellten dreidimensionalen Widerstandsmodell der Verlauf einer eiszeitlichen Rinne konkretisiert sowie ihre Füllung detaillierter untergliedert werden. Es zeigte sich eine komplex aufgebaute Abfolge aus eiszeitlichen sandig-kiesigen Sedimenten an der Basis, die von eiszeitlichen Seeablagerungen, dem sogenannten Lauenburger Ton Komplex, und marinen Sedimenten der Holstein-Warmzeit sowie am Top wiederum von saaleeiszeitlichen Schmelzwassersanden überlagert werden.

Im nordwestlichen Harzvorland, im Bereich des Lutter Sattels, einer auf Salztektonik zurückzuführenden Struktur, konnten anhand des auf den Befliegungsdaten basierenden dreidimensionalen Widerstandsmodells die Lage und Ausbreitung der lokalen Gesteinstypen bestimmt und laterale sowie vertikale Änderungen in der Gesteinszusammensetzung, im Wassergehalt und in der Geometrie der Sattelstruktur identifiziert und kartiert werden. Zudem konnten die in den oberflächennah anstehenden Sedimentgesteinen vorherrschenden lokalen Störungs- und Kluftsysteme anhand von Trendmustern im Widerstandsmodell identifiziert werden.

Anhand der Untersuchungsgebiete konnte somit die Praxistauglichkeit der neuen Auswertungsansätze belegt werden. Demnach bieten aeroelektromagnetische Daten das Potential für eine großräumige Erkundung der Untergrundverhältnisse und tragen zu einem weitreichenderen Verständnis der geologisch / hydrogeologischen Struktur bei. Die Befliegungsdaten und deren Auswertung ermöglichen somit einen differenzierteren Blick auf wasserwirtschaftlich relevante Fragen der Küstenversalzung, oder der Suche nach neuen Wassergewinnungsgebieten.

Ansprechpartner:

Dr. rer. nat. Dominik Steinmetz (CONSULAQUA Hildesheim)

Tel.: 05121 / 76 82 18