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Journal Cover Grundwasser
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   Hybrid Journal Hybrid journal (It can contain Open Access articles)
   ISSN (Print) 1432-1165 - ISSN (Online) 1430-483X
   Published by Springer-Verlag Homepage  [2281 journals]
  • Georessource Untergrund: Chancen und Risiken im Rahmen der Energiewende
    • PubDate: 2016-05-12
  • Identifizierung der Nitratabbauprozesse und Prognose des
           Nitratabbaupotenzials in den Sedimenten des Hessischen Rieds
    • Abstract: Zusammenfassung Mikrobiologische Abbauprozesse tragen maßgeblich zur Minderung der Nitratbelastung in sedimentären Grundwasserleitern bei, indem Nitrat unter Verbrauch von organischem Kohlenstoff (heterotroph) und Eisensulfiden bspw. Pyrit (autotroph) reduziert wird. Allerdings sind diese Phasen in Sedimenten oft nur in Spuren vorhanden und werden im Verlauf der Reaktionen aufgebraucht, sodass der Nitratabbau zum Erliegen kommen könnte. Um Maßnahmen im Zuge der EG-Wasserrahmenrichtlinie umsetzen zu können, wurden das Nitratabbaupotenzial und die Abbauprozesse in den z. T. stark nitratbelasteten Grundwasserleitern des Hessischen Rieds untersucht. Das Abbaupotenzial wurde an Bohrkernproben mittels Festphasenanalytik quantifiziert und charakterisiert. Mit tiefenorientierter Untersuchung der Hydrochemie (u. a. stabile Isotope und N2Exzess) konnten Nitrateinträge, Abbaufortschritt und Abbauprozesse sowie durchschnittliche Abbauraten im Anstrom ausgewählter Grundwassermessstellen bestimmt werden. Trotz geringer Sulfidgehalte (max. 123 mg-S/kg) konnte oft ein dominant autotropher Nitratabbau nachgewiesen werden. Die Ergebnisse dieser Studie dienen der Ausweisung von Risikogebieten, in deren Abstrom in naher Zukunft, bei gleichbleibend hohen Nitrateinträgen, mit nachlassendem Nitratabbau gerechnet werden muss.
      PubDate: 2016-03-17
  • Erratum zu: Grundwassermonitoring im Zusammenhang mit der hydraulischen
           Stimulation einer Erdölbohrung
    • PubDate: 2016-03-14
  • Erratum to: Fault controlled geochemical properties in Lahendong
           geothermal reservoir Indonesia
    • PubDate: 2016-03-09
  • Hydrogeologische Notizen
    • PubDate: 2016-03-07
  • Energiewende braucht Wärmewende – Chancen und Limitierungen der
           intensiven thermischen Nutzung des oberflächennahen Untergrundes in
           urbanen Gebieten vor dem Hintergrund der aktuellen Energiedebatte in
    • PubDate: 2016-03-01
  • Neue Norm zur thermischen Nutzung des Grundwassers in der Schweiz
    • Abstract: Zusammenfassung Die Nutzung von Grundwasser zum Heizen und Kühlen ist nach den Erdwärmesonden die zweithäufigste Anwendung oberflächennaher oder untiefer Geothermie. Anders als bei den Erdwärmesonden haben die Änderung der Grundwassertemperatur und der Förderbetrieb relativ weiträumige Auswirkungen, welche oft weit über die Grundstücksgrenzen hinausreichen. Die begrenzten Ressourcen einerseits und der berechtigte Schutz des Grundwassers andererseits macht die Normierung seiner Nutzung erforderlich. Der Schweizerische Ingenieur- und Architektenverein SIA hat nach der Norm 384/6 „Erdwärmesonden“ aus dem Jahr 2010 im April 2015 die Norm 384/7 „Grundwasserwärmenutzung“ publiziert. Die Autoren – die Sachbearbeiter und der Vorsitzende der Kommission der vorliegenden Norm – behandeln in diesem Beitrag die spezifischen Anforderungen, die sich aus der Interdisziplinarität und den unterschiedlichen Ansprüchen der Beteiligten ergeben. Sie zeigen auf, wie die verschiedenen Ansprüche an Qualitäts- und Funktionssicherung und Umweltschutzaspekte bei der Erstellung und Verabschiedung der Norm im breiten Konsens von Planern, Ausführenden und Behörden in der neuen Norm berücksichtigt werden.
