Abschätzung der Subsidenz im Einflussbereich Geothermischer Anlagen

Kurzfassung

Zur Beurteilung der Betriebssicherheit und Umweltverträglichkeit Geothermischer Anlagen ist die Abschätzung möglicherweise auftretender Subsidenz als Folge der Nutzung unabdingbar. In dieser Studie wurde die mögliche Subsidenz untersucht, die bei der geothermischen Nutzung eines Modell-Sandsteinaquifers unter Verwendung einer Förder- und Injektionsbohrung auftreten kann. Für diese Aufgabe wurde das Strömungssimulationsprogramm MODFLOW ( Harbaugh & McDonald 1996) mit dem zugehörigen Interbed-Storage-Package ( Leake & Prudic 1991) verwendet.

Parameterstudien eines typischen norddeutschen geothermischen Aquifers haben gezeigt, dass die hydraulischen Kennwerte der setzungsempfindlichen Tonstein-Schicht für die Absolutwerte der Subsidenz einen geringen Einfluss haben. Im Gegensatz dazu sind die hydraulischen Kennwerte des geothermisch genutzten Sandstein-Grundwasserleiters für die Subsidenz, die vor allem in der Tonsteinschicht auftritt, von entscheidender Bedeutung.

Die Studie zeigt, dass Subsidenzerscheinungen in keinem Fall Werte im Meterbereich erreichen. Es ergibt sich eine Subsidenz im Zentimeterbereich (2–3 cm) sowohl für den Bereich der Produktions- als auch der Injektionsbohrung. Die Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit Geländebeobachtungen.

Abstract

The estimate of possibly occurring subsidence within the vicinity of geothermal heating plants is indispensable for the judgement of their operational safety and environmental impact. In this study exploitation of a sandstone aquifer using a production and re-injection well was examined with the groundwater simulation program MODFLOW ( Harbaugh & McDonald 1996) and the accompanying Interbed-Storage-Package ( Leake & Prudic 1991).

Parameter studies of a typical northern German geothermal aquifer showed that the hydraulic characteristics of the clay stone layer, which is sensitive to subsidence, have little influence on the absolute values of the subsidence. In contrast thereto, the hydraulic characteristics of the geothermally used sandstone layer have great impact on the subsidence.

Subsidence will be on no account within the magnitude of meters, but most likely in the range of centimeters (2–3 cm), for both the production and the re-injection well. The results are in agreement with field observations.