Umweltgeologie_Abschnitt_001

TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie

Vorlesungsmaterial UmweltgeologieSeite 1-1

Abschnitt 1 - Einfhrung in die Umweltgeologie

Gegenstand der geologischen Wissenschaften

Geowissenschaften

Geographie und verwandte Gebiete Geologische Wissenschaften Beschreibung der Erdoberflche im gegenwrtigen Zustand

Erdlehre / Erdwissenschaft Erdgeschichtsforschung

Untersuchungsgegenstand: Zusammensetzung der Erde / Bau und Bauplan der Erde / Entwicklungsgeschichte der Erde Beantwortung der geschichtlichen Fragestellung: Wie wandelte sich das Bild der Erde von der Frhzeit des Planeten in seiner erdgeschichtlichen Entwicklung bis zum heutigen Tage? Herangehensweise: - Suche erdgeschichtlicher Urkunden (Gesteine, Fossilien) - Aktuogeologie (rezente geologische Vorgnge / Prognosen)

Mglichkeiten und Grenzen der Prognose geologischer Prozesse

Erdbeben in der Trkei

Datum Landesteil Strke Opfer / Sachschden 26.12.1939 Ost-Anatolien 45000 28.03.1970 Westen 7,4 2000 / 95 Mio. $ 12.05.1971 Sdwesten 8,0 70 / 1500 Huser 22.05.1971 Ost-Anatolien 6,8 5000 / 17 Mio. $ 24.11.1976 Ost-Anatolien 7,6 3790 / 25 Mio. $ 30.10.1983 Ost-Anatolien 6,9 1342 13.03.1992 Ost-Anatolien 6,3 547 / Erzincan 01.10.1995 Westen 6,0 101 / 206 Mio. $ 27.06.1998 Sd-Anatolien 6,2 145 / 500 Mio. $ 17.08.1999 Nordwesten 7,8 > 3900 / ?

Epizentrum des Erdbebens vom 17.08.1999 bei Izmit, ca. 90 Kilometer stlich von Istanbul (03.02 Ortszeit, Strke 7,8 auf der Richterskala) [Quelle SZ vom 18.08.1999]



Lithosphrenplatten der Erde und ihre Bewegungsrichtungen [1-1]

Schematische Darstellung des alpidischen Gebirgsbogens [1-2]



Entstehung des Paricutin in Mexiko [1-3]

A. Ein submariner Vulkan aus Pillow-Lava baut sich knapp bis unter die Wasseroberflche auf und wird nun explosiv ttig. B. Durch den Kontakt mit dem Meerwasser werden anhaltend explosive Fontnen erzeugt und der Krater vertieft sich bis in alte Meeressedimente hinein. C. Nachbrechende Kraterwnde fllen den tiefen Krater auf, die Rutschmassen werden durch ausflieende basaltische Lava berdeckt.

Entstehung der Vulkaninsel Surtsey [1-1]

Der Vulkankegel des Paricutin um 1950 [1-3] Flche: ca. 25 km Hhe: ca. 400 m Auswurfmassen: ca. 700 Mio. m Lava ca. 1300 Mio. m Pyroklastika

Der Bergsturz von Frank, Alberta/Kanada, schematischer geologischer Schnitt [1-3] 29. April 1903 um 4.10 Uhr 90 Mio. Tonnen Kalkgestein Dauer 20 Sekunden 70 Tote



Umweltgeologie als Teilgebiet der Angewandten Geologie

Geochemie Petrologie Mineralogie Petrographie Allgemeine Geologie Strukturgeologie Historische Geologie Regionale Geologie

Angewandte Geologie Ingenieurgeologie

Ingenieurgeochemie

Hydrogeologie

Umweltgeologie

konomische Geologie Lagerstttenlehre Erkundungsgeologie

Bauwesen Umweltschutz Wassernutzung Umweltschutz

Bergbau Rohstoffwirtschaft

Palontologie Geophysik

Ingenieurgeochemie

Ingenieurgeochemie - Aufgabengebiete Bewertung von Stoff-Flssen in der Beziehung zwischen Mensch und geologischer Umwelt. Stoffaustausch anthropogener Ablagerungen, z. B. die Prognose der Stoffemission von depo-

nierten Abfllen auf der Grundlage chemischer Modelle (Quellenterm-Modellierung). Modellierung des Sickerwasserchemismus. Entscheidungen zu Interventionen.

