Natürliche und künstliche Tracer zur Charakterisierung von hydraulisch induzierten Lösungsvorgängen unter einem Stauwehrkomplex am Neckar

Daniel Straßer1, Héctor Montenegro1, Lisa Blechschmidt2, Tanja Liesch2, Nico Goldscheider2
1 Abteilung Geotechnik, Bundesanstalt für Wasserbau
2 Abteilung Hydrogeologie, Karlsruher Institut für Technologie

O 8.8 in Isotopen- und Tracermethoden in der Hydrogeologie

16.04.2016, 10:30-10:45, Audimax A, Geb. 30.95

 

Lösungsempfindlicher Baugrund stellt Planer und Ingenieure vor besondere Herausforderungen. So konnten zahlreiche Schäden an Bauwerken und sogar Dammbrüche auf Lösungsprozesse im Untergrund zurückgeführt werden. Da Gips und Anhydrit im Vergleich zu anderen Mineralen eine relativ hohe Wasserlöslichkeit aufweisen, sind Geländeveränderungen wie Subrosion oder Senkungen in Gipskarstgebieten nicht ungewöhnlich. Veränderungen dieser Art finden in geologisch sehr kurzen Zeiträumen statt und können durch menschliche Eingriffe in die natürlichen geohydraulischen Verhältnisse zusätzlich verstärkt werden. Baumaßnahmen in Oberflächengewässern haben oftmals einen starken Einfluss auf die geohydraulischen Bedingungen in angrenzenden Grundwasserleitern. Ein Beispiel hierfür sind Staustufen an Wasserstraßen. Die Staustufe Hessigheim am Neckar gründet in Gips- und Anhydrithorizonten des Mittleren Muschelkalks. Durch starke Lösungsprozesse im Untergrund mussten bereits mehrfach kostenaufwändige Sanierungsmaßnahmen durchgeführt werden, um Setzungen entgegenzuwirken und die Bausubstanz zu erhalten. Zur Verbesserung der geohydraulischen Prozessverständnisse und zur Quantifizierung der Austauschprozesse zwischen Oberflächenwasser- und Grundwasser wurden im Bereich der Staustufe Hessigheim umfangreiche hydraulische Untersuchungen durchgeführt. Bei Markierungsversuchen zur Identifizierung präferenzieller Fließpfade im Untergrund wurden Tracer sowohl in den Neckar (Uranin) als auch direkt in den Grundwasserleiter (Amidorhodamin G) eingegeben. Die zeitgleiche kombinierte Eingabe der Tracer ermöglichte zusätzlich Rückschlüsse auf die Interaktionsprozesse von Oberflächenwasser- und Grundwasser, sowie die Wirksamkeit bisheriger Sanierungsmaßnahmen. Durch Messung der Sulfatkonzentration in Grund- und Oberflächenwasser konnte der Austauschfluss zusätzlich quantifiziert und aktuelle Auslaugungshorizonte identifiziert werden. Durch Vergleich mit Messwerten aus dem Jahr 1987 konnte das Voranschreiten und die Geschwindigkeit der Lösungsprozesse charakterisiert werden. Eine Kombination der Ergebnisse dieser Versuche und die von zusätzlich durchgeführten hydraulischen Bohrlochversuche ermöglichte die Entwicklung einer detaillierten Modellvorstellung der geohydraulischen Bedingungen am Standort und bildet die Basis für die Planung zukünftiger Sanierungsmaßnahmen.



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