Hydrogeologie des Oberrheingrabens (ORG)

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Meike Günther
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Hydrogeologie des Oberrheingrabens (ORG) Übersicht bisheriger Projekte der Karlsruher Hydrogeologie im Oberrheingraben und mögliche Beiträge für ein gemeinsames Forschungsprojekt Institut für

1 Hydrogeologie des Oberrheingrabens (ORG) Übersicht bisheriger Projekte der Karlsruher Hydrogeologie im Oberrheingraben und mögliche Beiträge für ein gemeinsames Forschungsprojekt Institut für Angewandte Geowissenschaften Abteilung Hydrogeologie Prof. Dr. Nico Goldscheider KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

Geologie des Oberrheingrabens Etwa 300 km lang, 35-40 km breit. Absenkung des Grabens v.a. im Eozän, Miozän und Pliozän. Vertikaler Versatz an Störungen bis zu 5 km (relative Absenkung).

2 Geologie des Oberrheingrabens Etwa 300 km lang, km breit. Absenkung des Grabens v.a. im Eozän, Miozän und Pliozän. Vertikaler Versatz an Störungen bis zu 5 km (relative Absenkung). Bis zu 3 km Sedimentfüllung. Weltweite Typlokalität für einen tektonischen Graben. Das Konzept stammt von hier! Englisch: tectonic graben Karlsruhe: Jürgen H. Illies ( ) Walter (1992) 2

Geologischer Profilschnitt Oberrheingraben Basis des Grabens aus Granit und Gneis (Grundgebirge), sowie Sedimentgesteinen aus Trias und Jura

3 Geologischer Profilschnitt Oberrheingraben Basis des Grabens aus Granit und Gneis (Grundgebirge), sowie Sedimentgesteinen aus Trias und Jura (Deckgebirge) Grabenfüllung: Sedimente aus Eozän, Oligozän und Pliozän Oberste Schichten: Quartäre Kiese und Sande wichtigste Aquifere 3

4 Gewaltiger Versatz sanfte Landschaft Blick vom Grabenrand bei Ettlingen über die Oberrheinebene (Foto: N. Goldscheider) 4

5 Das westeuropäische Riftsystem Zentraler und südlicher Teil des westeuropäischen Rift-Systems Mit Linien gleicher Krustenmächtigkeit Oberrheingraben ist Teil des westeuropäischen Riftsystems. Erstreckt sich vom westlichen Mittelmeer bis in die Nordsee. Eines der größten Riftsysteme weltweit. Eisbacher (1991) 5

6 Tiefe Struktur des Oberrheingrabens Ursache: Extension (Spreizung) der Lithosphäre Regionale Hebung, Ausdünnung der Kruste Absenkung eines Grabens an Störungen (Abschiebungen) Vorstufe der Bildung eines Rifts bzw. Ozeans Geophysik: Asymmetrische Abscherung der Lithosphäre Tiefe Struktur ist v.a. für tiefe Geothermie relevant Eisbacher (1991), nach Meier (1989) 6

7 Mächtigkeit der Sedimente: Grundwasserleiter 7

8 Oberrheinebene bei Karlsruhe Oberrheingraben bei Rüppurr / Ettlingen (Foto: N. Goldscheider) 8 22./23. März 2011

9 Modell des ORG in der Region Karlsruhe 9

10 Auswahl abgeschlossener und laufender Projekte der KIT-Hydrogeologie im ORG Tiefe Geothermie, Bruchsal, LOGRO-Projekt, laufendes Projekt Modellierung der Thermalwasser-Zirkulation Potential für thermische Grundwassernutzung in Baden-Württemberg, Schwerpunkt Oberrheingraben, EnBW Lokale Studien zur thermischen Grundwassernutzung Rastatt, urbane Hydrogeologie, Kanalleckagen Diverse Deponieprojekte, z.b. Karlsruhe Deponie West, SAD Malsch Testfeld Merdingen bei Umkirch, viele Tracerversuche im obersten Aquifer (Kies, Sand) des Oberrheingrabens Diverse Projekte im Zusammenhang mit Trinkwassergewinnung, z.b. mit Stadtwerken Karlsruhe, Rolle von Baggerseen, etc. Hydrogeologie grundwasserabhängiger Ökosysteme 10