      PubDate: 2016-03-01
  • Bestimmung thermischer Eigenschaften der Gesteine des Unteren und
           Mittleren Buntsandsteins
    • Abstract: Zusammenfassung Für die Auslegung von Erdwärmesondenanlagen ist die genaue Kenntnis der thermischen Eigenschaften des Untergrundes von großer Bedeutung. In der hier vorliegenden Studie wurden im Rahmen des EU-kofinanzierten Projektes „Informationsoffensive Oberflächennahe Geothermie“ am LfU Bayern an vier Kernbohrungen des Unteren und Mittleren Buntsandsteins thermische Gesteinseigenschaften bestimmt. Die Messung der Wärme- und Temperaturleitfähigkeit erfolgte mittels der Optical-Scanning-Messmethode (TCS). Die mittleren Wärmeleitfähigkeiten schwanken zwischen 2,6 ± 0,3 W / (m · K) und 3,1 ± 0,4 W / (m · K) im trockenen Zustand sowie zwischen 3,6 ± 0,3 W / (m · K) und 4,1 ± 0,6 W / (m · K) unter gesättigten Bedingungen. Die mittleren Temperaturleitfähigkeiten betragen (1,6 ± 0,2) · 10− 6 m2 / s für trockene und (2,0 ± 0,6) · 10− 6 m2 / s für gesättigte Sandsteine. Die Ergebnisse lassen regionale petrographische und lithostratigraphische Besonderheiten erkennen. Um die Übertragbarkeit der Labormessungen auf reale geothermische Systeme zu untersuchen, wurden Modellrechnungen zur Anpassungen an die Untergrundtemperatur vorgenommen. Die Resultate zeigen, dass verschiedene Ansätze von Temperaturkorrekturen zu erheblichen Differenzen in der Wärmeleitfähigkeit führen können. Die Ansätze von Somerton (Thermal properties on temperature-related behavior of rock/fluid systems, Elsevier, New York, S 257, 1992) und Sass et al. (J Geophys Res, 97:5017–5030, 1992) waren am besten für die hier untersuchten Sandsteinproben geeignet.
      PubDate: 2016-02-24
  • CO 2 Storage related Groundwater Impacts and Protection
    • Abstract: Abstract Injection of CO2 into the deep subsurface will affect physical and chemical conditions in the storage environment. Hence, geological CO2 storage can have potential impacts on groundwater resources. Shallow freshwater can only be affected if leakage pathways facilitate the ascent of CO2 or saline formation water. Leakage associated with CO2 storage cannot be excluded, but potential environmental impacts could be reduced by selecting suitable storage locations. In the framework of risk assessment, testing of models and scenarios against operational data has to be performed repeatedly in order to predict the long-term fate of CO2. Monitoring of a storage site should reveal any deviations from expected storage performance, so that corrective measures can be taken. Comprehensive R & D activities and experience from several storage projects will enhance the state of knowledge on geological CO2 storage, thus enabling safe storage operations at well-characterised and carefully selected storage sites while meeting the requirements of groundwater protection.
