Untersuchung der hydraulischen Anisotropie von fluvialen Kies-Grundwasserleitern

Ruth Maier1, Olaf A. Cirpka1, Carsten Leven1, Bernhard Odenwald2, Daniel Strasser2
1 Eberhard Karls Universität Tübingen
2 Bundesanstalt für Wasserbau

O 19.11 in Forum Junge Hydrogeologen

21.03.2018, 15:15-15:30, 3

Zur Planung und Dimensionierung von Wasserhaltungsmaßnahmen für Baugruben, die tief in das Grundwasser reichen, sind meist umfangreiche geohydraulische Voruntersuchungen erforderlich. Üblicherweise wird der Durchlässigkeitsbeiwert mit der analytischen Auswertung von Pumpversuchen ermittelt, die auf der Annahme von isotropen und homogenen Untergrundverhältnissen basiert. Fluviale Grundwasserleiter sind jedoch häufig anisotrop, wodurch die räumliche Ausbreitung des Absenktrichters und des Grundwasserzustroms zur Baugrube maßgeblich beeinflusst werden. Dies hat beträchtliche Auswirkungen auf die notwendige Pumprate, um den Grundwasserspiegel auf einen bestimmten Wert abzusenken. Insbesondere bei wasserbaulichen Maßnahmen an Gewässern können so erhebliche Mehrkosten durch eine überdimensionierte Ausführung der Wasserhaltungsmaßnahmen entstehen. Um dieses Risiko zu minimieren, entwickeln wir eine Methode, um die Anisotropie der Durchlässigkeit in fluvialen Kies-Grundwasserleitern möglichst genau zu bestimmen.

Erste Versuche basieren auf einer inversen Schätzung der hydraulischen Durchlässigkeit in horizontaler und vertikaler Richtung mithilfe numerischer Modellberechnungen und einer anschließenden Kalibrierung mit Absenkungsdaten aus instationären Pumpversuchen. Der Kern des Ansatzes besteht darin, Pumpversuche in unvollständigen Brunnen unterschiedlicher Tiefe durchzuführen und tiefenorientiert zu beobachten. Eine besondere Herausforderung besteht darin, Effekte der räumlichen Variabilität von solchen der Anisotropie zu trennen. Erste Feldversuche fanden am Versuchsfeld Lauswiesen im Neckartal bei Tübingen statt. Im weiteren Projektverlauf soll ein zusätzliches Naturmessfeld bei Kappel-Grafenhausen im Oberrheingraben zur Durchführung großskaliger Feldversuche eingerichtet werden.



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