Geohydromodellierung

TestUM-Aquifer

Testfeld zur Untersuchung und zum Monitoring durch die Nutzung des Untergrundes induzierter reaktiver Mehrphasentransportprozesse in oberflächennahen Aquiferen

Bei Eingriffen in den geologischen Untergrund stehen insbesondere mögliche Auswirkungen auf das oberflächennahe Grundwasser als potentielles Trinkwasserreservoir im Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit. Dabei sind die direkten Folgen z. B. einer Kontamination von Grundwasserleitern zumeist nur unzureichend untersucht. Vor allem Geländeexperimente unter kontrollierten Randbedingungen könnten hier Abhilfe schaffen und belastbare Aussagen zu Reaktionen und Transportprozessen liefern.

Aus diesem Grund soll im Rahmen des Verbundprojekts  TestUM-Aquifer ein Testfeld etabliert werden, das sich zur Untersuchung von Mehrphasen- und Wärmetransportprozessen in oberflächennahen Grundwasserleitern eignet. Hierfür steht ein bereits vorerkundetes Gebiet im Bereich der brandenburgischen Kleinstadt Wittstock zur Verfügung. Schwerpunkte der geplanten Geländeexperimente bilden geophysikalische, hydrogeochemische und mikrobiologische  Untersuchungen von reaktiven Mehrphasentransportprozessen infolge induzierter Gasleckagen in einen Grundwasserleiter. Dabei ist geplant, die Auswirkungen von Stickstoff, Kohlendioxid, Sauerstoffgemischen (Luft), Methan und Wasserstoff sowie die Folgen von Wärmeeinspeicherung auf Transportprozesse im Grundwasser zu bestimmen. Diese Geländeexperimente sollen durch numerische Modellierungen vorbereitet und begleitet werden.

Übergeordnete Fragestellungen des Projekts sind die Detektierbarkeit, Prognostizierbarkeit und Kontrollierbarkeit reaktiver Mehrphasen- und Wärmetransportprozesse in natürlichen oberflächennahen Grundwasserleitern. TestUM-Aquifer gliedert sich in drei Teilprojekte:

  • TP 1 | Experimentelle und Numerische Modelle
  • TP 2 | Geophysikalisches Monitoring und Parametrisierung
  • TP 3 | Hydrogeochemische, isotopenchemische und mikrobiologische Prozesse

Im ersten Teilprojekt sollen experimentelle und numerische Modelle zur quantitativen Prognose von Gasausbreitungsprozessen und den damit verbundenen Mobilisierungsreaktionen entwickelt werden. Im Zentrum des zweiten Teilprojektes stehen ausgewählte geophysikalische Methoden zur Erkundung und zum Monitoring von Gasphasenkörpern und Temperaturfeldern im oberflächennahen geologischen Untergrund im Vordergrund. Das dritte Teilprojekt befasst sich mit hydrogeochemischen, isotopenchemischen und mikrobiologischen Prozessen infolge der Gas- und Wärmeexposition. Vor allem die Freisetzung von Spurenmetallen in das Grundwasser bzw. Bindung an das Sediment stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen.

Das Testfeld und die geplanten Experimente bilden in dieser Form ein internationales Alleinstellungsmerkmal des Projekts TestUM-Aquifer. Die geplanten Untersuchungen zur Wärmespeicherung in oberflächennahen geologischen Formationen haben insbesondere für die Energiespeicherung in urbanen Räumen eine große Bedeutung. Es ist vorgesehen, den Betrieb des Testfeldes über den Projektzeitraum hinaus fortzusetzen und damit eine einmalige geowissenschaftliche Infrastruktur zu schaffen, die auch anderen nationalen und internationalen Arbeitsgruppen zur Verfügung steht.

 

Verbundpartner:

  • Christian Albrechts Universität zu Kiel (CAU)
  • Helmholtz Zentrum für Umweltforschung – UFZ GmbH
     

Verbundkoordination:

Prof. Dr. Andreas Dahmke (CAU)
Institut für Geowissenschaften
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Ludewig-Meyn-Str. 10, 24118 Kiel
andreas.dahmke[at]ifg.uni-kiel.de
Tel: +49 431 880 2857
 

Testfeldkoordination:

Dr. Götz Hornbruch (CAU)
Institut für Geowissenschaften
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Ludewig-Meyn-Str. 10, 24118 Kiel
goetz.hornbruch[at]ifg.uni-kiel.de
Tel: +49 431 880 2876
 

Projektlaufzeit:

36 Monate, 07/2017 – 06/2020

Projektwebsite:

http://www.testum-aquifer.de
 

Förderung:

Im Rahmen des Fachprogramms Geoforschung für Nachhaltigkeit (GEO:N) im BMBF-Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA3)“ der Bundesregierung wird das Projekt TestUM-Aquifer durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.