      PubDate: 2016-02-16
  • Quantifizierungen von Grundwassereintritten in städtische
           Abwassersysteme mittels stabiler Isotope
    • Abstract: Zusammenfassung Das Eindringen von Grundwasser in Abwassersysteme verursacht erhöhte Betriebskosten für Klärwerksbetreiber. Diese Studie stellt eine Erkundung dieser Problematik für das Nürnberger Stadtgebiet vor. Dabei wurden die Unterschiede der stabilen Isotopenverhältnisse verschiedener Wassertypen untersucht und Massenbilanzen zur Ermittlung von Mischungsverhältnissen angewandt. Die Verteilung von stabilen Isotopenverhältnissen wurde in Proben von Wasserwerken und Hochbehältern sowie von Abwasserschächten und lokalem Grundwasser untersucht. Die untersuchten Wässer zeigten nur geringe Schwankungsbreiten um einen δ18OH2O-Wert von (− 9,5 ± 0,1) ‰. Eine Ausnahme hiervon war das Wasser der Fernleitung aus dem 80 km südlich von Nürnberg gelegenen Wasserwerk Genderkingen, welches Trinkwasser aus Uferfiltrat des Lechs im Donaueinzugsgebiet gewinnt. Hier traten δ18OH2O-Werte von − 11,4 ‰ auf. Die Unterschiede von bis zu 1,5 ‰ zwischen Grund- und Kanalwasser konnten über Massenbilanzen maximal mögliche Einflüsse von bis zu 41 % aufdecken. Weiterführende Untersuchungen mit Zugabe von deuteriertem Wasser in das Kanalsystem könnten für den vorgestellten Ansatz verbesserte Ergebnisse liefern.
      PubDate: 2016-02-16
  • Grundwassermonitoring im Zusammenhang mit der hydraulischen Stimulation
           einer Erdölbohrung
    • Abstract: Zusammenfassung Die ca. 2700 m tiefe Bohrung Barth-11 in Mecklenburg-Vorpommern ist die erste horizontal abgelenkte Erdölbohrung in den neuen Bundesländern. Zur Bohrlochanbindung an die Lagerstätte wurde im Juni 2014 eine hydraulische Stimulation durchgeführt. Die pleistozäne Schichtenfolge im Untersuchungsgebiet wird von verschiedenen Geschiebemergeln, glazilimnischen Schluffen und Tonen sowie fünf zwischengeschalteten pleistozänen Grundwasserleitern gebildet. Die Grundwasserleiter liegen im Teufenbereich zwischen 5 und 90 m unter Gelände. Drei Grundwassermessstellen wurden in unterschiedlichen Grundwasserleitern errichtet. Zwei Wochen vor der Stimulation wurde ein Datenlogger zur kontinuierlichen Aufzeichnung von Wasserstand, Temperatur und elektrischer Leitfähigkeit im Grundwasser installiert sowie Referenzmessungen durchgeführt. Um einen möglichen Einfluss der Stimulation auf die Grundwasserbeschaffenheit auszuschließen, wurden Grundwasserproben auf zahlreiche organische und anorganische Parameter untersucht. Da das Untersuchungsgebiet in einer natürlichen Salzwasseraufstiegszone liegt, ist es erforderlich im Grundwasser Einflüsse von triassischen und permischen Salzwässern zu unterscheiden und Spuren des Stimulationsfluids auszuschließen. Die Beschreibung dieser Methoden und des Monitoringsystems stehen im Fokus dieses Artikels.
      PubDate: 2016-02-15
  • Untersuchungen zum hydraulischen Grundbruch in Baugruben in homogenen
    • Abstract: Zusammenfassung Im vorliegenden Beitrag werden zwei Problemstellungen hinsichtlich des hydraulischen Grundbruchs in Baugruben diskutiert. Zum einen führt der Sicherheitsnachweis gegen hydraulischen Grundbruch nach DIN EN 1997-1 (2014-03) in Abhängigkeit von den herangezogenen Grenzgleichgewichtsbedingungen zu unterschiedlichen Ergebnissen. Es wird gezeigt, dass sich dieses Problem lösen lässt, wenn die Grenzgleichgewichtsbedingungen in Form von hydraulischen Gefällen angegeben werden. Ein weiteres Problem ist die bei dreidimensionalen Strömungen auftretende Unsicherheit hinsichtlich der Form des eventuellen Bruchkörpers. Anhand numerischer Untersuchungen wird dargestellt, dass ein mittleres hydraulisches Gefälle in einem angenommenen dreidimensionalen Bruchkörper mit der von Terzaghi für zweidimensionale Fälle vorgeschlagenen Breite, welches gleich dem kritischen Gefälle des Bodens ist, einen Fließsand-Zustand an einem unendlich schmalen Stromfaden unmittelbar entlang der Verbauwände herbeiführt. Die durchgeführten Modellversuche zeigen, dass sich Terzaghis Verfahren bzw. der Fließsand-Zustand auf gewisse Deformationen in einer Baugrubensohle bezieht. Das zum ersten Anzeichen eines Fließsand-Zustandes führende hydraulische Gefälle bei lockeren Sanden kann geringer als das theoretisch berechnete hydraulische Gefälle sein, während es bei dichten Sanden größer als der theoretische Wert ist.
