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Berechnung von Temperaturfahnen im Grundwasser am Beispiel zweier Grundwasserwärmepumpen in Lienz, Österreich

Cornelia Steiner1
1 Fachbereich Geographie und Geologie, Universität Salzburg

O 15.13 in Forum Junge Hydrogeologen (H 36, NW III)

28.05.2014, 17:00-17:20, H36, NWIII

Grundwasserwärmepumpen (GWP) nutzen die im Grundwasser gespeicherte Wärme als erneuerbare Energiequelle zum Heizen und Kühlen von Gebäuden. Grundwasser wird aus einem Entnahmebrunnen über einen Wärmetauscher geleitet und gelangt über einen Infiltrationsbrunnen zurück in den Aquifer. Die Temperatur des infiltrierten Wassers ist  im Heizbetrieb niedriger und im Kühlbetrieb höher, als die umgebende Grundwassertemperatur. GWP greifen durch diese Temperaturänderung in das Grundwassersystem ein. Es besteht daher  die Notwendigkeit entsprechender Gesetze, um den Grundwasserschutz gewährleisten zu können und um eine Beeinträchtigung fremder Wasserrechte zu vermeiden.

Für GWP in Österreich wird dies vom Regelblatt 207-2 des ÖWAV (Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband) vorgegeben, in dem einer der signifikanten Punkte die Temperaturspreizung zwischen entnommenem und eingespeistem Wasser ist. Die vom Infiltrationsbrunnen ausgehende Temperaturdifferenz muss bei Erreichen einer stromabwärts gelegenen Grundwassernutzung auf < 1 K gesunken sein. Für diese Vorgabe ist eine genaue Kenntnis der Temperaturfahne essenziell, allerdings ist deren Berechnung kompliziert, da viele Parameter einfließen müssen, die teilweise  schwer bestimmbar bzw. mit großen Unsicherheiten behaftet sind. Eine 1992 entwickelte Methode (Rauch, 1992) bildet die Grundlage für das Regelblatt 207-2, mit der die Temperaturfahnen für Anträge zur Errichtung von GWP modelliert werden. Die berechneten Temperaturfahnen, und daher auch das zu Grunde liegende Berechnungsmodell, werden allerdings in der Praxis nur selten verifiziert, dies trifft speziell auf industrielle Hochkapazitätsanlagen zu.

In Lienz, Österreich, wird die Berechnungsmethode anhand zweier industrieller Großanlagen geprüft. Aus der Berechnung gemäß Regelblatt 207-2 ergaben sich sehr lange Temperaturfahnen, die abstromig situierte Wasserrechte beeinträchtigen würden und daher eine Errichtung der Anlage verhindert hätten. Auf Grund der Tatsache, dass die abstromig gelegenen privaten Brunnen nur etwa 10 m in den Aquifer eingreifen und das Wasser im Infiltrationsbrunnen in einer Tiefe von etwa 60 m versickert wird, wurden die GWP unter Auflage einer Beweissicherung der Temperaturen in den privaten Brunnen dennoch bewilligt. Die Beweissicherung ergab keine Beeinflussung der Grundwassertemperatur durch die GWP auf die Brunnen, was den Schluss zulässt, dass die Temperaturfahne tatsächlich kürzer ist und die Berechnung nach Regelblatt 207-2 in diesem Fall offenbar nicht anwendbar ist. Das Ziel der Arbeit ist es, die Methode zu verbessern, in dem zunächst die Parameter des Berechnungsmodells auf Fehlerquellen analysiert werden. Eine zusätzliche Grundwassermessstelle zwischen Infiltrationsbrunnen und nicht beeinflussten abstromigen Nutzungen  soll dabei helfen, die Modellannahmen entsprechend den Beobachtungen anzupassen. Die Arbeit liefert damit eine Grundlage zu Verbesserung des relevanten Regelwerkes.



Rauch, W. (1992): Ausbreitung von Temperaturanomalien im Grundwasser. Dissertation, Fakultät für Bauingenieurwesen, Universität Innsbruck.

ÖWAV (2008): ÖWAV-Regelblatt 207-2, Thermische Nutzung des Grundwassers und des Untergrunds – Heizen und Kühlen. ÖWAV; Wien.



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Letzte Änderung 30.10.2013