Aufnahme von Trennflächen mit Hilfe fotogrammetrischer Methoden in süddeutschen Steinbrüchen

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1 Lehrstuhl für Ingenieurgeologie Technische Universität München Bachelorarbeiten Vorstellung von Themen 2014 Bachelorarbeit Aufnahme von Trennflächen mit Hilfe fotogrammetrischer Methoden in süddeutschen Steinbrüchen Betreuung: Käsling Trennflächenaufnahme und geologische Kartierung inkl. fotogrammetrischer Aufnahmen in Steinbrüchen Erzeugung von 3D-Bildern aus Fotos Analyse der Kluftorientierung mit spez. Programmen Voraussetzung: - gute PC-Kenntnisse - Mobilität Betreuung: Käsling

2 Bachelorarbeit Felsmechanische Kennwerte von ausgewählten Naturwerksteinen aus dem süddeutschen Raum Betreuung: Käsling Analyse der bestehenden Datenlage (Literaturstudium) Beschaffung von geeigneten Gesteinsproben (i.d.r. Steinbrüche) Durchführung und eigenständige Auswertung von felsmechanischen Laborversuchen Betreuung: Käsling, Wieser, Wilfing Der Einfluss von Dämpfungsmaterialien beim Einaxialen Druckversuch Ziel Analyse des Einflusses von Dämpfungsmaterial auf die Verformungs- und Brucheigenschaften verschiedener Gesteine Betreuung: Wieser, Käsling Arbeitsprogramm Probenbeschaffung Prüfkörperherstellung verschiedener Gesteine Durchführen Einaxialer Druckversuche Teflonplatten und folien, Schmieröl, Analyse und Vergleich der Spannungs- Verformungs-Kurven

3 Bachelorarbeit Verschleißformen und Härte von Rollenmeißeln Interpretation und Entstehung Bestimmung und Vergleich der Verschleißform & Härte von Rollenmeißeln (z.b. TBM-Koralmtunnel) Bewertung des Einflusses von geologisch-geotechnischen Parametern (Festigkeit, Abrasivität, petrographische Eigenschaften) Durchführung und eigenständige Auswertung von felsmechanischen Laborversuchen Betreuung: Ellecosta, Käsling Veränderlich feste Gesteine vfg: Vergleich Veränderlichkeit Frostanfälligkeit Ist die Veränderlichkeit mit der Frostanfälligkeit korrelierbar? Untersuchung des Zerfallsverhaltens im Veränderlichkeitsversuch und im Frost-Tau-Wechsel-Versuch (MPA): an verschiedenen Gesteinen Vgl. Handstück gebrochenes Material (Zuschlagstoff) Neue Erkenntnisse für: Einfluss der Witterung auf Zerfall Sind die gleichen Gesteine betroffen? Welche Beanspruchung ist intensiver? aufbauend auf Projekt (+ Masterarbeit) v.a. Laborarbeit Prüfmethodik für Baustoffe (Dauerhaftigkeit)

4 Veränderlich feste Gesteine vfg: Brechbarkeit von veränderlich festen Gesteinen (Wie) können vfg (Mürbkorn) aus Baustoffen entfernt werden? Gibt es eine Korrelation Veränderlichkeit Brechbarkeit? Welche Beanspruchung wird zur Zerstörung vfg benötigt? Untersuchung der Brechbarkeit im LCPC-Versuch an verschiedenen vf Gesteinen mit unterschiedlicher Intensität Foto: Ranzinger 2013 aufbauend auf Masterarbeit v.a. Laborarbeit Betreuung: Nickmann Neue Erkenntnisse für: Verhalten vfg bei mechanischer Beanspruchung Möglichkeiten der mechanischen Separation von Mürbkorn für sensible Anwendungen Isartal Quartär- und Hangbewegungskartierung Kartierung der tertiären und quartären Gesteine sowie der Hangbewegungsphänomene am Hochufer der Isar bei Schäftlarn Betreuung: Lempe & Thuro, unterstützt von Sellmeier, Menschik & Beer à bis zu 6 Bearbeiter Voraussetzung: - geländetauglich - GIS-Kurs notwendig - GÜ Quartärgeol. Arbeitsmethoden (25. bis 27. März 2014) notwendig bereits 27 BSc-Arbeiten zu dem Thema gelaufen Kartieren im Gelände (ca. 500 m langer Abschnitt des Hochufers) Umsetzen der Karte in ArcGIS samt ausführlichem Kartierbericht Bearbeitung einer speziellen Zusatzfragestellung aus der Quartärgeologie, Geotechnik etc.

