Bohrlochgeophysikalische Messung der Grundwasserbewegung bei minimaler Störung des natürlichen Strömungsfeldes

Kurzfassung Eine grundlegende Aufgabenstellung bei Fragen des Grundwasserschutzes, des Umweltschutzes oder des Bauingenieurwesens besteht in der Erkundung der Grundwasserdynamik und der Quantifizierung der Strömungsvorgänge. In diesem Zusammenhang ist die Kenntnis der Parameter des Grundwasserströmungsfeldes wesentlich für die Bewertung von Zu- und Abströmbereichen, für die Festlegung von Schutzgebietsgrenzen und Entwässerungsmaßnahmen sowie für die Beurteilung von Gefährdungspotenzialen und erforderlich als Eingangsparameter für Modellierung und Monitoring. Der Beitrag stellt ein neues Einbohrloch-Messsystem zur Bestimmung der Grundwasserfließrichtung und -geschwindigkeit vor, welches für Untersuchungen im Geschwindigkeitsbereich ab 0,5 m/d einsetzbar ist. Das Messprinzip beruht auf der Erzeugung eines definierten Tracersignals im Umfeld der Sonde und der Beobachtung des zeitabhängigen Verhaltens der tracerinduzierten Anomalien von Leitfähigkeit und Temperatur im Nah- und Fernfeld der Bohrung. Für die Erfassung der beiden Parameter werden geoelektrische Messanordnungen und Temperatursensoren genutzt. Mit der Entwicklung des „Tracerringraum-Austausch“-Verfahrens wurde ein neues Prinzip zur Erzeugung eines elektrisch und thermisch messbaren Tracersignals geschaffen, welches eine radial gleichmäßige Tracerverteilung als Startzustand bei einer gleichzeitig nur minimalen Störung des natürlichen Strömungsfeldes ermöglicht. Durch den Einsatz eines dem Grundwasser bezüglich seiner Dichte angepassten Tracers werden dichtegetriebene Konvektionsprozesse vermieden.