Unerwünschte Strömungen in Grundwassermessstellen - Detektion und Vermeidung bei Monitoring und Probenahme

Grundwassermessstellen schaffen eine Wegsamkeit im Untergrund und ermöglichen verfälschende Wärme- und Stoffströme. Ursache können schon geringe Temperaturoder Konzentrationsgradienten in der Wassersäule sein. Zur Detektion dienen spezielle geophysikalische Bohrlochmessungen. Ein verfälschungsfreies Monitoring- und Probenahmesystem wurde entwickelt.

Im Idealfall wird eine Bohrung oder der verfilterte Abschnitt einer Grundwassermessstelle horizontal durchströmt und die entnommene Wasserprobe repräsentiert das Grundwasser der die Messstelle schneidenden Strombahn. Tatsächlich treten aber auch unerwünschte Vertikalstromungen auf. Grundwassermessstellen schaffen, je nach Ausbau der Messstelle und Aufbau des anstehenden Gesteins, eine Wegsamkeit im Untergrund und ermöglichen Wärme- und Stoffströme unter Umständen zwischen Grundwasserstockwerken, aber auch zwischen der Wassersäule, der Umgebung und der Atmosphäre. Verursacht durch den Transport in der Messstelle, bildet sich in ihrem Abstrom ein Bereich aus, der gegenüber den tatsächlichen geochemischen Verhaltnissen im Grundwasserleiter verfälschte Eigenschaften aufweist.
Erfolgt in einer solchen Messstelle eine Probennahme oder eine geophysikalische Messung nach dem gegenwärtigen Stand der Technik, kann deren Ergebnis zu falschen Schlussfolgerungen bezüglich des Zustandes des Grundwasserleiters führen. Die verfälschende Wirkung kann sowohl die korrekte Zuordnung des Messwertes bzw. der Probe zur entsprechenden Teufe (Tiefe) in dem untersuchten Grundwasserleiter, als auch die geochemische Zusammensetzung des Wassers betreffen. Eine teufenrichtige Zuordnung ist unter anderem relevant für Untersuchungen zur Grundwasserströmung oder Schadstofffahnengeometrie. Die geochemische Zusammensetzung bzw. geringste Änderungen sind besonders bei der Untersuchung von Natural-Attenuation-Prozessen (natürlicherweise im Untergrund ablaufenden Abbau- und Rückhalteprozessen von Schadstoffen) von Bedeutung. So kann eine Fehleinschätzung der Beschaffenheit des Grundwassers z. B. zur Wahl der falschen Sanierungsmethode eines Grundwasserschadens führen.
Nach Erläuterung der Vertikalströmungen werden im Folgenden zunächst die Ergebnisse der numerischen und experimentellen Untersuchungen dargelegt. Es wird ein Verfahren zur bohrlochgeophysikalischen Detektion dichtegetriebener Konvektion beschrieben. Die aus zahlreichen Messungen in Grundwassermessstellen erlangten Erkenntnisse zum Auftreten und zur Relevanz der freien Konvektion werden erörtert. Abschliesend folgen Vorschläge zum Umgang mit der freien Konvektion bei In-situ-Messungen und Probennahme.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasser und Abfall 05/2012 (Mai 2012)
Seiten: 6
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dr. Susann Berthold
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