      PubDate: 2016-02-15
  • Fault controlled geochemical properties in Lahendong geothermal reservoir
    • Abstract: Abstract Rock and fluid geochemical data from Lahendong, Indonesia, were analyzed to evaluate the influence of fault zones on reservoir properties. It was found that these properties depend on fault-permeability controlled fluid flow. Results from measurements of spring and well water as well as rocks and their hydraulic properties were combined with hydrochemical numerical modeling. The models show that the geothermal field consists of two geochemically distinct reservoir sections. One section is characterized by acidic water, considerable gas discharge and high geothermal-power productivity—all related to increased fault zone permeability. The other section is characterized by neutral water and lower productivity. Increased fluid flow in the highly fractured and permeable areas enhances chemical reaction rates. This results in strong alteration of their surrounding rocks. Numerical models of reactions between water and rock at Lahendong indicate the main alteration products are clay minerals. A geochemical conceptual model illustrates the relation between geochemistry and permeability and their distribution within the area. Our conceptual model illustrates the relation between geochemistry and fault-zone permeability within the Lahendong area. Further mapping of fault-related permeability would support sustainable energy exploitation by avoiding low-productive wells or the production of highly corroding waters, both there and elsewhere in the world.
      PubDate: 2016-02-15
  • Erkundung und Beweissicherung für eine geothermale Erschließung
           eines Alpinen Karstaquifers im Tuxertal, Österreich
    • Abstract: Zusammenfassung Karstaquifere können sich durch ihre erhöhten Permeabilitäten vorteilhaft auf die Leistung geothermischer Systeme auswirken. Andererseits bedingen ihre hohen Grundwasserabstandsgeschwindigkeiten auch verringerte Nutzungsmöglichkeiten als Wärmespeicher. In Finkenberg im Tuxertal (Zillertal, Tirol, Österreich) wurde erstmalig der Marmorkarstaquifer der Hochstegen-Formation wissenschaftlich-technisch als mitteltiefes Erdwärmesondenfeld mit Speicherfunktion erkundet und ausgebaut. Flächendeckende physikochemische und hydrochemische Untersuchungen zur Quellbeweissicherung führten dazu, dass charakteristische hydrochemische Signaturen den tektonischen Einheiten in Abhängigkeit ihrer Lithologie zugeordnet wurden. Weiterhin wurde festgestellt, dass das unterirdische Einzugsgebiet des Karstaquifers der Hochstegen-Formation südwestlich Finkenbergs bis auf etwa 2650 m ü. A. reicht. Im Verlauf der Geothermiebohrungen wurde die Verkarstung bis 400 m unter Geländeoberkante nachgewiesen (Sass et al., 2016). Die einjährige Beweissicherung an sieben Quellen, die sich im Abstrom der Erdwärmesondenbohrungen befinden, konnte keine anhaltende nachteilige Beeinflussung nachweisen.
      PubDate: 2016-02-12
  • Biodegradability and ecotoxicity of commercially available geothermal heat
           transfer fluids
    • Abstract: Abstract Commercially available heat transfer fluids used in borehole heat exchangers were investigated for their composition, their biodegradability as well as their ecotoxicity. The main components of the fluids are organic compounds (often glycols) for freezing protection. Biodegradation of the fluids in laboratory studies caused high oxygen depletion as well as nitrate/iron(III) reduction under anaerobic conditions. Additives such as benzotriazoles for corrosion protection were persistent. Ecotoxicity data show that the commercially available fluids caused much higher ecotoxicity than their main organic constituents. Consequently, with regard to groundwater protection pure water as heat transfer medium is recommended. The second best choice is the usage of glycols without any additives. Effects on groundwater quality should be considered during ecological-economical cost-benefit-analyses of further geothermal energy strategies. The protection of groundwater as the most important drinking water resource must take priority over the energy gain from aquifers.
