Hydrogeochemische Grundlagen
Grundwasserversalzung in Brandenburg
Die geogene Versalzung beschreibt den natürlichen Prozess der Erhöhung der Salzkonzentration im Grundwasser durch geologische und hydrologische Prozesse. Sie stellt in Brandenburg, Norddeutschland im Allgemeinen, eine bedeutende hydrogeologische Herausforderung dar. Sie wird durch zwei Hauptursachen hervorgerufen: die Intrusion von Meerwasser (marine Versalzung) und durch den Aufstieg von hochmineralisierten Tiefenwässern (geogene Versalzung) an Saalzstöcken und tektonischen Störungen. Letztere werden als Binnenversalzung zusammengefasst und sind für den Brandenburger Raum charakteristisch (Vgl. Abbildung 1).
Hydrogeochemische Grundlagen
Grundwasserversalzung in Brandenburg
Die geogene Versalzung beschreibt den natürlichen Prozess der Erhöhung der Salzkonzentration im Grundwasser durch geologische und hydrologische Prozesse. Sie stellt in Brandenburg, Norddeutschland im Allgemeinen, eine bedeutende hydrogeologische Herausforderung dar. Sie wird durch zwei Hauptursachen hervorgerufen: die Intrusion von Meerwasser (marine Versalzung) und durch den Aufstieg von hochmineralisierten Tiefenwässern (geogene Versalzung) an Saalzstöcken und tektonischen Störungen. Letztere werden als Binnenversalzung zusammengefasst und sind für den Brandenburger Raum charakteristisch (Vgl. Abbildung 1).
Eine zentrale geologische Barriere gegen den Salzwasseraufstieg ist der unteroligozäne Rupelton, der in weiten Teilen Brandenburgs als Haupttrennhorizont zwischen dem hoch mineralisierten Tiefenwasserstockwerk und den darüber liegenden, süßwasserführenden Grundwasserleiterkomplexen (GWLK) der tertiären und quartären Lockergesteine fungiert. In der Lausitz übernehmen ältere Tonmergelsteine (meist aus dem Keuper) diese Barrierefunktion. Der Rupelton weist eine durchschnittliche Mächtigkeit von 80 bis 100 Metern auf und befindet sich in einer Tiefe von etwa -200 bis -100 Metern über Normalnull (NN).
Infolge erosiver Gletscheraktivitäten bzw. deren Schmelzwässer im Zusammenspiel mit halokinetischen Bewegungen (der Salzstrukturen) wurden Schwächezonen bis hin zu Fehlstellen im Rupelton (u. a. LIMBERG et al. 2016) geschaffen, die es ermöglichen, dass salinare Tiefenwässer auf Grund des bestehenden Druckgradienten aufsteigen. Weiterhin wirken hydraulisch aktive Vorflutsysteme als Entlastungsgebiete. Unter Umständen gelangt das salzhaltige Wasser bis an die Geländeoberfläche, was durch zahlreiche dokumentierte Binnensalzstellen belegt ist. Neben natürlichen Prozessen können auch anthropogene Einflüsse den Tiefenwasseraufstieg verstärken. Besonders die durch Wasserwerksbetrieb verursachten Druckentlastungen begünstigen den Aufstieg von geogenen Tiefenwässern in den beeinflussten Einzugsgebietsteilen.
Software GEBAH
Eine bewährte Methode für die frühzeitige Identifizierung salinarer Wasseranteile erlaubt eine konzentrationsunabhängige Untersuchung des Grundwassers. Hiermit lassen sich selbst in Bereichen mit geringer Mineralisation (< 300 mg/l) potenzielle Aufsalzungserscheinungen erfassen und frühzeitig Maßnahmen zur Sicherung der Wasserqualität entwickeln und umsetzen.
Für die geochemisch-genetische Bewertung der Grundwasservorkommen im nord- und mitteldeutschen Lockergesteinsgebiet wurde beginnend im damaligen Landesamt für Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LGRB) das Genesemodell entwickelt (Rechlin 1997). Diese Arbeiten werden heute im Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) kontinuierlich fortgeführt.
Seit 2010 liegt mit GEBAH (Rechlin et al. 2010) eine anwenderorientierte Software vor, die von A. Hoffknecht (GCI GmbH) programmiert wurde. Sie ermöglicht eine präzise Diagnostizierung von Anteilen salinarer Tiefenwässer in wasserwirtschaftlich relevanten Süßwasserleitern und gewinnt insbesondere mit Blick auf die prognostizierten Klimaveränderungen in Brandenburg zunehmend an Bedeutung.
