Werkzeug der 3D-Raumplanung, Region Basel

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1 Werkzeug der 3D-Raumplanung, Region Basel Dr. Horst Dresmann, Prof. Dr. Peter Huggenberger Universität Basel Der Oberrhein wächst zusammen: mit jedem Projekt Dépasser les frontières: projet aprés projet Transcending borders with every project

2 Warum 3D Raumplanung? Rechtliche Unsicherheiten Fehlende Kenntnisse zum geologischen Aufbau Fehlendes Verständnis für Umweltprozesse im Untergrund Interessenskonflikte Fehlende Planungssicherheit Die Verwaltung braucht Entscheidungsgrundlagen

3 Situation im Raum Basel, Geographischer Überblick Teilmodell Schweiz: 30km x 20km Frankreich Deutschland Basel Schweiz

4 Geographischer Überblick Frankreich Deutschland Basel Schweiz

5 Verkehr Autobahn& Eisenbahn (teilw. als Tunnel) aktuelle Planungsphase S-Bahntunnel Herzstück Basel Autobahntunnel Infrastruktur Region Basel

6 Verkehr Autobahn& Eisenbahn (teilw. als Tunnel) aktuelle Planungsphase S-Bahntunnel Herzstück Basel Autobahntunnel Infrastruktur Region Basel Rohstoffe Grundwassernutzung Trinkwasser & industrielle Nutzung

7 Verkehr Autobahn& Eisenbahn (teilw. als Tunnel) aktuelle Planungsphase S-Bahntunnel Herzstück Basel Autobahntunnel Infrastruktur Region Basel Rohstoffe Grundwassernutzung Trinkwasser & industrielle Nutzung Geothermische Energie heizen, kühlen, (Stromproduktion)

8 Verkehr Autobahn& Eisenbahn (teilw. als Tunnel) aktuelle Planungsphase S-Bahntunnel Herzstück Basel Autobahntunnel Infrastruktur Region Basel Rohstoffe Grundwassernutzung Trinkwasser & industrieelle Nutzung Geothermische Energie heizen, kühlen, (Stromproduktion) Mineralische Rohstoffe Salzproduktion

9 Warum 3D Raumplanung? Zunehmende Verdichtung an der Oberfläche und im Untergrund Technische Entwicklungen bieten neue Nutzungsmöglichkeiten Quelle: M. Häring, Geothermal Explorers

10 Warum 3D Raumplanung? Zunehmende Verdichtung an der Oberfläche und im Untergrund Technische Entwicklungen bieten neue Nutzungsmöglichkeiten Rechtliche Unsicherheiten Fehlende Kenntnisse zum geologischen Aufbau Fehlendes Verständnis für Umweltprozesse im Untergrund Interessenskonflikte Fehlende Planungssicherheit Bedarf: «Werkzeug» zur Bereitstellung von Entscheidungsgrundlagen Quelle: M. Häring, Geothermal Explorers

11 Der Weg zum Werkzeug 3D-Modell Schritt 1: Grundlagendaten Sammeln Analysieren Harmonisieren Datenhaltung organisieren >> Datenmanagement Schritt 2: 3D-Modellierung Schritt 3: Ergebnisdaten ins Datenmanagement aufnehmen Danach: Modell.- und Datenpflege

12 Grundlagendaten geographische Verteilung ~ St. Fachliteratur, Baugrundarchiv 1: bis 1: m-2m Auflösung (hor.) Geologische 2D-Profile Gesamtlänge ~220 km

13 Datenmanagement

14 Datenmanagement ArcGIS Datenhaltung Eingangs & Ergebnisdaten Datenbank: neue Bohrungen GOCAD Datenaustausch 3D-Modellierung 3D Modellierung

15 Datenmanagement - Qualitätsbeurteilung Modellhorizont Basis Lockergesteine (Erstellung Dez. 2009) Abweichung der Modellfläche zu neuen Bohrdaten -100m bis -20m -20m bis - 5m -5m bis +5m Horizont: Basis Lockergesteine Höhe müm 240m +5m bis +20m 1200m +20m bis +100m

16 Arbeiten mit dem Werkzeug 3D-Modell workflow Regionalmodell Definition des Projektgebietes Ausschneiden eines Lokalmodells Lokalmodell Bearbeitung der Fragestellung Re-integration des Lokalmodells