Quellenterm-Modellierung Zielstellung: Prognose der Entwicklung der Gre der Stoffemission ber sehr lange Zeitrume quantitative Aussagen mit einer hohen Aussagesicherheit

Einflussnahme / Verwahrungsoptionen Zustandserhaltung Zustandsvernderung

Entscheidungen zu Interventionen Ergebnis: Aussagen zur Mobilisierbarkeit des Stoffpotentials Bindungsformen der Stoffe als Mineralisationen Definition der Bedingungen unter denen die Mobilisierung erfolgen kann

Ablauf der Quellenterm-Modellierung Phase 1: Analyse des Ist-Zustandes und seines Ursprunges - Stoffpotential - Freisetzung von Porenwasser - Quellenterm messen - Bindungsformen - magebliche Reaktionspartner

- magebliche Reaktionen - zeitlicher Ablauf - geotechnische Randbedingungen - hydrogeologische Randbedingungen

Ergebnis: Geochemisches Modell des Ist-Zustandes der Ablagerung



Phase 2: Modellierung der Entwicklung des Ist-Zustandes ohne Interventionen - numerisches Werkzeug ist ein hydrogeochemisches Modell (Computerprogramm) - Modellkalibrierung am gemessenen Quellenterm Ergebnis: Prognose der Stoffemission ohne Eingriffe in das System der Ablagerung

Phase 3: Prfung der Notwendigkeit von Interventionen - Ableitung der Sanierungsziele - Manahmen fr die Endverwahrung Ergebnis: Entscheidung Interventionen ja / nein

Phase 4: Ableitung der Manahmen - Bedingungen der Stoffemission - Manahmen zur Vernderung der Bedingungen - Manahmen zur Erhaltung der Bedingungen - Prognose des Quellenterms mit Interventionen und Vergleich mit Phase 2 Ergebnis: Methode der Verwahrung/Sanierung

Definition, Aufgaben und Arbeitsgebiete der Umweltgeologie

Umweltgeologie - Definition Gegenstand ist die Abhngigkeit des Menschen von der geologischen Umwelt. Gegenstand sind die anthropogenen Eingriffe in die geologische Umwelt. Aktuogeologie mit dem Ziel der Prognose der zeitlichen Entwicklung von geologischen

Prozessen.

Umweltgeologie - Aufgaben

Interaktion Mensch - Erde Geopotential

Wasser Boden Erdkruste

Wasserressourcen Wasserschutz Abfallentsorgung

Bodenressourcen Bodenschutz Abfallentsorgung

Rohstoffe / Geothermie Schonung Abfallentsorgung

erfassen / analysieren bewerten / planen vorbeugen / sichern sanieren / berwachen

Naturkatastrophen Abschtzung des Gefahrenpotentiales (Risikoanalyse) fr: Erdbeben, Vulkanausbrche, ber-schwemmungen, Massenbewegungen, Erosion

Umweltgeologie - Arbeitsgebiete

Geogene Gefhrdungen Anthropogene Gefhrdungen Erdbeben und Vulkanismus Erosion berflutungen Permafrost schdliche Elementkonzentrationen Strahlenbelastung

Landwirtschaft Bergbau Industrie / Gewerbe Verkehr und Transport Besiedlung / Raumplanung Abflle / Altlasten



Literatur / Quellenangaben zum Abschnitt 1

[1-1] DECKER, R.; DECKER, B.: Vulkane. Abbild der Erddynamik. - Spektrum Akad.Verlag, Heidelberg 1998

[1-2] MATTAUER, M.: Berge und Gebirge. - Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1999

[1-3] KOENIG, M. A.; HEIERLI, H.: Geologische Katastrophen und ihre Auswirkungen auf die Umwelt. - Ott Verlag, Thun 1994

Umweltgeologie_Abschnitt_001

Documents

Transcript of Umweltgeologie_Abschnitt_001