Hydrodynamische Messungen

Eine immer wiederkehrende Fragestellung in der Altlasterkundung sowie in der hydrogeologischen Erkundung ist die Klärung der Grundwasserströmungsgeschwindigkeit und der Grundwasser-fließrichtung. Diese wird in den meisten Fällen auf der Grundlage eines Grundwasserisohypsenplanes abgeleitet, da die Triebkraft der Grundwasserströmung das hydraulische Gefälle (hydraulischer Gradient) ist. Die Grundwasserströmungsgeschwindigkeit (Filtergeschwindigkeit) ergibt sich nach DARCY als Produkt aus Durchlässigkeitsbeiwert und dem hydraulischen Gradienten.

Um weitere Informationen zur Grundwasserdynamik zu erhalten, werden neben der Oberflächengeophysik im Bohrloch bzw. in der Grundwassermessstelle verschiedene geophysikalischen Messverfahren angewandt:

  • Temperatur-Messung: Einschätzung der Temperaturverhält-nisse in und hinter der Rohrtour. Durch Fließvorgänge wird das natärliche Temperaturprofil gestört und gibt somit Hinweise auf Fließvorgänge.
  • Salinitätsmessung: Messung der elektrischen Leitfähigkeit (Ionenanteil im Wasser) in der Bohrung und damit Erhalt von Hinweisen auf eine Schichtung im Grundwasserleiter (Ergebnis von Fließvorgängen oder einer gravitativ bedingten Schichtung bei Vorhandensein von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte).
  • Resistivimetrie (Einbohrlochmethode): Versalzen des Wassers in der Bohrung mit geringen Mengen eines elektrolytischen Tracers (i. d. R. Kochsalz, Menge < 100 g NaCl) und Verfolgung der Verdünnung durch durchströmendes Wasser geringerer Leitfähigkeit. Hierbei kann die Fließgeschwindigkeit sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung berechnet werden. Bei der Bestimmung der horizontalen Fließgeschwindigkeit dürfen in diesem Teufenbereich keine vertikalen Fließbewegungen stattfinden.

In der Regel werden diese Messverfahren durch Bohrlochmessungen zum "statischen Zustand" der Bohrung bzw. der Grundwassermess-stelle ergänzt, um gesicherte Informationen über Ausbau, Hinterfüllung und zur Geologie zu erhalten.

Die genannten Messverfahren lassen in der Regel keine Aussagen über die Grundwasserfließrichtung zu.

  • Fließrichtungsbestimmung (Einbohrlochmethode)

Die Zielstellung des neuen Verfahrens besteht in der Visualisierung der Grundwasserfließrichtung und -geschwindigkeit in einem Grund-wasseraufschluss (Brunnen, GW-Messstelle) mit einer einfachen Methodik. Dazu wird mittels einer speziellen Apparatur eine geringe Menge Trinkwasser, welches mit Uranin eingefä:rbt wurde, mittig im Bohrloch injiziert. Das gefärbte Wasser wird in Richtung der Bohrlochachse eingebracht, um einen horizontalen Impuls bei der Injektion zu vermeiden. Mit einer Bohrlochkamera mit Farbvideo-system wird die Ausbreitung des fluoreszierenden Farbstoffs mit dem Grundwasserstrom beobachtet und aufgezeichnet. Zur Feststellung der Strömungsrichtung ist in die Apparatur ein Kompass eingehangen, welcher eine Orientierung des Videobildes nach magnetisch Nord erlaubt.


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