Für Behörden, Wasserversorger und Ingenieurbüros steht somit einr effektive Analysemethode zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen zur Verfügung.
Der Vertrieb der Software erfolgt im Auftrag des LBGR durch die Firma GCI.
Eine zentrale geologische Barriere gegen den Salzwasseraufstieg ist der unteroligozäne Rupelton, der in weiten Teilen Brandenburgs als Haupttrennhorizont zwischen dem hoch mineralisierten Tiefenwasserstockwerk und den darüber liegenden, süßwasserführenden Grundwasserleiterkomplexen (GWLK) der tertiären und quartären Lockergesteine fungiert. In der Lausitz übernehmen ältere Tonmergelsteine (meist aus dem Keuper) diese Barrierefunktion. Der Rupelton weist eine durchschnittliche Mächtigkeit von 80 bis 100 Metern auf und befindet sich in einer Tiefe von etwa -200 bis -100 Metern über Normalnull (NN).
Infolge erosiver Gletscheraktivitäten bzw. deren Schmelzwässer im Zusammenspiel mit halokinetischen Bewegungen (der Salzstrukturen) wurden Schwächezonen bis hin zu Fehlstellen im Rupelton (u. a. LIMBERG et al. 2016) geschaffen, die es ermöglichen, dass salinare Tiefenwässer auf Grund des bestehenden Druckgradienten aufsteigen. Weiterhin wirken hydraulisch aktive Vorflutsysteme als Entlastungsgebiete. Unter Umständen gelangt das salzhaltige Wasser bis an die Geländeoberfläche, was durch zahlreiche dokumentierte Binnensalzstellen belegt ist. Neben natürlichen Prozessen können auch anthropogene Einflüsse den Tiefenwasseraufstieg verstärken. Besonders die durch Wasserwerksbetrieb verursachten Druckentlastungen begünstigen den Aufstieg von geogenen Tiefenwässern in den beeinflussten Einzugsgebietsteilen.
Software GEBAH
Eine bewährte Methode für die frühzeitige Identifizierung salinarer Wasseranteile erlaubt eine konzentrationsunabhängige Untersuchung des Grundwassers. Hiermit lassen sich selbst in Bereichen mit geringer Mineralisation (< 300 mg/l) potenzielle Aufsalzungserscheinungen erfassen und frühzeitig Maßnahmen zur Sicherung der Wasserqualität entwickeln und umsetzen.
Für die geochemisch-genetische Bewertung der Grundwasservorkommen im nord- und mitteldeutschen Lockergesteinsgebiet wurde beginnend im damaligen Landesamt für Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LGRB) das Genesemodell entwickelt (Rechlin 1997). Diese Arbeiten werden heute im Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) kontinuierlich fortgeführt.
Seit 2010 liegt mit GEBAH (Rechlin et al. 2010) eine anwenderorientierte Software vor, die von A. Hoffknecht (GCI GmbH) programmiert wurde. Sie ermöglicht eine präzise Diagnostizierung von Anteilen salinarer Tiefenwässer in wasserwirtschaftlich relevanten Süßwasserleitern und gewinnt insbesondere mit Blick auf die prognostizierten Klimaveränderungen in Brandenburg zunehmend an Bedeutung.
Für Behörden, Wasserversorger und Ingenieurbüros steht somit einr effektive Analysemethode zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen zur Verfügung.
Der Vertrieb der Software erfolgt im Auftrag des LBGR durch die Firma GCI.
