Niedersachsen Wasser. Wir gehen dem Land auf den Grund.

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1 Niedersachsen Wasser Wir gehen dem Land auf den Grund.

2 Inhalt Intro 3 3D-Visualisierung des Untergrunds 4 Anwendungsbeispiele 5 Die Modellkonstruktion 6 Unsere Werkzeuge 7 Modelle in Niedersachsen 8 Ausgewählte Projekte der letzten Jahre 9 Vorträge 10 Kontakt

3 Die NIEDERSACHSEN WASSER Kooperations- und Dienstleistungsgesellschaft mbh ist aus der 2005 gegründeten NOWAC (NordWest AquaConsult) GmbH hervorgegangen und ist nun ein Tochterunternehmen des Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverbandes (OOWV). Neben wasserwirtschaftlichen Dienstleistungen haben wir uns vor allem auf die geologische Visualisierung des Untergrunds spezialisiert. Als ein in Oldenburg und Brake ansässiges Unternehmen unterstützen wir Wasserversorger, Kommunen und Unternehmen in jeglichen (hydro-)geologischen Fragestellungen. Wir greifen dabei auf ein großes Fachwissen im Bereich der 3D-Untergrundmodellierung zurück und setzen dieses Know-How zur nachhaltigen Bewirtschaftung des Untergrundes ein.. 3

4 3D-Visualisierung des Untergrunds In den letzten Jahren haben wir für verschiedenste Wasserversorgungsunternehmen und Kommunen in Niedersachsen digitale geologische 3D-Untergrundmodelle erstellt. Als Basis der Modelle dienen uns bisher weitgehend ungenutzte Geodaten dazu gehören vorrangig Bohrungen, geophysikalische Messungen, geologische Oberflächenkarten, vorhandene Gutachten etc. und alle weiteren verfügbaren Informationen zu den Untersuchungsgebieten die beim Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) abrufbar sind. Die mit SubsurfaceViewer MX erstellten Modelle beschreiben die im Untersuchungsraum vorkommenden lithostratigrafischen Einheiten in ihrer dreidimensionalen Ausdehnung, d.h. ihre laterale Verbreitung sowie die Höhenlagen der Schichtober- und Untergrenzen als stetige Volumenkörper. Die Ergebnisse der Modelle stellen einen erheblichen Erkenntnisgewinn bei der Vorstellung der geologischen Untergrundsituation dar. Die hierfür notwendigen Eingangsdaten wurden in der Regel erstmalig in einem regionalen Kontext, d.h. in ihrer Gesamtheit beurteilt und abgeglichen. Dadurch wird aus dem verwendeten Archivmaterial auch ein erheblicher Mehrwert erzeugt. Um den Raum zwischen diesen einzelnen, meist unregelmäßig verteilten Eingangsdaten fachlich sinnvoll interpretieren zu können, ist für den 3D-Modellierungsprozess das Wissen über die Entstehung der Gesteine und der Landschaft unverzichtbar. Dieses Wissen bringt der bearbeitende Geologe über umfangreiche Profilschnittkonstruktionen in den Modellaufbau mit ein und wird dabei effektiv durch die Modellierungssoftware unterstützt.. 4

5 Anwendungsbeispiele Die Möglichkeiten zur Anwendung von geologischen 3D-Modellen sind sehr vielfältig. Neben der Grundwasserbewirtschaftung sowie der Strömungs- und Transportmodellierung gibt es viele Arbeitsbereiche die mit dem oberflächennahen Untergrund in Kontakt kommen. Dazu zählen unter anderem Lagerstätten- und Trassenplanung für Infrastrukturprojekte wie Autobahnen, Erdkabel, Hochleitungen etc. im ländlichen Raum. Zusätzlich können städtische Baumaßnahmen oder etwa die Planung geothermischer Anlagen unterstützt werden. Durch eine genaue Kenntnis der Bodenverhältnisse ist es bereits im Vorfeld möglich viele Unsicherheiten bezüglich der Interaktion mit dem Erdreich auszuräumen. Weitere Auswertungen der Modelldaten erlauben es zum Beispiel Aussagen über das Schutzpotential der Deckschichten auf landwirtschaftlich genutzten Flächen zu treffen oder etwa ein Versickerungspotential auf Basis der vorherrschenden Lithologie abzuschätzen.. 5

