Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie klar

GeoBerichte 32

Kartierung der Grundwasserversalzung mit Hilfe geophysikalischer Befliegungsdaten im Raum Esens (Ostfriesland)


Aeroelektromagnetische Verfahren sind in der Lage, die räumliche Verteilung der spezifischen elektrischen Widerstände darzustellen (Kirsch 2009). Da die spezifischen elektrischen Widerstände in erheblichem Maße durch die Porenfluide geprägt werden, lassen sich Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und Mineralisierung der Fluide ziehen (Kirsch 2009). Aus diesem Grund werden aeroelektromagnetische Messsysteme vermehrt für hydrogeologische Fragestellungen, speziell zur Detektion von Grundwasserversalzung, genutzt (Wiederhold et al. 2010, Klimke 2011, Gössmann 2012, Wiederhold et al. 2013).

Im Rahmen der Projekte „Flächenhafte Befliegung (Aerogeophysik)" des Leibniz-Institutes für angewandte Geophysik (LIAG) sowie „D-Aero" der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) sind in den letzten Jahren verschiedene Bereiche von Niedersachsen elektromagnetisch vermessen worden. Die elektromagnetische Vermessung ist mit dem SkyTEM-System (LIAG) und dem HEM-System (BGR) erfolgt. Zur Überprüfung der Methoden zur Identifizierung der Salz-/
Süßwassergrenze wurden diese Daten in einem Untersuchungsgebiet an der ostfriesischen Nordseeküste im Raum Esens ausgewertet. Mit Hilfe der elektromagnetischen Daten konnte in Kombination mit einem detaillierten hydrogeologischen 3D-Modell die Versalzungszone neu kartiert werden. Zudem wurden geoelektrische Sondierungsmessungen von früheren Untersuchungen georeferenziert und in die Interpretation der Versalzungszone integriert. Als weitere Datengrundlage sind Grundwasser-Beschaffenheitsdaten, u. a. aus dem Landesmessnetz Niedersachsens, herangezogen worden.

Es hat sich gezeigt, dass für die Interpretation der elektromagnetischen Daten ein hydrogeologisches 3D-Modell des Untergrundes zwingend notwendig ist, da sich versalztes Grundwasser und Tonschichten in ihrer Widerstandssignatur gleichen. Des Weiteren wurde gezeigt, dass eine Identifizierung von lithologischen Einheiten und eine darauf basierende Stratigraphie ausschließlich auf der Basis der elektromagnetischen Daten oftmals nicht möglich sind. Sandschichten (qw//a-f, qD//gf, qe//gf) mit ähnlichen Korngrößenzusammensetzungen lassen sich anhand der elektromagnetischen Signatur nicht voneinander unterscheiden. Zudem zeigt diese Arbeit, dass bei der Inversion der SkyTEM-Daten teilweise extrem hohe Widerstände für Schichten angezeigt werden, die unterhalb von niedrig-ohmigen Bereichen (Beispiel: Lauenburger Ton) abgelagert sind. Diese hohen Widerstände können durch Abschirmeffekte der überlagernden, gut leitenden Schichten bei der Inversion der Messdaten entstehen und müssen bei der Interpretation der Daten berücksichtigt und dementsprechend sachgerecht gedeutet werden.

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Kartierung der Grundwasserversalzung mit Hilfe geophysikalischer Befliegungsdaten im Raum Esens (Ostfriesland)

Artikel-Informationen

Ansprechpartner/in:
Dr. Jörg Elbracht

Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie
Stilleweg 2
30655 Hannover
Tel: +49-(0)511-643-3613
Fax: +49-(0)511-643-533613

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