Weitere Informationen zum Genesemodell:
- Veröffentlichung B. Rechlin: BGB Ausgabe 1/1997: Zur Veröffentlichung des Hydrogeochemischen Genesemodells der Wässer in den Grundwasserleiterkomplexen des Landes Brandenburg (mittelbrandenburgischer Raum, stand April 1997)* (https://lbgr.brandenburg.de/sixcms/media.php/9/BGB-1_97_Rechlin_67-71.pdf BGB von 1997 Ausgabe 1))
- Informationen zu GEBAH und zum Vertrieb unter: Grundwasser Consulting Ingenieurgesellschaft GmbH (https://gci-kw.de/)
- Veröffentlichung D. Brose: BGB Ausgabe 1/2 2017: GEBAH – Eine Software für die konzentrationsunabhängige Früherkennung von Salzwasserintrusionen in Süßwasserführende Grundwasserleiter und Oberflächengewässer https://lbgr.brandenburg.de/sixcms/media.php/9/BGB_1-2_2017.pdf
Weitere Informationen zum Genesemodell:
- Veröffentlichung B. Rechlin: BGB Ausgabe 1/1997: Zur Veröffentlichung des Hydrogeochemischen Genesemodells der Wässer in den Grundwasserleiterkomplexen des Landes Brandenburg (mittelbrandenburgischer Raum, stand April 1997)* (https://lbgr.brandenburg.de/sixcms/media.php/9/BGB-1_97_Rechlin_67-71.pdf BGB von 1997 Ausgabe 1))
- Informationen zu GEBAH und zum Vertrieb unter: Grundwasser Consulting Ingenieurgesellschaft GmbH (https://gci-kw.de/)
- Veröffentlichung D. Brose: BGB Ausgabe 1/2 2017: GEBAH – Eine Software für die konzentrationsunabhängige Früherkennung von Salzwasserintrusionen in Süßwasserführende Grundwasserleiter und Oberflächengewässer https://lbgr.brandenburg.de/sixcms/media.php/9/BGB_1-2_2017.pdf
Hydrogeologische Kartierung
Mit der hydrogeologischen Kartierung des Landes stellt das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe grundlegende zusammengefasste Informationen über den hydrogeologischen Aufbau des Untergrundes bis zur Rupeloberkante bereit. Sie werden einerseits von Ingenieurunternehmen und Bohrfirmen für Planungsarbeiten zur Nutzung und andererseits von Genehmigungsbehörden zum Schutz des Grundwassers herangezogen. Ein zentrales Anliegen der Hydrogeologischen Kartierung ist neben der modellhaften Darstellung von Tiefenlage und Verbreitung der Grundwasserleiter die Bewertung der Schutzfunktion der Grundwasserüberdeckung der oberflächennahen Grundwasserleiter.
Das Hydrogeologische Kartenwerk aus einer Kombination von Karten und Schichtenschnitten ist in die Hydrogeologische Raumgliederung eingebunden und wird fortlaufend mit hydrogeologischen Themen, wie zum Beispiel der Standortkarte artesisch gespannter Grundwasserleiter erweitert. Die hydrogeologische Kartierung und Grundwasserverhältnisse sind über den Webservice des LBGR https://geo.brandenburg.de/?page=Hydrogeologische-Karten verfügbar. Beschreibungen der Bestandteile der Kartierung sind im GeoPortal LBGR Brandenburg unter „Erläuterungen/Legenden“ aufgeführt: https://geo.brandenburg.de/?page=Hydrogeologie&views=Erl%C3%A4uterungen-%2F-Legenden.
Hydrogeologische Kartierung
Mit der hydrogeologischen Kartierung des Landes stellt das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe grundlegende zusammengefasste Informationen über den hydrogeologischen Aufbau des Untergrundes bis zur Rupeloberkante bereit. Sie werden einerseits von Ingenieurunternehmen und Bohrfirmen für Planungsarbeiten zur Nutzung und andererseits von Genehmigungsbehörden zum Schutz des Grundwassers herangezogen. Ein zentrales Anliegen der Hydrogeologischen Kartierung ist neben der modellhaften Darstellung von Tiefenlage und Verbreitung der Grundwasserleiter die Bewertung der Schutzfunktion der Grundwasserüberdeckung der oberflächennahen Grundwasserleiter.
Das Hydrogeologische Kartenwerk aus einer Kombination von Karten und Schichtenschnitten ist in die Hydrogeologische Raumgliederung eingebunden und wird fortlaufend mit hydrogeologischen Themen, wie zum Beispiel der Standortkarte artesisch gespannter Grundwasserleiter erweitert. Die hydrogeologische Kartierung und Grundwasserverhältnisse sind über den Webservice des LBGR https://geo.brandenburg.de/?page=Hydrogeologische-Karten verfügbar. Beschreibungen der Bestandteile der Kartierung sind im GeoPortal LBGR Brandenburg unter „Erläuterungen/Legenden“ aufgeführt: https://geo.brandenburg.de/?page=Hydrogeologie&views=Erl%C3%A4uterungen-%2F-Legenden.
Kontakt
Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg
Bereich Hydrogeologie
Inselstraße 26
03046 Cottbus
Hydrogeologie@lbgr.brandenburg.de
Kontakt
Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg
Bereich Hydrogeologie
Inselstraße 26
03046 Cottbus
Hydrogeologie@lbgr.brandenburg.de