Analyse des Grundwassers der Exterformation im Rahmen der ATES-Forschungsbohrung Gt BChb 1/2015 in Berlin

Lioba Virchow1, Simona Regenspurg2, Traugott Scheytt1
1 Technische Universität Berlin, Institut für Angewandte Geowissenschaften
2 Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum, Sektion 6.2: Geothermische Energiesysteme

O 19.4 in Forum Junge Hydrogeologen

21.03.2018, 13:15-13:30, 3

Zur Speicherung von thermischer Energie werden Speichermöglichkeiten insbesondere auch in urbanen Regionen benötigt. Ein Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) könnte für die Überbrückung des zeitlichen Unterschieds zwischen Wärme- bzw. Kühlungsbedarf und -angebot dienen. Hierbei werden die Eigenschaften des Grundwassers und des Grundwasserleiters im Hinblick auf die Wärmespeicherkapazität genutzt. Saisonal wird warmes bzw. kaltes Wasser in die Formation injiziert und nach Bedarf wieder gefördert. Als Energiequellen können u.a. thermische Solaranlagen, Abwärme aus Gebäuden oder Umgebungstemperaturen dienen. Ein thermischer Aquiferspeicher ist ein im Erdreich offenes System und muss dementsprechend sensibel geplant und vorbereitet werden.

Mit der Forschungsbohrung Gt BChb 1/2015 auf dem Campus der TU Berlin sollten mögliche Zielformationen erkundet werden. Das Abteufen dieser Bohrung fand im Rahmen eines Kooperationsprojekts vom GeoForschungsZentrum Potsdam mit der Technischen Universität Berlin und der Universität der Künste Berlin statt. Dabei wurde im Mai 2016 die Endteufe von 560 m u. GOK erreicht. Mit den Sandsteinen der Exterformation, unterhalb des für die Berliner Wasserversorgung wichtigen tertiären Rupeltons, wurde eine ca. 4 m mächtige Zielformation in 221 m Tiefe angetroffen und verfiltert. Im Zuge der ersten Pumptests wurden Grundwasserproben genommen und auf die Fluidbeschaffenheit analysiert.

Durch zum Teil starke Ausbrüche an der Bohrlochwand konnte Bohrspülung in die Formation eindringen. Diese war mit Uranin markiert und konnte aufgrund dessen in den Grundwasserproben eindeutig identifiziert werden. Der erhöhte pH-Wert von 8,9 und der Karbonatgehalt zeugen ebenfalls von der Kontamination mit Bohrspülung. Trotz des großen Einflusses der Bohrspülung und der unmittelbaren Nähe bzw. möglichen hydraulischen Verbindung zu den hangenden artesischen Tertiären Sanden, weisen die Ionenverhältnisse auf Exter-Grundwasser des Norddeutschen Beckens hin. Die hohe Leitfähigkeit von 40,6 mS/cm, bedingt durch eine Mineralisation von 25 g/l, und Temperaturen von 17 °C zeugen von Grundwasser aus größeren Tiefen. Unerwarteterweise traten sehr hohe Sedimentfrachten auf, welche nicht nur die Probennahme, sondern auch weitere hydraulische Tests erschwerten.



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