5 2 Arbeiten zur Genese der Tone in der Karl-Heinrich-Grube bei Kärlich (RLP) Betreuung: Gilg Detaillierte Profilaufnahme im Gelände Mineralogische Charakterisierung (Mikroskopie, Raman) und Geochemie (mobile Röntgenfluoreszenz, ICP-MS) Gemeinsame Probenahme: Ende März / Anfang April Blauton - Grünton (Bentonit) Lakustrische Kärlich-Formation Fe-reicher Gelbton Marine Maifeld-Formation Portable Röntgenfluoreszenz-Analyse Qualitäten des Kärlicher Blautons K 2 O/Al 2 O T7002 T7001 Schwarz: Literatur Bunt: p-rfa T Nb (ppm)/al 2 O T7003 T7002 T SiO 2 /Al 2 O 3 TiO 2 /Al 2 O 3

6 Wasserlösliche Salze in bayerischen Bentoniten Betreuung: Köster & Gilg oxidiert reduziert Probe EC (1 Tag) EC (5 Tage) ph (Teststreifen) VS16 (oxidiert) VS15 (reduziert) MB34 (reduziert?) Geländearbeit: detaillierte Profile Elektrochemie: Leitfähigkeit & ph Zusammensetzung der löslichen Komponenten: Anionen & Kationen Ziel: wasserlösliche Phasen, Bestandsaufnahme verschiedener Bentonite Leitfähigkeit (EC) in µm/cm

7 Lehrstuhl für Ingenieurgeologie Technische Universität München Landslides Vorstellung BAarbeiten Schwerpunktthemen Wildbach und Murgänge M. Krautblatter 1 Wildbach, Murgänge & Hillslope Channel Coupling Wildbachgruppe: Si-Yen Luu-C., Andreas Dietrich, Michael Krautblatter Projekt: Integrale Wildbacheinzugsgebiete Masterarbeit: Hillslope-channel coupling and and modelling of debris-flows (Andreas Dietrich) 1.Murvolumenabschätzung in steilen Wildbächen 2.Murvolumenquantifizierung aus Murkegeln mit geophysikalischen und geometrischen Verfahren 3.Abschätzung aktueller Murgänge Laserscanner 2

8 Zugspitze-Gatterl rockfall (Leith, Krautblatter) Developing rockfall Hiking trail Geomorphic mapping Laser scanning Reconstruction of 1921 and later events Sub-glacial cementation and bedrock fracturing (Leith, Krautblatter) Glacial precipitate Post-glacial fracture Site location Laser scanning Fracture survey Petrographic analysis GIS fracture database

9 Chair of Hydrogeology BA Arbeiten 2014 LS Hydrogeologie Chair of Hydrogeology Thema: Tiefe Geothermie Untersuchung zu geothermischen Gradienten aus den Wärmeleitfähigkeiten der geologischen Schichten im Vergleich zu Bohrlochmessungen im Molassebecken Kurzbeschreibung: Zuordnung spez. Wärmeleitfähigkeiten zu Bohrungen aus dem Molassenbecken Ableitung der geothermischen Gradienten aus den Bohrlochmessungen Korrelation der abgeleiteten Gradienten mit den schichtspezifischen Wärmeleitfähigkeiten Bestimmung eines spezifischen Gradienten zur Extrapolation der Temperaturmessungen im Molassebecken Betreuer: Susanne Casper (Kai Zosseder) Partner: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) Geologische Bundesanstalt Wien Rahmenbedingungen: Mitarbeit im Projekt GeoMol-Projekt