17 Anwendungen: Bisherige Verwendung des 3D-Modells Basel: Risikoanalyse nach dem «deep heat mining» Projekt Basel. Studie zur Abschätzung des Erdbebenrisikos, welches durch den weiteren Ausbau und den Betrieb des geothermischen Systems verursacht werden würde (Serianex 2009). Verwendung als einer der Basisdatensatz zur Charakterisierung des Bruchmusters im Untergrund. Reservoir-Charakterisierung, Erdwärmekraftwerk Riehen. Masterarbeit (Klingler 2010, Uni Neuchâtel) begleitend zur Optimierung der Anlage in Riehen. Bereitstellung eines Ausschnitts um Riehen (Lokalmodell 16km 2 ). Grundwassermodell Muttenz Hardwasser AG Mit einem instationär kalibrierten 3D Grundwassermodell werden konkrete Fragestellungen zur potentiellen hydraulischen Gefährdung der Trinkwasserbrunnen analysiert. Lokalmodell (50 km 2 ) mit allen relevanten Aquifergeometrien und Verwerfungen bis ca. 300m Tiefe Thermische Grundwassernutzung, Basel Nord Erdwärmenutzungskonzept Basel-Landschaft Autobahntunnel «Gundeli» und «Osttangente»

18 Fallbeispiel: Thermische Grundwassernutzung Basel Nord (Epting & Huggenberger 2012) Ziel: Klärung der Einflussfaktoren für Temperaturanstieg (~3 C) in den letzten 10 Jahren Erstellung thermisches Grundwassermodell Schaffung von Entscheidungshilfen in der Bewilligungspraxis neuer Anlagen 3D Modell Region Basel liefert Lokalmodell (~9 km 2 ) mit «Basis Lockergesteine» und damit die Aquifergeometrie

19 Ergebnisse thermische GW-Modellierung Möglichkeit zu thermischem Grundwassermanagement: Steuerung der Temperaturverhältnisse durch Bewilligungspraxis und Monitoring

20 Fallbeispiel: Erdwärmenutzungskonzept Basel-Landschaft (Butscher et al. 2010) Ziel: Entwicklung einer Entscheidungsgrundlage für die Bewilligung von Erdwärmesonden bis max. 200m Tiefe. Karte zur Klassifikation von Standorten A = unzulässig B = mit speziellen Auflagen zulässig C = mit Standardauflagen zulässig 3D-Modell liefert die geometrischen Grundlagen zur Beurteilung der Verhältnisse in der Tiefe Butscher et al. (2010)

21 Fallbeispiel: Erdwärmenutzungskonzept Basel-Landschaft Wasserschutzgebiet (Kriterium B) Ausschnitt: Allschwil Binningen (~1km x 2km) Lokales 3D-Modell Erdwärmesondenkarte (vorläufig) Max. Bohrtiefe (Topographie -200m) Quartär und oberes Tertiär (Krieterium B & C) Top Bunte Mergel (Krieterium C) Basis Tertiär (= Top Malmkalke ~ Krieterium A) Online Publikation EWS-Karte für Herbst 2012 geplant:

22 Fallbeispiel: Autobahntunnel Gundeli-Tunnel & Osttangente Frankreich Deutschland Lokalmodell: Gundeli (~0,8km x 3km) Schweiz

23 Fallbeispiel: Autobahntunnel Gundeli 3 Ansichten: Lokalmodell (Blickrichtung von NO) Tunnellängsprofil Querprofil

24 Fallbeispiel: Autobahntunnel Osttangente Potenzielle Konflikte mit bestehenden Grundwassernutzungen und Erwärmesonden

25 Fallbeispiel: Autobahntunnel & Osttangente Lokalmodell: Osttangente (2km x 4km) Frankreich Deutschland Schweiz Oströhre - Tunnellängsprofil

26 Fallbeispiel: Autobahntunnel Osttangente Potenzielle Konflikte mit Bestehenden Nutzungen GW-Brunnen Erwärmesonden Potentiell belastete Standorte

27 Zusammenfassung Bedarf: Bereitstellung von Entscheidungsgrundlagen für nachhaltige Planung im Untergrund 3D-Modell der Region Basel «Werkzeug» Geologische 3D-Modelle Untergrundgeometrien Prozessverständnis Früherkennung von Konfliktsituationen 20km x 30km (x 6km Tiefe) Vielen Dank für Ihr Interesse!

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