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Hydrogeologie

Die Hydrogeologie (von griechisch ὕδωρ hýdōr ‚Wasser‘ und γῆ gē̂ ‚Erde‘ sowie λόγος lógos ‚Lehre‘) ist die Wissenschaft vom Wasser in der Erdkruste und dessen Wechselwirkungen mit oberirdischen Bedingungen. Als eine angewandte Disziplin der Geologie sind ihre Forschungsgegenstände das Grundwasser und alle Faktoren, die es beeinflussen. Die angrenzende Disziplin der Hydrologie befasst sich mit dem oberirdischen Wasser und dem Wasserkreislauf.

Zur Hydrogeologie gehören die Forschungsbereiche

  • der Geohydraulik, die Bewegungen des Grundwassers erforscht, und
  • der Hydrochemie als Hydrogeochemie, deren Gegenstand die chemische Zusammensetzung des Grundwassers ist.

Zu den wesentlichen Aufgaben der Hydrogeologie zählen:

  • Erkundung von potentiellen Grundwasservorräten
  • Absicherung von Grundwasservorräten in qualitativer und quantitativer Hinsicht
  • Ermittlung der Grundwasserneubildung
  • Grundwassermanagement z. B. durch Ausweisung und Überwachung von Trinkwasserschutzgebieten
  • Sanierung von kontaminiertem Grundwasser
  • Modellierung von Grundwasserströmung und Transport im Grundwasser
  • Hydrogeologische Beratung bei Bauvorhaben (Bemessung von Grundwasserhaltungen)

Grundlage der Hydrogeologie ist die Kenntnis des Aufbaus des Untergrundes. Basis dafür sind geologische Karten, Ergebnisse von Bohrungen und dreidimensionale Modelle des geologischen Untergrundes. Werkzeuge und Methoden zur Erkundung und Überwachung (Monitoring) des Grundwassers sind Fernerkundung (remote sensing), geophysikalische Methoden, Bohrungen, Grundwassermessstellen, Pumpversuche, Laborversuche und die wasserchemische Analytik.

Im Zentrum des hydrogeologischen Interesses steht der Durchlässigkeitsbeiwert (K- oder kf-Wert), der 1856 von Henry Darcy durch empirische Untersuchungen eingeführt wurde. Der kf-Wert dient zur quantitativen Einstufung der Wasserdurchlässigkeit eines Gesteins. Aus dem kf-Wert lassen sich unter Zuhilfenahme anderer Größen weitere hydrogeologisch wichtige Parameter ableiten: die Transmissivität (Profildurchlässigkeit), die Abstandsgeschwindigkeit und transportierte Wassermengen. Zur Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit stehen diverse Methoden zur Verfügung: Auswertung von Kornverteilungskurven, Laborversuchen, Pumpversuchen, Tracerversuchen und numerische Modelle.

Die Relevanz von hydrogeologischen Modellen ist in den letzten Jahren enorm gestiegen. Mittels numerischer Grundwassermodelle lassen sich z. B. hydraulische Maßnahmen oder die Auswirkungen von Gewässerverschmutzungen vorab berechnen.

Bedeutung in der Geothermie

Die Hydrogeologie bestimmt weitgehend die Eigenschaften eines Aquifers resp. eines hydrothermalen  Reservoirs. Die wichtigsten Eigenschaften sind dabei zwar Temperatur und Wasserwegsamkeit, aber auch die Wasserchemie.

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrogeologie

Literatur

Hölting, B.: Einführunge in die allgemeine und angewandte Hydrogeologie. 4. Aufl. Stuttgart : Ferdinand Franke, 1992 

Hölting, B. and Coldewey, W. G: Hydrogeologie. 2nd. Aufl. Heidelberg : Spektrum Akademischer Verlag,, 2009 

Pfleiderer, S., : GeoMol - Geologische 3D-Modellierung des österreichischen Molassebeckens und Anwendungen in der Hydrogeologie und Geothermie im Grenzgebiet von Oberösterreich und Bayern. In: Abhandlungen der Geologischen Bundesanstalt Nummer 80 (2012) 

Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie (TLUG): Geologie und Hydrogeologie im Überblick.. Jena : Digitale Karten (CD - Rom), 2003 

Allen, Diana M.; Bayer, Peter; Ferguson, Grant; Blum, Philipp: Preface: Hydrogeology of shallow thermal systems. In: HYDROGEOLOGY JOURNAL Nummer 22(1) (2014), S. 1–6 

Chiodini, G., Giaquinto, S., Frondini, F., Santucci, A.: Hydrogeochemistry and hydrogeology of the Canino hydrothermal system (Italy. In: Geothermics Nummer 20(5) (1991), S. 329-342 

Davis, S.N. & de Wiest, R.J.M. : Hydrogeology. New York : John Wiley & Sons, 1969 

Domenico, P., A., Schwartz, F., W.: Physical and chemical hydrogeology. 2. Aufl. New York, Chichister, Weinheim, Brisbane, Toronto, Singapore : John Wiley&Sons, 1997 

Ingebritsen, S., Scholl, M.: The hydrogeology of Kilauea volcano. In: Geothermics Nummer 22(4) (August 1993), S. 255-270 

Stober, I. & Bucher, K. : Hydrogeology in Crystalline Rocks. Rotterdam : Kluwer Academic Publishers, 2000 

Wang HF.: Theory of Linear Poroelasticity with Application to Geomechanics and Hydrogeology. Princeton University Press, 2000

Weitere Literatur siehe:

zuletzt bearbeitet Januar 2025, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de