10 Chair of Hydrogeology Thema: Oberflächennahe Geothermie Auswertung von Pumpversuchen unterschiedlicher Qualität im quartären Grundwassserleiter Münchens und Bewertung der Aussagegüte Kurzbeschreibung: Auswertung von Pumpversuchen aus bestehenden Gutachten mit der Software HydroTec Bewertung der Pumpversuche nach einem neu entwickelten Güte-Verfahren Integration der Ergebnisse in eine neu aufgebaute PV-Datenbank Darstellung der räumlich verteilten k f -Werte unter Berücksichtigung der Güte Betreuer: Patrick Kotyla (Kai Zosseder) Partner: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) WWA München RGU München Rahmenbedingungen: Enge Zusammenarbeit mit dem RGU, LfU und WWA München Hohes praktisches Interesse der Ergebnisse seitens Ingenieurbüros, LfU, RGU, WWA Mitarbeit im Projekt Oberflächennahe Geothermie München Chair of Hydrogeology Thema: Oberflächennahe Geothermie Bestimmung der Wärmeleitfähigkeiten eines Festgesteinsbohrkerns und Quantifizierung ihrer Heterogenität bei Änderung der Wassersättigung Kurzbeschreibung: Quantifizierung der lithologischen Anteile Messung der Wärmeleitfähigkeiten an repräsentativen Kernstrecken mit dem Thermal Conductivity Scanner Bestimmung des Einflusses der Wassersättigung auf die Wärmeleitfähigkeit Ermittlung eines repräsentativen Wärmeleitfähigkeitswertes für den heterogenen Bohrkern Betreuer: Katharina Albert (Kai Zoßeder, LfU (Schulze)) Partner: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) Rahmenbedingungen: Enge Zusammenarbeit mit dem LfU 1 monatige Messkampagne am LfU in Hof 1 monatige Auswertungsphase Einführung in Thematik und Einweisung in Messgeräte Hohes praktisches Interesse der Ergebnisse seitens des LfU

11 Chair of Hydrogeology Bachelorarbeiten 2013 Thema: Oberflächennahe Geothermie Untersuchungen zu tiefenorientierten Grundwassertemperaturänderungen im quartären Grundwasserleiter Münchens Kurzbeschreibung: Feldmessungen von tiefenorientierten GW-Temperaturen Korrelation der Temperaturen mit den spez. elektrischen Leitfähigkeiten Klassifizierung der Temperatur-Tiefenprofile Analyse der Ursachen für die Variation in der Tiefe Betreuer: Marco Kerl, Patrick Kotyla, Gabriella Somogyi (Kai Zosseder) Partner: Referat für Umwelt und Gesundheit München (RGU) Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) Wasserwirtschaftsamt München (WWA-M) Rahmenbedingungen: Enge Zusammenarbeit mit dem RGU, WWA-M und dem LfU große Anzahl an Feldmessungen Hohes praktisches Interesse der Ergebnisse seitens der Partner Chair of Hydrogeology Thema: Grundwasser-Flusswasser-Interaktion an der Isar Untersuchung von Wasserisotopen in der Isar und angrenzenden Grundwasserbrunnen Transsekt der Isar und naheliegender GW-Brunnen. 18 O und 2 H von Grundwasser sollte sich mit Verzögerung an die Werte der Isar anpassen Voraussetzungen: hydrogeologische Grundkenntnisse, Kenntnisse im Bereich der Isotopenhydrogeologie, Interesse an Geländearbeit Durch Uferfiltration tauscht das Wasser in der Isar mit dem umgebenden Grundwasser aus. Gegenstand der Arbeit ist eine zeitlich hochauflösende (tägliche) Beprobung des Flussquerschnittes der Isar und nahegelegener Grundwasserbrunnen über 4-6 Wochen. Die Isotopenzusammensetzung ( 18 O und 2 H) des Wassers werden in unserem Labor untersucht. Ziel der Arbeit ist es kurzfristige Auswirkungen von Änderungen der Isotopenzusammensetzung der Isar zu verwenden um die schnelle Dynamik des Flusswasser-Grundwasser Austausches in München zu erkunden Betreuung: Einsiedl/Wunderlich

