Forschung und Projekte
CLEARWATER – geophysiCaL basEd hydrogeologicAl modeling to pRevent pollution from sea WATER intrusion at coastel areas
Förderkennzeichen: 01DF12001
Forschungsprogramm: Networking on Science and Technology in the Black Sea Region (BLACK SEA ERA.NET)
Laufzeit des Vorhabens: 01.02.2012 - 31.01.2015
Projektpartner: Technical University of Crete (TUC), Greece - Department of Mineral Resources Engineering (Coordinator); Ankara University (AU) - Faculty of Engineering - Geophysical Engineering Department
Projektmitarbeiter:Frau Prof. Dr. M.-Th. Schafmeister, Herr Dr. T. Meyer, Herr Dipl. Geogr. F. Roedel
Aufgabe
Entwicklung eines umfassenden geophysikalischen Datenverarbeitungswerkzeuges (Joint Inversion), zur Unterstützung von Grundwasser-Modellierung und Management.
Ziel
Entwicklung eines integrierten Ansatzes für diue Vorhersage von Meerwasserintrusion in küstennahe Grundwasserleiter.
Zusammenfassung
Eines der bedeutendsten Umweltprobleme in Küstengebieten ist die Versalzung des Grundwassers. Küstengebiete sind oft dicht besiedelt, da sie die besten Voraussetzungen sowohl für wirtschaftliche Entwicklung als auch für eine hohe Lebensqualität besitzen. Auf der anderen Seite leiden diese Regionen mehr als andere Bereiche aus Mangel an Zufuhr frischen Grundwassers an einem Eindringen von Meerwasser in die Grundwasserleiter. Diese Grundwasserkontamination durch Meerwasser ist in der Regel durch die Beeinträchtigung der empfindlichen Balance zwischen Süß-und Meerwasser in Küstengrundwasserleitern verursacht. Dieses dynamische Gleichgewicht wird durch eine überhöhte Grundwasserentnahme und andere menschliche Aktivitäten, die den Grundwasserspiegel senken gestört, und führen zu einem Einströmen von Meereswasser in die Küstengrundwasserleiter.
Die Folgen dieses Phänomens sind für die Küstengrundwasserleiter katastrophal, insbesondere dort, wo das Klima arid bis semiarid, und Niederschlag als die Hauptquelle für Süß-und das Grundwasser unzureichend vorhanden ist. In diesen Fällen ist das Eindringen von Meerwasser irreversible. Dadurch kommt effektiven Vorhersage-Werkzeugen eine entscheidende Bedeutung bei der Verhütung von Salzwasserintrusionen in Grundwasser zu.
Das Projekt zielt darauf ab, ein integriertes systematisches Meerwasserintrusion-Vorhersageverfahren für die Planung von effektiven Präventionsmaßnahmen in Küstengebieten zu entwickeln. Diese Methodik basiert auf der Modellierung, Überwachung und Verwaltung des Grundwassers. Die zentrale Idee ist die Verwendung von verschiedenen geophysikalischen Methoden, um die Salz-/ Frischwasserfront zu überwachen. Die Innovation ist die Entwicklung eines umfassenden geophysikalischen Datenverarbeitungswerkzeugs, das die Modellierung und den Management-Prozess unterstützt und zusätzliche hydrogeologische Parameter liefert.
Geophysikalischen Techniken bieten eine geeignete nicht- invasive Methode zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaften eines Grundwasserleiters und Überwachung der Salzwasserintrusion. Sie liefern kontinuierliche Untergrund-Strukturinformationen bei niedrigen Kosten. Unter allen geophysikalischen Techniken sind die erfolgreichsten Verfahren die Messung des spezifischen elektrischen Widerstands (Electrical Resistivity Tomography - ERT) und elektromagnetische Methoden (Transient electromagnetics –TEM/TDEM)aufgrund ihrer Fähigkeiten Chloridionen nachzuweisen. Seismischen Methoden (Seismic Refraction), können bei der Bereitstellung von Informationen über die geologischen Bruchzonen helfen. Das herkömmliche Kombinieren der Informationen dieser Verfahren mittels der gemeinsamen Betrachtung der verarbeiteten Daten erfordert einen erfahrenen Gutachter und es ist oft schwierig, ein geologisches Modell zu finden, das allen verfügbaren geophysikalischen Daten entspricht.
Kürzlich wurden verschiedene Techniken entwickelt, um den Interpretationsprozess anzupassen. Die meisten dieser Verfahren beruhen auf der „Joint inversion“ von verschiedenen Datensätzen, um ein einheitliches geologische Modell, das allen verfügbaren geophysikalischen Daten entspricht zu erstellen. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung von elektrischen, elektromagnetischen und seismischen Joint-Inversion-Schemata, speziell für den Nachweis von Meerwasserintrusion in Küstengebieten.