Stockwerksbau - Aufbau geologischer Einheiten -

Stockwerksbau
- Aufbau geologischer Einheiten -
Ingo Schäfer
Geologischer Dienst NRW
2. Willicher Praxistage Geothermie, 29. + 30. September 2016
Bau und Betrieb von Erdwärmesonden
„Jedes geothermische Vorhaben hat Auswirkungen, wobei zu unterscheiden
ist zwischen denen, die als Folge des Vorhabens erwartet und akzeptiert
werden und solchen, die unerwartet eintreten.“
„Eine unerwartete Auswirkung kann einen temporären oder dauerhaften
Schaden zur Folge haben.“
Zitat (PK Geothermie 03/2010)
2. Willicher Praxistage Geothermie, 29. + 30. September 2016
hydrogeologisch/wasserwirtschaftlich kritische Bereiche
 Wasserschutzgebiete
 Heilquellenschutzgebiete
 verkarstungsfähige Gesteine
 quellfähiger Anhydrit
 Gebiete mit CO2 im Grundwasser
 Bereiche mit Salzwasseraufstieg
 artesisch gespannte Verhältnisse
 nachteilige Druckpotenzialunterschiede
LFU
Bayern
 ungünstiger Stockwerksbau
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Grundwasserstockwerk
- Definition -
Sind mindestens 2 Grundwasserleiter durch Grundwasser
geringleitende Schichten voneinander getrennt, spricht man von
einer Gliederung der Grundwasserkörper in Stockwerke.
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Jeder Stein ist anders…
Geologische Übersichtskarte NRW
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Grundwasserlandschaften in NRW
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Hydrogeologische Teilräume von NRW
Münsterländer
Kreidebecken
Rheinische
Schiefergebirge
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Hydrogeologische Teilräume von NRW
- Rheinisches Schiefergebirge -
Grundwassergeringleiter:
 Tonsteine, Sandsteine
Kluft- und Porengrundwasserleiter:
 Quarzite, Massenkalke, Sandsteine
Rheinische
Schiefergebirge
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Im Bereich von Vorflutern, temporär schwach
artesische Verhältnisse
Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Hydrogeologische Teilräume von NRW
- Osnabrück- und Weserbergland-
Ergiebige Grundwasserleiter.
Durch tektonische Beanspruchung jedoch
starker Wechsel der hydrogeologischen
Verhältnisse auf engem Raum (z.B.
Stockwerksbau mit artesischen Verhältnissen)
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Hydrogeologische Teilräume von NRW
- Münsterländer Kreidebecken-
Grundwassergeringleiter:
 Mächtige Tonmergelsteine
Münsterländer
Kreidebecken
Kluft- und Porengrundwasserleiter:
 Kalksteine, „Halterner Sande“
Im Randbereich Gefahr von
Salzwasseraufstieg. „Halterner Sande“
beinhalten bedeutende GW-Vorkommen.
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Hydrogeologische Teilräume von NRW
- Niederrheinische Tieflandsbucht -
Bis zu 1200 m mächtige Ablagerungen aus dem
Quartär und Tertiär bilden wichtige Porengrundwasserleiter. Ausgeprägter Stockwerksbau durch
eingeschaltete geringleitende und aushaltende
Tonhorizonte. Großräumige Bruchschollentektonik.
Veränderte hydrogeologische Verhältnisse im Bereich
der Baunkohlegewinnung.
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hydrogeologische/geologische Gefährdungspotenziale
 Hydrodynamik
 Lithologie
z.B.
Artesische Verhältnisse
Druckdifferenzen
Fließgeschwindigkeit
Stockwerksbau
Karst
Fließsande
TLUG Jena
z.B.
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 Hydrochemie
z.B.
Salzwässer
betonaggressive GW
CH4- / CO2-Aufstieg
Stockwerksbau + Druckpotenzialunterschied
Auswirkungen
• Absenkung d. Grundwassers
• Suffusion
• Mischung unterschiedl. Wässer
• Stoffeintrag
Vermeidungsstrategien
 Bohrlochdurchmesser?
 Verpressung?
 Zentrierung?
 Tiefenbegrenzung?
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Stockwerksbau & Druckpotenzialunterschiede
Auswirkungen
• Aufhöhung Grundwasserspiegel
• Wasseraustritt
• Mischung unterschiedl. Wässer
• Vernässung
Vermeidungsstrategien
 Bohrlochdurchmesser?
 Verpressung?
 Zentrierung?
 Tiefenbegrenzung?
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Stockwerksbau & Druckpotenzialunterschiede
Kombinationswirkung
• Stockwerksbau
• Karst/Hohlräume/Klüftigkeit
• Druckdifferenz
• Sande
• fehlendes Standrohr
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Kritischer Stockwerksbau
- Artesische Verhältnisse -
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Kritischer Stockwerksbau
• Druckpotenzialunterschiede
• unterschiedlicher Chemismus
• durchgehende Trennung
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Regional unterschiedliche Betrachtungsräume
Unkritischer „Stockwerksbau“
keine Trennung der Grundwasserleiter
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KritischerHydrogeologische
Stockwerksbau?
Übersicht
Einzelfallprüfung:
B
Rheinische
Schiefergebirge
A
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 Lokale Verhältnisse in den devonzeitl.
Gesteinen (Druckpotenzial, Chemismus).
 Gefahr von Salzwasseraufstieg im
Übergangsbereich Devon-Tertiär
Fazit
JEDE Anlage ist ein Eingriff in
die Schutzgüter Boden,
Grundwasser und Gestein.
Es muss definiert werden,
welche Auswirkungen
nachteilig und welche
akzeptabel sind.
Die regionalen Verhältnisse
müssen bekannt sein.
An das Ergebnis sollten
Erlaubnisbescheide, angepasst
werden. Auflagen sollten
fachlich begründbar sein.
2. Willicher Praxistage Geothermie, 29. + 30. September 2016
Regionalbearbeiter Hydrogeologie
Ihre Ansprechpartner:
Hr. Meyer
Dr. Gawlik
Hr. Liedtke
Hr.
Schuster
Fr.
Liedtke
[email protected]
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Stockwerksbau,
…gewusst wo!
2. Willicher Praxistage Geothermie, 29. + 30. September 2016