12 Chair of Hydrogeology Thema: Nitrifikations- Denitrifikations- und Sorptionspotential von organischem Bodenmaterial Mikrobielle Lebewesen in organischem Bodenmaterial können Ammonium und Nitrit zu Nitrat oxidieren oder Nitrat zu Stickstoffgas reduzieren. Organisches Material selbst kann Nitrat- und Nitritanionen binden. Gegenstand der Arbeit sind Inkubationsversuche von Lockergestein mit organischem Anteil, teils unter sterilen oder anoxischen Bedingungen. Grundwasserleiter zeigen verschiedene Nitrifikations- Denitrifikations- und Sorptionspotentiale Durch Zugabe von Nitrat, Ammonium und Nitrit wird das Potential dieser künstlichen Grundwasserleiter untersucht, Stickstoffkomponenten umzuformen oder zu binden. Ziel der Arbeit ist es die Dynamik und das Potential dieser Inkubationen in Bezug auf Nitrat- und Nitritsorption sowie mikrobielle Denitrifikation und Voraussetzungen: Chemische Grundkenntnisse, Nitrifikation zu untersuchen Interesse an Geomikrobiologie, Interesse an Laborarbeit Betreuung: Einsiedl/Wunderlich Chair of Hydrogeology Thema: Löslichkeit von organischen Kohlenstoffverbindungen in Abhängigkeit von Temperatur Die Löslichkeit organischer Stoffe im Grundwasser kann temperaturabhängig sein. Dadurch könnte sich die organische Fracht in geothermisch genutzten Grundwässern verändern. Gegenstand der Arbeit ist eine Inkubation verschiedener Sedimente, Lockergesteine und Böden mit organischen Komponenten unter verschiedenen Temperaturbedingungen. Die temperaturabhängige Löslichkeit der organischen Stoffe (dissolved organic carbon) wird im Labor in einer Zeitreihe gemessen. Voraussetzungen: chemische Grundkenntnisse, Interesse an Laborarbeit und Wasser-/Geochemie Ziel der Arbeit ist es, die temperaturabhängige Dynamik der Löslichkeit von in der Umwelt vorkommenden organischen Stoffen, inklusive anthropogenen Schadstoffen, im Wasser zu bestimmen. Betreuung: Einsiedl/Wunderlich

13 Chair of Hydrogeology Thema: Korrelation von Wasserisotopenzusammensetzung mehrerer Regenwassermesstellen Vergleich der Isotopenzusammensetzung des Niederschlagwassers von München mit Stationen in Bad Wielenbach und Hohenpeißenberg. Gegenstand der Arbeit ist eine vergleichende Auswertung von Isotopenmessdaten ( 2 H und 18 O) von drei Niederschlagsstationen in der Umgebung Münchens. Die Messwerte sollen mit statistischen Methoden (z.b. Kreuzkorrelation) über den Jahresverlauf verglichen werden. Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Isotopenhydrogeologie, Kenntnisse im Bereich der Statistik, Interesse an statistischer Auswertung Ziel der Arbeit ist es herauszufinden ob die Daten der Station Bad Wielenbach auf die nähere Umgebung (München, Hohenpeissenberg übertragbar sind. Betreuung: Einsiedl/Wunderlich Chair of Hydrogeology Thema: Tracerversuche an einem 2-D Aquifermodell Voraussetzungen: hydrogeologische Grundkenntnisse, Kenntnisse im Bereich der und Tracerhydrogeologie, Interesse an Laborarbeit Ein Labormodell eines Aquifers besteht aus einem schmalen, sedimentgefülltem Tank durch den Wasser gepumpt wird, dessen hydrogeologischen Parameter aber noch unbekannt sind. Gegenstand der Arbeit ist die Durchführung und Auswertung von Tracerversuchen an dem Modell. Regelmäßige Proben der Ausflussöffnungen werden mittels Wasserisotopenanalytik oder Photometermessungen auf die Tracer (z.b. 18 O-markiertes Wasser) untersucht. Ziel der Arbeit ist es anhand der Durchgangskurven der Tracer die hydrogeologischen Parameter des Modells und verwendeten Sediments zu bestimmen Betreuung: Einsiedl/Somogyi

