Hydrogeologie des Oberrheingrabens (ORG) · Aquifer (Kies, Sand) des Oberrheingrabens Diverse...

KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg undnationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

Institut für Angewandte Geowissenschaften – Abteilung Hydrogeologie – Prof. Dr. Nico Goldscheider

www.kit.edu

Hydrogeologie des Oberrheingrabens (ORG)

Übersicht bisheriger Projekte der Karlsruher Hydrogeologie im Oberrheingraben und mögliche Beiträge für ein gemeinsames Forschungsprojekt

Angewandte Geowissenschaften, Abt. Hydrogeologie2

Geologie des Oberrheingrabens

Prof. Dr. Nico Goldscheider – Hydrogeologie Oberrheingraben22. März 2011

Walter (1992)

Etwa 300 km lang, 35-40 km breit.

Absenkung des Grabens v.a. im Eozän, Miozän und Pliozän.

Vertikaler Versatz an Störungen bis zu5 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 (1924-1982)


Geologischer Profilschnitt Oberrheingraben


www.oberrheingraben.de

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


Gewaltiger Versatz – sanfte Landschaft


Blick vom Grabenrand bei Ettlingen über die Oberrheinebene (Foto: N. Goldscheider)


Das westeuropäische Riftsystem

Oberrheingraben ist Teil des westeuropäischen Riftsystems.

Erstreckt sich vom westlichen Mittelmeer bis in die Nordsee.

Eines der größten Riftsystemeweltweit.


Eisbacher (1991)

Zentraler und südlicher Teil des westeuropäischen Rift-SystemsMit Linien gleicher Krustenmächtigkeit


Tiefe Struktur des Oberrheingrabens

Ursache: Extension (Spreizung) der Lithosphäre

Regionale Hebung, Ausdünnung der Kruste

Absenkung eines Grabens an Störungen (Abschiebungen)

Vorstufe der Bildung eines Riftsbzw. Ozeans

Geophysik: AsymmetrischeAbscherung der Lithosphäre

Tiefe Struktur ist v.a. für tiefe Geothermie relevant


Eisbacher (1991), nach Meier (1989)


Mächtigkeit der Sedimente: Grundwasserleiter

22. März 2011 Prof. Dr. Nico Goldscheider – Hydrogeologie Oberrheingraben

www.oberrheingraben.de


Oberrheinebene bei Karlsruhe

Prof. Dr. Nico Goldscheider – Hydrogeologie Oberrheingraben22./23. März 2011

Oberrheingraben bei Rüppurr / Ettlingen (Foto: N. Goldscheider)


Modell des ORG in der Region Karlsruhe



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

…



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



Hydrogeologie der Thermalquellen von Baden-Baden

1. Modellvorstellung 2. Numerisches Modell


Cindy Giersch (2006)


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


Ein Ergebnis: Hydraulische Voraussetzungen für thermische Grundwassernutzung

Sehr gute hydraulische Voraussetzungen

Ungünstige hydraulische Voraussetzungen



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


Deponie West: Langjährige Datenreihen zum Bodenwasserhaushalt

Luftbild Lysimeterfeld



Grundwasser als Trinkwasser


Wasserspeicher bei Ettlingen, am Grabenrand (Foto: N. Goldscheider)


Grundwasser als Trinkwasser


Quelle: Stadtwerke Karlsruhe

Sande und Kiese des ORG: Größter PorenaquiferSüddeutschlands.

Trinkwasser für Millionen Menschen.

Meist aus Bohrbrunnen, teils durch Uferfiltration.

Grundwasserschutz, Grundwasserqualität und Schadstoffe sind Schwerpunkte der KIT-Hydrogeologie.


Zahlreiche Quellen am Grabenrand


Hedwigsquelle bei Ettlingen (Foto: N. Goldscheider)


Ökologisch orientierte Hydrogeologie


Hunkeler, Goldscheider et al. (2006)

Grundwasserabhängige Ökosysteme


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)


Bertrand, Goldscheider et al. (in Druck)

Zusammenhang Grundwasser und

Ökosysteme


Danke für die Aufmerksamkeit


Landschaft in der Oberrheinebene bei Rüppurr (Foto: N. Goldscheider)

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