Hydrogeologie

Das Fachgebiet der Hydrogeologie beschäftigt sich vorrangig mit dem Schutz des Grundwassers, der Erkundung und Kartierung von Grundwasservorräten, der Erstellung von analytischen und numerischen hydrogeologischen Modellen, der Ausgrenzung von Trinkwasserschutzzonen, der Bewertung hydrochemischer Parameter, der Analyse der Grundwassergefährdung sowie mit der Baubegleitung und Betreuung von wasserwirtschaftlichen Anlagen.

Die Erarbeitung von Grundwassermodellen und Gutachten auf dem Gebiet der Hydrogeologie verlangt einen sehr hohen Grad an Fachwissen und entsprechend lange Erfahrungen auf diesem Gebiet.

Grundwassermodelle

Die computergestützte Modellierung von Strömungs- und Transportprozessen des Grund- bzw. Bodenwassers ist heute ein unerlässliches Werkzeug für das wissensbasierte ressourcenschonende Management des Schutzgutes Wasser.
Numerische Modelle (Finite Differenzen bzw. Finite Elemente) ermöglichen die Nachbildung räumlich und zeitlich hochaufgelöster Prozesse, die z.T. komplexen Zusammenhängen folgen.

Diese Komplexität numerischer Grundwassermodelle erfordert eine hohe Sorgfalt bei der räumlichen Diskretisierung, der Bestimmung der Modellparameter (Durchlässigkeitsbeiwerte, Porosität, Wasserretention, Dispersivität, u.s.w.) und Modellkalibrierung. Eine Kontrolle der Modelle durch Messstellen bzw. weitere Feldmessungen (z.B. hydrochemische Messungen, Ermittlung des Wassertransportes von Flüssen) ist zur Absicherung der Aussagequalität häufig unumgänglich.

Numerische Grund- bzw. Bodenwassermodelle finden Anwendung zur Beschreibung, Plausibilisierung, Optimierung, und Vorhersage unter anderem in folgenden Aufgabenkomplexen:

  • Berechnung von Trinkwasserschutzzonen und Grundwassereinzugsgebieten von Wasserfassungen
  • Grundwasservorratsnachweise
  • Umweltverträglichkeitsstudien zu großflächigen Grundwasserabsenkungen
  • Wasserhaltung in großen Baugruben
  • Entwicklung langfristiger Grundwassernutzung- und Managementkonzepte in Kopplung mit lokalen Klimaszenarien
  • Renaturierungsplanungen
  • Berechnung von Bauwerks- und Flächenentwässerung, Bewässerung
  • Salzwasseraufstieg in Süßwasserreservoirs
  • Plausibilisierung der hydraulischen Interaktion von Grund- und Oberflächenwasser
  • thermohydrodynamische Vorgänge im Untergrund infolge geothermischer Nutzungen (siehe dazu: numerische Erdwärme-Modellierung)

Hydrogeologische Gutachten

Die Erstellung von Gutachten zu hydrogeologischen Problemstellungen wird z.B. von Wasserbehörden im Zuge von Genehmigungsverfahren für Erdwärmesonden in Trinkwasserschutzzonen gefordert. Hier dient die Gutachtenerstellung einer Darstellung und Bewertung des Grundwasserstroms und einer damit verbundenen möglichen Gefährdung von Wasserfassungen durch die Errichtung und den Betrieb von Erdwärmeanlagen.

Darüber hinaus kann für Bauvorhaben die Erstellung hydrogeologischer Gutachten gefordert werden, wenn diese beispielsweise in äußerst sensiblen Gebieten errichtet werden sollen (in der Nähe von Trinkwasserbrunnen).

Sämtliche oben (Abschnitt Grundwassermodellierung) aufgeführte Szenarien bedingen darüber hinaus die Erstellung eines Gutachtens zur Dokumentation und Ergebnissicherung.

Foto rechts: zwei sanierte Grundwassermesstellen in Losten

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Dipl.-Geol. Annett Petter
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