14 Chair of Hydrogeology Thema: Erfassung hydrogeologischer Bedingungen um die Ortschaft Ainring Untersuchung von Untergrund und Hydrogeologie zum Hochwasserschutz Die Ortschaft Ainring liegt nahe eine von Sumpfgebieten und möchte sich vor Hochwasserschäden schützen. Dafür wird eine Analyse der Hydrogeologischen Situation benötigt Gegenstand der Arbeit ist eine hydrogeologische Bestandsaufnahme vorhandener Daten, das Erstellen von geologischen und hydrogeologischen Profilen und einer Grundwassergleichenkarte. Voraussetzungen: Gute Kenntnisse im Bereich der Hydrogeologie, Interesse an der Erstellung und Auswertung von Profilschnitten, Bohrungsdaten, Grundwassermessungen und Kartenmaterial, sowie hydrogeologischer Modellierung Ziel der Arbeit ist es die Grundlagen zur Erstellung einer Analyse der Grundwasserverhältnisse vor Ort zusammenzutragen, so dass in Zukunft eine Bewertung der Risiken und möglicher Lösungswege vorgenommen werden kann. Betreuung: Einsiedl/ Rein Chair of Hydrogeology Thema: Aufbau der Traceranalytik am LS - Feldfluorimeter und Laborfluorimeter (Aufbau der Messtechnik, Nachweisgrenzen, Kalibrierung) Betreuung: Einsiedl/Blank

15 Chair of Hydrogeology Thema: Grundwasser-Flusswasser-Interaktion Modellierung von Austauschprozessen zwischen Fluss- und Grundwasser Inputdaten ( 18 O- Gehalt in Flusswasser) mit Inputfunktion 18 O-Gehalt im Grundwasser, Modellergebnis (Kurve) versus Messdaten (Punkte) Voraussetzungen: hydrogeologische Grundkenntnisse, Kenntnisse im Bereich der Isotopenhydrogeologie, Interesse an mathematischer Modellierung Modellierung von Austauschprozessen zwischen Donau und Grundwasser (GW) anhand erhobener Daten zur Isotopenfraktionierung (d 18 O) Abschätzung des Zuflusses von Flusswasser ins GW (Anteil des Uferfiltrats im GW) Berechnung von Verweilzeiten des Oberflächenwassers im GW Anwendung unterschiedlicher Modellansätze zur Simulation möglicher Austausch- und Transportprozesse Vergleich mit den Messwerten Interpretation der Ergebnisse, Abschätzung maßgeblicher Prozesse Betreuung: Einsiedl/Rein Chair of Hydrogeology Thema: Prozesse in der ungesättigten Zone Simulation der Sickerwasserströmung in Lysimetern Hintergrund: Lysimeter mit 4 unterschiedlichen Böden, mit Mais bewachsen; dort Experimente zur Untersuchung des möglichen Pestizidaustrags mit dem Sickerwasser ins Grundwasser (Wielenbach, Bayerisches Landesamtes für Umwelt). Diese Arbeit: Vorstudie zur Untersuchung der Sickerwasserströmung Voraussetzungen: hydrogeologische Grundkenntnisse, Interesse an mathematischer Modellierung Simulation der Sickerwasserströmung für 4 unterschiedliche Böden Anwendung unterschiedlicher Modelle (numerisches 1D-Modell HYDRUS, analytische Modelle), Ziele: Welche Verweilzeiten des Wassers sind für die 4 Böden zu erwarten? Welche Ansätze sind geeignet, die Sickerwasserströmung zu beschreiben? Wie unterscheiden sich die Ergebnisse, und was sind die Unsicherheiten? Die Simulationen erfolgen auf Basis von Isotopendaten im Niederschlagswasser Betreuung: Einsiedl/Rein