      PubDate: 2016-02-02
  • Im Spannungsfeld von Wasserwirtschaft und Energie
    • PubDate: 2016-01-28
  • 20 Jahre Grundwasser
    • PubDate: 2016-01-28
  • Perchlorethen-Quellendifferenzierung mittels
           Kohlenstoff-Chlor-Isotopenanalyse: Felduntersuchungen zur Beurteilung der
           Variabilität der Isotopensignatur
    • Abstract: Zusammenfassung Bei der Untersuchung von belasteten Standorten stellt sich häufig die Frage, ob unterschiedliche Schadstoffquellen zu einer Grundwasserbelastung beitragen. Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKWs) von verschiedenen Produzenten können unterschiedliche Kohlenstoff- und Chlor-Isotopensignaturen (C-Cl-Isotopensignaturen) aufweisen, was eine Differenzierung von CKW-Quellen ermöglicht. Dazu muss aber die Variabilität der Isotopensignatur bekannt sein. Da die ursprünglich verwendeten Lösungsmittel meist nicht mehr zugänglich sind, werden in dieser Studie die Perchlorethen (PCE) C-Cl-Isotopensignaturen an belasteten Standorten in der Schweiz untersucht. Zehn Standorte wurden ausgewählt, die verschiedene Branchen und Landesregionen abdecken. Eine Variabilität der C-Cl-Isotopensignaturen zwischen einigen Standorten bestätigt die Anwendbarkeit dieser Methode zur Quellendifferenzierung. Gewisse Standorte zeigen jedoch ähnliche Isotopensignaturen. Deswegen ist der Erfolg dieser Identifikationsmethode standortspezifisch. Außerdem ist die Variabilität geringer als publizierte Isotopensignaturen von nordamerikanischen Herstellern. Es hat sich außerdem bestätigt, dass der biologische Abbau von PCE durch reduktive Dechlorierung bei der Identifikation der Kontaminationsquellen berücksichtigt werden muss.
      PubDate: 2015-11-09
  • Frog in a Well
    • PubDate: 2015-11-02
  • Vergleich unterschiedlicher Methoden zur Entnahme von Feststoffproben
           für mikrobielle Untersuchungen
    • Abstract: Zusammenfassung Bei der Probennahme von Feststoffproben für die mikrobielle Charakterisierung kann es zu einer Verunreinigung des Feststoffmaterials durch Einschleppen von Fremdmaterial kommen. Das Ziel dieser Studie ist eine Bewertung von allgemein gebräuchlichen Probennahmeverfahren für Feststoffe im Hinblick auf die Gewinnung mikrobiell unkontaminierter Proben aus dem Grundwasserleiter. Hierfür wurden Feststoffproben mittels konventioneller Kleinrammbohrverfahren (kontinuierlich mittels Rammkernsondierung, diskontinuierlich mittels Direct-Push-Verfahren) und Stickstoff-Gefrierkernverfahren aus dem wassergesättigten Bereich gewonnen. Zur Ermittlung der mikrobiellen Verunreinigung wurden Farbstoffe und Partikeltracer eingesetzt, wobei eine mikrobielle Verunreinigung von der Geländeoberfläche aus angenommen wurde. Die mit der Rammkernsondierung und der Direct-Push-Sondierung gewonnenen Bohrkerne zeigen gute Ergebnisse hinsichtlich einer mikrobiell einwandfreien Beprobung, wenn der obere Teil des Bohrkerns (ca. 30 cm) und der äußere Bereich verworfen werden. Das Zerbrechen des Sedimentkerns ist eine wichtige Ursache für Kontaminationen des inneren Bohrkerns, wobei das Ausmaß nur schwer abzuschätzen ist. Das hier benutzte Gefrierkernverfahren erwies sich als untauglich für die Gewinnung mikrobiell unkontaminierter Proben.
      PubDate: 2015-10-29
School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
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