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unilogo Universität Stuttgart
Institute of Hydraulic Engineering

Research: VEGAS - Research Facility for Subsurface Remediation

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Kosteneffiziente Messsysteme und Konzepte zur Überwachung oberflächennaher Erdwärmenutzung. Teilprojekt 3 im Projektverbund „geomatrix.bw“
Project manager:Jürgen Braun, Ph.D.
Deputy:Dr.-Ing. Norbert Klaas, M.Sc.
Research assistants:Dipl.-Geophys. Gerhard Bisch
Duration:1.5.2009 - 31.3.2014
Funding:Baden-Württemberg-Programm Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung (BW-Plus)
Project Partners:
  • Zentrum für angewandte Forschung an Fachhochschulen - Nachhaltige Energietechnik - zafh.net
    Hochschule für Technik Stuttgart - Prof. Dr. Ursula Eicker
  • Center for Applied Geoscience - ZAG
    Eberhard Karls Universität Tübingen – Prof. Peter Grathwohl, Dr. Philipp Blum
Comments:

This project is part of the research area:
Measurement techniques and site investigation

Geothermie

Publications: Link

Abstract:

Die Nutzung regenerativer Energien, wie z.B. der Erdwärme, gewinnt immer mehr an Bedeutung. Die dabei entstehende Erwärmung oder Abkühlung des Grundwassers kann zur Änderung der physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Untergrunds sowie den dort ablaufenden Prozessen führen. Um die Chancen der Erdwärmenutzung zu verbessern und das einhergehende Risiko für das Grundwasser zu minimieren, sollen zum einen die nötige Messtechnik und zugehörige Konzepte für die kosteneffiziente Langzeitüberwachung des Untergrundes erarbeitet werden. Zum anderen soll die Basis für ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse geschaffen werden, vor allem um potentielle Beeinträchtigungen der Grundwasserqualität bereits in der Planungsphase von Anlagen fundiert einschätzen zu können.

Die potentiell beeinflussbaren physikalischen Parameter des Grundwassers wie Temperatur und Druck aber auch einige wesentliche geochemische Größen werden in-situ oder über spezielle Probennahmetechniken gemessen. Ausgehend von diesen Daten soll der Einfluss der Erdwärmesonden auf die biochemischen Prozesse im Untergrund abgeleitet und bewertet werden. Dazu gehören vor allem die chemische Beschaffenheit des Wassers, die kleinräumige Dynamik der hydraulischen Verhältnisse und mögliche Auswirkungen auf die mikrobiologische Aktivität. Die räumliche und zeitliche Auflösung wird nach Abstimmung mit den anderen Teilprojekten festgelegt. Die ermittelten Daten werden den Partnern zur Entwicklung und Validierung ihrer numerischen Modelle zur Verfügung gestellt. Damit liefert dieses Projekt eine reale Datengrundlage für das Prozessverständnis und zur Validierung und Verifizierung von Modellrechnungen.

Die im Rahmen des Projektes erarbeiteten Monitoringkonzepte tragen zu einem erweiterten Prozessverständnis für die Einrichtung und Betrieb geothermischer Anlagen bei. Sie sollen dazu beitragen, das potentielle Risiko der Erdwärmenutzung zu minimieren und die Einsatzmöglichkeiten entscheidend zu verbessern. Die Aufgaben des Monitorings umfassen zwei Schwerpunkte: Zum einen soll der Status Quo im Untergrund vor der Inbetriebnahme überprüft und dokumentiert werden. Zum anderen soll die Langzeitüberwachung der Anlage erfolgen, um deren Auswirkungen auf den Untergrund nachzuweisen.

Das Forschungsvorhaben dient dem Erkenntnisgewinn und der Erarbeitung praktisch umsetzbarer Lösungsansätze.