11 Grundwasser und tiefe (heiße) Geothermie: LOGRO-Projekt (KIT-Hydrogeologie & Geothermie) 11

12 Hydrogeologie der Thermalquellen von Baden-Baden 1. Modellvorstellung 2. Numerisches Modell Cindy Giersch (2006) 12

GIS-Atlas Hydrogeologie und oberflächennahe (kalte) Geothermie: Regional Ziel: Potential für thermische Grundwassernutzung in BaWü. Auftrag der EnBW an KIT- Hydrogeologie.

13 GIS-Atlas Hydrogeologie und oberflächennahe (kalte) Geothermie: Regional Ziel: Potential für thermische Grundwassernutzung in BaWü. Auftrag der EnBW an KIT- Hydrogeologie. GIS-gestützte Geodatenbank. Darstellung der hydrogeologischen Gegebenheiten, z.b. Tiefenlage und Transmissivität der Aquifere. Fokus auf Oberrheingraben, da sehr detaillierte Daten vorhanden. Marc Ludewig 13

14 Ein Ergebnis: Hydraulische Voraussetzungen für thermische Grundwassernutzung Sehr gute hydraulische Voraussetzungen Ungünstige hydraulische Voraussetzungen 14

Thermische Grundwassernutzung: Lokal Pilotstudie Hugstetten bei Freiburg: Neubaugebiet mit 151 Wohneinheiten 7 Entnahmebrunnen (~10 C) 14 Infiltrationsbrunnen

15 Thermische Grundwassernutzung: Lokal Pilotstudie Hugstetten bei Freiburg: Neubaugebiet mit 151 Wohneinheiten 7 Entnahmebrunnen (~10 C) 14 Infiltrationsbrunnen (~5 C) Ziele der Studie: Simulation der Ausbreitung der Kältefahnen; Optimierung der Anordnung der Brunnen; Minimierung der gegenseitigen Beeinflussung. ca. 500 m 15

16 Deponie West: Langjährige Datenreihen zum Bodenwasserhaushalt Luftbild Lysimeterfeld 16

17 Grundwasser als Trinkwasser Wasserspeicher bei Ettlingen, am Grabenrand (Foto: N. Goldscheider) 17

18 Grundwasser als Trinkwasser Sande und Kiese des ORG: Größter Porenaquifer Süddeutschlands. Trinkwasser für Millionen Menschen. Meist aus Bohrbrunnen, teils durch Uferfiltration. Grundwasserschutz, Grundwasserqualität und Schadstoffe sind Schwerpunkte der KIT- Hydrogeologie. Quelle: Stadtwerke Karlsruhe 18

19 Zahlreiche Quellen am Grabenrand Hedwigsquelle bei Ettlingen (Foto: N. Goldscheider) 19

20 Ökologisch orientierte Hydrogeologie Grundwasserabhängige Ökosysteme Hunkeler, Goldscheider et al. (2006) 20

Geplantes Forschungsvorhaben: Hydrogeologie von Mooren im Oberrheingraben Water Framework Directive: Grundwasserabhängige Ökosysteme müssen besonders erfasst und geschützt werden.

21 Geplantes Forschungsvorhaben: Hydrogeologie von Mooren im Oberrheingraben Water Framework Directive: Grundwasserabhängige Ökosysteme müssen besonders erfasst und geschützt werden. Ein neuer Schwerpunkt der KIT-Hydrogeologie. Oberrheingraben: 131 Moore und Anmoore, 3121 ha, davon: 48 % Niedermoore 28 % mineralisch abgedeckte Niedermoore 24 % Anmoore und abgedeckte Anmoore (Daten: Raab 1997) Zusammenhang Grundwasser und Ökosysteme Bertrand, Goldscheider et al. (in Druck) 21

22 Danke für die Aufmerksamkeit Landschaft in der Oberrheinebene bei Rüppurr (Foto: N. Goldscheider) 22

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