6 Die Modellkonstruktion Die Erstellung eines geologischen Untergrundmodells mit Subsurface Viewer MX erfolgt in zwei grundlegenden Konstruktionsschritten. Zunächst wird ein engmaschiges Netz aus geologischen Profilschnitten durch die Verkettung von Bohrungen erstellt, wobei innerhalb der Profilschnitte die Schichtuntergrenzen für die verschiedenen Modelleinheiten im Detail festgelegt werden. Im zweiten Schritt erfolgt anschließend die Ausarbeitung der lateralen Schichtverbreitungsgrenzen für diese Modelleinheiten. Um eine Überführung in ggf. nachfolgende hydrogeologische Anwendungen gewährleisten zu können, erfolgt schon im Zuge der Eingangsdatensichtung und Modellbearbeitung eine Zusatzattributierung der Modelleinheiten auf Grundlage ihrer grundwasserleitenden Eigenschaften gemäß der Hydrostratigrafischen Gliederung Niedersachsens. Nach der Konstruktion wird für jede vorkommende geologische Einheit ein Volumenkörper berechnet. Die jeweiligen Schichtober- und Schichtuntergrenzen der einzelnen Volumenkörper liegen hiernach als triangulierte Flächen vor, die u.a. als Rasterdatensätze exportiert und bereitgestellt werden. Diese Daten sind mit gängigen GIS-Systemen kompatibel und können so für die nachfolgende Weiterverarbeitung sowie Grundwasserströmungsmodellierungen genutzt werden. Ergänzend dazu wird eine komprimierte Modelldatei erzeugt, die mit einer kostenloser Viewer Software betrachtet werden kann. ineben einem lithostratigrafischen Strukturmodell bieten wir analytische Auswertungen der 3D-Modelle, wie beispielsweise Deckschichtenauswertungen, an. Dabei wird nach Auswertung des 3D-Untergrundmodells, der Grundwasserströmungsverhältnisse, der bodenkundlichen Parameter sowie klimatischer Bedingungen eine Bewertung der oberflächennahen, ungesättigten Deckschichten hinsichtlich ihres Schutzpotentials für das Grundwasser vorgenommen. Des Weiteren können auf Grundlage der gesammelten Daten Rückschlüsse zu Versickerungspotentialen, Baugrund- und Trassenerkundungen, etc. gezogen werden. Im Zuge unserer Modellerstellungen streben wir stets den regelmäßigen Dialog mit dem Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie an. Durch diesen gegenseitigen fachlichen Austausch kann die hohe Qualität der erstellten Modelle sichergestellt werden. Nachfolgende Modellanwendungen in wasserrechtlichen Verfahren erlangen somit eine breite Akzeptanz.. 6

7 Unsere Werkzeuge Unser Team aus Geowissenschaftlern zeichnet sich durch fundiertes regionalgeologisches Wissen und den Umgang mit modernen geowissenschaftlichen Softwareprodukten aus. ESRI ArcGIS ESRI ArcView Zusätzlich haben wir in unserer Zusammenarbeit mit der Softwareentwicklungsfirma INSIGHT GmbH, dem OOWV und dem Britischen Geologischen Dienst (BGS) maßgeblich an der methodischen Weiterentwicklung der geologischen Modellierungssoftware Subsurface Viewer MX (vormals GSI3D ) sowie der daran angegliederten Analysesoftware Subsurface Viewer XL mitgewirkt. QGIS Golden Software Surfer Golden Software Grapher Processing Modflow for Windows Mit Hilfe der Software können wir komplexe geologische Modellierungen von Lockergesteinsabfolgen mit einer hohen Genauigkeit erstellen und für verschiedene Zwecke nutzbar machen. FREEWAT GeoConcept AquaInfo GCI GmbH GCI-PetroKf Vor allem die praxisorientierte Weiterverwendung der strukturgeologischen Modelle im wasserwirtschaftlichen Tagesbetrieb sowie alle anderen Maßnahmen die im Untergrund stattfinden, stehen dabei im Vordergrund.. 7

