Uni-Bayreuth

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Grundwassermodellbildung – Hydrostratigraphische Bewertungen mittels GCI-PetroKf, Datenbank- und Geoinformationssystemen

Alexander Koch1, Sven Fuchs2, Patricia Göbel1
1 Fachbereich Geowissenschaften, Universität Münster
2 Department of Geosciences, Aarhus University (Dänemark)

P 1.5 in Numerische Simulation von Strömungs- und Transportprozessen in Grundwasserleitern und angrenzenden Kompartimenten

Die Erstellung eines hydrogeologischen Modells ausschließlich auf Basis von Bohrungsinformationen ist eine gleichermaßen häufig anzutreffende, wie auch besondere Herausforderung hinsichtlich der hydraulischen Parametrisierung der Modellschichten (i.e. bei fehlenden hydraulischen Testdaten). Am Beispiel des Naturschutzgebietes „Heiliges Meer“, welches durch zahlreiche Subrosionsstrukturen geprägt ist, stellen wir ausgehend von den dort verfügbaren Bohrungsdaten einen Workflow zur Bildung eines hydrogeologischen Modells vor.

Der hydrostratigraphischen Interpretation des Modellgebietes liegt ein deterministischer Ansatz zur Abschätzung hydraulischer Parameter (i.e. Kf-Wert, Porosität) aus petrografischen Bohrgutbeschreibungen zu Grunde (GCI-PetroKf 2013). Diese Methode basiert auf der Ableitung der Korngrößenverteilung aus der petrographischen Beschreibung der beim Bohren gewonnenen Lockergesteinsproben (Fuchs 2010).

Hierzu wurde die Bohrungsdatenbank (MS Access, 55 Bohrungen, mit freundlicher Unterstützung des Geologischen Dienstes NRW) um die den Grundwasserleiter unterlagernden Festgesteine bereinigt und  eine deterministische Schätzung des kf-Wertes für die quartären Sedimentschichten vorgenommen. Auf Grundlage der abgeschätzten Durchlässigkeitsbeiwerte und der dokumentierten Schichtmächtigkeiten, wurden die aufgeschlossenen Schichten systematisch nach Grundwasserleiter  und Grundwassergeringleiter klassifiziert.

Der bereinigte und berechnete Datensatz wurde schließlich in die Datenbank reimportiert und für die Verwendung in Geoinformationssystemen (i.e. ArcGIS) weiter aufbereitet. Über Interpolationsverfahren konnte innerhalb des Programmes ArcGIS ein lateraler Bezug zwischen den verschiedenen Mächtigkeiten hergestellt werden, um so auf weitere Inhomogenitäten im Aufbau des Grundwasserleiter-Systems schließen zu können.

Anschließend wurden mittels ArcGIS die Quartärbasis des Modellraums konstruiert, sowie Grundwasserisolinien- und Grundwasserdifferenzenkarten berechnet. Die Grundwasserdifferenzenkarten reproduzieren gut die Grundwasserabsenkungen im Bereich von lokalen Tagebauen. Insgesamt zeigen sich gute Übereinstimmungen mit früheren hydrogeologischen Untersuchungen im Projektgebiet.

Die Kombination des PetroKf-Algorithmus mit der Aufbereitung in einer Datenbank, sowie der Weiterverarbeitung in ArcGIS, zeigt einen praktikablen Weg zur Entwicklung und Parametrisierung eines hydrogeologischen Modells ausschließlich auf Basis von Bohrungsinformationen.  Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit (Koch 2013) der Universität Münster durchgeführt.



Fuchs, S. (2010). Deterministische kf-Wert-Schät-zung nach petrographischer Bohrgutan-sprache. Grundwasser, 15(3), S. 177-189.

GCI-PetroKf, V 1.6 (2013): Software zur determinis-tischen Schätzung von Lockergesteinspa-rametern aus Bohrgutansprachen.    www.gci-kw.de

Koch, A. F. W. (2013). Hydrogeologische Interpretation vorhandener Bohrungen im Bereich des Naturschutzgebietes „Heiliges Meer“ (Recke, Nordrhein-Westfalen). Bachelorarbeit, Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, Fachbereich Geowis-senschaften, 90 S.,  [unveröffentlicht].

Letzte Änderung 01.11.2013