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Strukturerkundung und Parameterermittlung

Seismische Sektion einer Quartären Rinne in Norddeutschland; tonige, grundwasserhemmende Schichten sind braun markiert (LT=Lauenburger Ton, OGT=Oberer Glimmerton, UGT=Unterer Glimerton, HT=Hamburger Ton), OBKS, UBKS = obere und untere Braunkohlensande (wasserleitende Schichten), Q=Quartär, T=Tertiär

Für eine langfristige Nutzung der Grundwasserressourcen ist eine gute Kenntnis der Ausdehnung, der hydraulischen Eigenschaften und des Kontaminationsrisikos der Grundwasserkörper notwendig. Mit den Methoden der angewandten Geophysik steht hierfür eine Palette an Verfahren zur Verfügung, deren Potenzial noch nicht genügend ausgenutzt wird. Insbesondere in der kombinierten und integrierten Interpretation liegt immer noch ein Forschungsbedarf, der in der Verknüpfung der Erkenntnisse aus Geophysik, Hydrologie, Geologie, Geochemie etc. gesteigert wird.

Durch Kontraste in den physikalischen Gesteinseigenschaften lassen sich mit den geophysikalischen Methoden Strukturen abbilden. Änderungen der seismischen Geschwindigkeit und Dichte an einer Schichtgrenze führen z.B. zu einem Impedanzsprung, der Brechung und Reflexion der seismischen Welle verursacht. Mit Reflexionsseimik sind Strukturen bis in große Tiefen abbildbar. Bei den Widerstandsverfahren ist es der elektrische Widerstand, bzw. die elektrische Leitfähigkeit, deren Änderung auf strukturelle Veränderung hinweist. Bei der Gravimetrie werden Dichteunterschiede strukturell modelliert.

Für eine weitere Charakterisierung und Modellierung der Grundwassersysteme sind hydrogeologisch wichtige Parameter wie Porosität, hydraulische Durchlässigkeit oder Speicherkoeffizient notwendig. Porosität, Wassergehalt und Tonanteil sind wiederum verknüpft mit seismischen Geschwindigkeiten, spezifischem elektrischen Widerstand oder Dielektrizitätskonstante. Es besteht die Hoffnung, dass über geophysikalische Messungen laterale Änderungen hydrogeologischer Parameter erfassbar sind. Für absolute Bestimmungen sind Bohrungen und Labormessungen unerlässlich.