8 Modelle in Niedersachsen Mittlerweile liegen im nordwestdeutschen Raum von uns erstellte 3D-Untergrundmodelle für eine Fläche von über km² vor. Bei der Konstruktion wurden insgesamt über Bohrungen in mehr als Profilschnitten verarbeitet. Um den Untergrund möglichst realitätsnah abzubilden wurden dabei mehr als 40 geologische Einheiten unterschieden.. Geologische 3D-Modelle in Niedersachsen seit 2002 mit Subsurface Viewer MX. Kartendaten 2018 GeoBasis-DE/BKG ( 2009), Google 8

9 Ausgewählte Projekte der letzten Jahre Oldenburgisch-Ostfriesischer Wasserverband (OOWV) Geologische 3D-Untergrundmodellierung von der Stadt Oldenburg Geologische 3D-Modellierungen und 3D-Modellpflege für alle Wassereinzugsgebiete des OOWV (ca km²) Mitwirkung an der bisherigen und zukünftigen Weiterentwicklung der Modellierungsmethodik Subsurface Viewer in Zusammenarbeit mit der Fa. INSIGHT GmbH zum effektiven Einsatz geologischer 3D-Modelle in der Grundwasserbewirtschaftung. Wasserrechtsverfahren WW Aurich (inkl. geologische 3D-Modellierung, 3D-Strömungsmodellierung) Wasserschutzgebietsverfahren WW Marienhafe Geologische Deckschichtenauswertungen (anhand der jeweiligen geologischen 3D-Mo delle) für die WSG Thülsfelde, Nethen, Aurich, Sandelermöns, Marienhafe, Großenkneten, Harpstedt, Wildeshausen und Westerstede Landwirtschaftskammer Niedersachsen Geologische Deckschichtenauswertung (auf Basis des geologischen 3D-Modells WSG Tergast / Simonswolde ) Stadtwerke Emden GmbH Geologische 3D-Modellierung Stadtwerkegruppe Delmenhorst Geologische 3D-Untergrundmodellierung im Bereich Delmenhorst Stadtwerke Hannover (enercity) Geologische 3D-Untergrundmodellierung WSG Fuhrberger Feld Wirtschaftsbetriebe der Stadt Norden GmbH Wasserrechtsverfahren (inkl. geologische 3D-Modellierung) Wasserschutzgebietsverfahren Geologische Deckschichtenauswertung (anhand des geologischen 3D-Modells) Gemeidewerke Bad Zwischenahn GmbH Wasserschutzgebietsverfahren (inkl. geologische 3D-Modellierung) Geologische Deckschichtenauswertung (anhand des geologischen 3D-Modells). Harzwasserwerke GmbH Geologische 3D-Untergrundmodellierung WSG Schneeren und WSG Ramlingen 9

10 Vorträge 32. Oldenburger Rohrleitungsforum 2018 Innovative Ansätze zur Berücksichtigung der Bodenverhältnisse im Rohrleitungsbau und Kanalbetrieb - 3D-Untergrundmodelle als Unterstützung für die Auswahl des Bauverfahrens LBEG-Tagung Geologische 3D-Modellierung als Schlüssel für die Bewirtschaftung des Untergrundes - Anwendung in der Wasserwirtschaft und der geowissenschaftlichen Praxis Wasserversorgung Aurich vom 3D-Modell zum Wasserrechtsantrag 39th Congress of the International Association of Hydrogeologists (Niagara Falls, Kanada, 2012) Building and application of 3d geological models at a water supply company in North West Germany GSI3D Research Consortium Workshop (Nottingham, Großbritannien, 20) 10

11 Niedersachsen Wasser Kooperations- und Dienstleistungsgesellschaft mbh Donnerschweer Straße Oldenburg Telefon: