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Thermo-Flowmeter-Monitoring - Hochauflösende Messungen von vertikalen Strömungsgeschwindigkeiten

Peter Halla1
1 Berghof Analytik + Umweltengineering GmbH&Co. KG

O 5.1 in Geophysikalische Methoden in der Hydrogeologie

29.05.2014, 14:00-14:20, H17, NW II

Bei dem Thermo-Flowmeter handelt es sich um ein hochauflösendes Flowmeter, das Fließgeschwindigkeiten über einfache Temperatureffekte misst. Die Vorteile des Thermo-Flowmeters resultieren aus der hohen Empfindlichkeit des innovativen Messprinzips bei gleichzeitig reduziertem Messaufwand. Anwendungsgebiete sind:

1.   Detektierung von Hydraulischen Kurzschlüssen: aufgrund der hohen Messgenauigkeit des Systems können nun auch kleinste Hydraulische Kurzschlüsse mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 mm/s detektiert werden.

2.   Bestimmung vertikaler Kf-Wert Verteilungen: aufgrund der hohen Auflösung kann jetzt auch in Geringleitern und in großvolumigen Brunnen die vertikale Kf-Wert-Verteilung bestimmt werden. Die zu messenden Grundwassermessstellen und Brunnen müssen nur geringfügig angeregt werden.

3.   Qualitative Überprüfung von Filterstrecken: das Thermo-Flowmeter wird dabei zentrisch in einen Scheibenpacker eingebaut. Beim Ablassen des Packer-/Flowmeters ergeben sich über die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit qualitative Hinweis auf Heterogenitäten im Filterbereich.

4.   Horizontierte Probenahmen: aus den Thermo-Flowmetermessungen lässt sich die vertikale Verteilung der Zuflussraten in Brunnen und Grundwassermessstellen bestimmen. Mit Hilfe kleiner im Förderstrom plazierten Low-Flow-Doppelventilpumpen werden horizontierte Mischproben entnommen. Über die Rückrechnung der Mischungsverhältnisse mit Hilfe der bekannten Zuflussraten aus der Thermo-Flowmetermessung ergeben sich stockwerksbezogene, horizontierte Konzentrationsverteilungen Dieses Verfahren kann in jeder Messstelle / Brunnen eingesetzt werden. Ein spezieller Ausbau ist hierfür nicht notwendig.

5.   3D-Darstellungen von Schadstoffkonzentrationen: die oben angeführte Methode der Horizontierten Probenahme kann auch während der Durchführung eines Immissionspumpversuchs eingesetzt werden. Damit können die bei Immissionspumpversuchen zu erzielenden Entnahmebreiten und die damit verbundenen Schadstoffkonzentrationen nicht nur horizontal sondern auch vertikal aufgelöst werden. Im Ergebnis sind dann 3-dimensionale Scheibenmodelle der Schadstoffverteilung im Untergrund darstellbar.

Die dargestellte neue innovative Technologie wurde durch die Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau (VEGAS) entwickelt und wird durch die Berghof Analytik + Umweltengineering GmbH&Co KG zum marktfähigen Produkt umgesetzt. Das Thermo-Flowmeter wurde mit dem 2.ten Preis des „NICOLE Technology Award 21012“ ausgezeichnet. Das innovative Potenzial dieses Produktes liegt hauptsächlich in der hohen Messauflösung des thermischen Sensors und der damit verbundenen hohen Messgenauigkeit des Gesamtsystems. Damit verbunden sind neue Verfahren und Methoden zur Grundwassererkundung möglich geworden à das Thermoflowmeter Monitoring. 

Thermo-Flowmeter
Thermo-Flowmeter



Klaas, N., Heitmann, T., Skodic, B. (2010): Development And Application Of A Novel Ground Water Sampling System For Volatile Compounds And Redox Sensitive Parameters From Groundwater Monitoring Wells. Presentation at the Consoil Conference, September 22-24, 2010, Salzburg, Austria.

Barczewski, B.; Marschall, P. (1990): Untersuchungen zur Probennahme aus Grundwassermessstellen. Wasserwirtschaft 80, Heft 10, S. 506 - 513; Stuttgart.

Barczewski, B. et al. (Hrsg) (2004): VEGAS Statuskolloquium 2004; Mitteilungen / Institut für Wasserbau, Universität Stuttgart: H. 131; Stuttgart.

Braun, J., Heitmann, T. und N. Klaas (2009): Projektverbund Vor-Ort-Messtechnik, TV 1: Entwicklung eines Validierungsverfahrens als Voraussetzung für den Technologietransfer in die Praxis der Altlastenbearbeitung; Wissenschaftlicher Bericht Nr. VEG 35, 2009/04. Institut für Wasserbau, Universität Stuttgart, 4/2009.

DECHEMA e.V. (HRSG.) (2008): Handlungsempfehlungen, Natürliche Schadstoffminderung bei der Sanierung von Altlasten, Bewertung und Anwendung, Rechtliche Aspekte, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz, mit Methodensammlung; Projektübergreifende Begleitung des BMBF-Förderschwerpunktes KORA; Frankfurt a.M. November 2008.

Zeitschrift Grundwasser, Band 18; Heft 3; September 2013; S.214 bis S.215

HALLA, P., Weiß, H., Karch, G. (2011): Bestimmung vertikaler kf-Wert Verteilungen, Detektierung hydraulischer Kurzschlüsse, horizontierte Probenahme, Überprüfung von Filterstrecken; Tagungsband: 3. TASK Symposium „Zukunft Altlasten – Strategien und Technologien Made in Germany“, 08.-09. Juni 2011, Leipzig.

 



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Letzte Änderung 14.02.2014