Ein Strukturmodell als Grundlage für regionale Strömungsmodellierung

Björn Panteleit1, Katherina Seiter1, Sven Jensen1
1 Geologischer Dienstfür Bremen

O 18.1 in Applied Hydrogeology - case studies from the federal geological surveys

23.03.2018, 09:45-10:00, 2

In der Bohrdatenbank des Geologischen Dienstes für Bremen (GDfB) sind für das kleinste Bundesland annähernd 100.000 Bohrungen mit Schichtverzeichnissen archiviert. Die unter anderem über vernetzte Profilschnitte ermittelten Schichtgrenzen bilden die Grundlage für ein Schichtgrenzenmodell der quartären Einheiten, die bis zu annähernd 400 m unter Gelände reichen. Zur Erstellung eines Strukturmodells werden die zwischen den Schichtgrenzen befindlichen sechs hydrostatigrafischen Einheiten in insgesamt 38 durchgehende Layer mit einem regelmäßigen Zellraster von 100 x 100 m unterteilt. Anhand der Schichtbeschreibungen der archivierten Bohrungen erfolgt eine Zuweisung hydraulischer oder geothermischer Parameter der von den Bohrungen erfassten Zellen. Über eine Interpolation erfolgt die Parametrisierung auf sämtliche Modellzellen des Strukturmodells. Eine Schnittstelle erlaubt das parametrisierte Modellgitter in eine Software zur Strömungsmodellierung (z.B. Modflow) zu transferieren. Nach Erfassung von hydraulischen Randbedingungen steht so ein Basismodell für eine regionale Strömungsmodellierung zur Verfügung. In ersten Tests zeigt sich trotz der automatischen Zuweisung von Durchlässigkeitsbeiwerten über die Bohrbeschriebe ein nur sehr geringer Kalibrierungsbedarf, der über eine pauschale modellweit einheitliche Anpassung der Daten erfolgt.

Die resultierenden kalibrierten Regionalmodelle stehen neben großräumigen Betrachtungen zum Grundwassermanagement auch als Modellbasis für lokale Fragestellungen zur Verfügung. So kann für Untersuchungen bei denen nicht in das Strömungsregime eingegriffen wird (z.B. Schadstofftransport oder Temperaturausbreitung von Erdwärmesondenfeldern) auf Ausschnitte aus dem regionalen Strömungsmodell zurückgegriffen werden. Liegen für die lokalen Untersuchungsräume detailliertere Erkenntnisse vor, können diese lokal verfeinert und mit Erkenntnissen aktueller Untersuchungen neu parametrisiert werden. Hierfür stellt der Geologische Dienst für Bremen lokale Ausschnitte aus dem Modellgitter Ingenieurbüros zur Verfügung , die entsprechende Fragestellungen in Bremen bearbeiten. Mit dem Rückfluss der verfeinerten Daten in das Regionalmodell kann dieses ebenso wie mit neuen Erkenntnissen aus zukünftigen Bohrungen weiter optimiert werden.

Parametrisiertes Strukturmodell für das Bundesland Bremen
Parametrisiertes Strukturmodell für das Bundesland Bremen



Panteleit, B., Jensen, S., Seiter, K., Budde, H., McDiarmid, J.: A regional geological and groundwater flow model of Bremen (Germany): an example management tool for resource administration: ZDGG 164, 569-580 (2013)



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