Geophysikalische Verfahren zur Erkundung und Charakterisierung von Grundwasserleitern in quartären Rinnen

Kurzfassung

Am Beispiel der eiszeitlichen Ellerbeker Rinne werden geophysikalische Verfahren zur Erkundung und Charakterisierung von Grundwasserleitern in Lockersedimenten aufgezeigt. Fünf seismische Profile bilden auf einem 25 km langen Abschnitt der bis über 2 km breiten Rinne deren Form, ihre interne Struktur und ihre Einbettung in das Umgebungsmaterial ab. Mit einer transientelektromagnetischen Messung vom Hubschrauber aus wird eine flächenhafte Verteilung der spezifischen elektrischen Widerstände in bis zu 300 m Tiefe ermittelt. Der Grundwasserleiter in der Rinne lässt sich dabei klar von den tertiären Tonen abgrenzen. Eine gute Übersicht über die Beschaffenheit der Grundwasserdeckschichten liefert bis in 100 m Tiefe schnell und flächendeckend – ebenfalls vom Hubschrauber aus – ein im Frequenzbereich arbeitendes elektromagnetisches Verfahren. Durch die Kombination der Verfahren unter Einbeziehung von Bohrungen und geologischem Fachwissen ergibt sich eine gut abgesicherte Interpretation.

Abstract

Geophysical methods for the investigation and characterization of groundwater resources in porous media are shown using the subglacial Ellerbeker Rinne as an example. Five seismic sections illustrate the shape, internal structure and surrounding hydrostratigraphy of 25 km of this buried valley that, in some places, is more than 2 km wide. Data from the transient electromagnetic airborne survey reveal the distribution of electrical resistivity down to a depth of 300 m. The groundwater-saturated channel in the valley is clearly distinguishable from the Tertiary clays. A good and fast overview on the character of the confining beds down to 100 m depth was provided by the frequency-domain helicopter-borne electromagnetic method. A reliable interpretation was obtained by combining the different methods with borehole information and expert geological knowledge.