Arbeitsweise

Entnahme von Wasserproben aus einer Grundwassermessstelle und Messung von Geländeparametern (zum Beispiel Temperatur, pH-Wert, Sauerstoffgehalt) mit Feldmessgeräten am Laborbus

Erster Schritt und wesentlicher Bestandteil der hydrogeologischen Kartierung ist die Zusammenstellung vorhandener topografischer, geologischer und hydrogeologischer Informationen. Diese Bestandsaufnahme umfasst nicht nur die Sammlung von Daten, sondern auch deren Prüfung und Erfassung nach einheitlichen Kriterien in Datenbanken. Grundlagen für die hydrogeologische Kartierung bilden Archive und Datenbanken, Karten, Pläne und digitale Flächendaten sowie regionale Fachliteratur und hydrogeologische Gutachten. Vorauswertungen dieser Informationen geben einen ersten Überblick über den hydrogeologischen Kenntnisstand im Arbeitsgebiet.

Gelände- und Laborarbeiten

Markierungsversuch an einer Grundwassermessstelle

Feldarbeiten und anschließende Laborarbeiten dienen der Überprüfung, Aktualisierung und Ergänzung des vorhandenen Datenbestands. Damit werden bei der Datenrecherche festgestellte Lücken so weit wie möglich geschlossen. Zu den Feldarbeiten gehören insbesondere die Kartierung von Grundwasseraufschlüssen (Quellen, Grundwassermessstellen, Brunnen), Messungen von Quellschüttungen und Grundwasserständen sowie physikalische und chemische Vor-Ort-Untersuchungen mit Wasserprobennahme für Analytik im Labor. Diese Standard-Feldarbeiten können bedarfsweise durch speziellere Untersuchungen wie Abflussmessungen an Oberflächengewässern und Grundwasser-Markierungsversuche ergänzt werden. Weiterhin werden in Gebieten geringer Informationsdichte und zur Erkundung besonders auffälliger oder außergewöhnlicher Phänomene Forschungsbohrungen niedergebracht.

Auswertungen

Bei der Geländeaufnahme werden neben den klassischen Grundwasseraufschlüssen Quellen, Brunnen und Grundwassermessstellen zahlreiche weitere hydrogeologisch relevante Objekte erfasst bzw. überprüft und klassifiziert, zum Beispiel Dolinen, Bachschwinden, Grundwasserblänken und Trockentäler. Die Erhebungen umfassen dabei nicht nur den räumlichen Bezug der Objekte (Koordinaten, Geometrien), sondern vor allem auch deren Eigenschaften (Attribute) als Grundlage raumbezogener Interpolationen und zur Klassifizierung der Objekte. Diese Klassifizierung der hydrogeologischen Objekte nach ihren "unveränderlichen" Eigenschaften (Stammdaten), bei Punktdaten zum Beispiel nach Art und Nutzung sowie physikalisch-chemischem Typus der Wässer, dient zum einen der Zuweisung zu Objektklassen für die Speicherung in Datenbanken, zum anderen der standardisierten Darstellung der Objekte in hydrogeologischen Karten mittels definierter Symbole und Kennzahlen.

Voraussetzung für eine synoptische Darstellung aller gewonnenen Daten ist die Regionalisierung von Parametern. -Grundwasserhöhengleichen zum Beispiel werden aus punktuell erhobenen Wasserstandsmessungen konstruiert. Lokale Durchlässigkeits-Untersuchungen (Pump- und Auffüllversuche, Korngrößenanalysen u.a.) werden mit geologischen Informationen korreliert und daraus hydrogeologische Einheiten abgeleitet. Durch Auswertung von Niederschlags- und Verdunstungsdaten, Trockenwetter-Abflussmessungen etc. können mittels verschiedener Näherungen die Grundwasserneubildungsraten regionalisiert werden. Aus der Verschneidung zweier oder mehrerer Ebenen mit flächigen Verteilungen lassen sich weitere flächenhafte Informationen erzeugen: Grundwasserflurabstände zum Beispiel werden durch subtraktive Verschneidung von Grundwasseroberfläche und Geländeoberfläche berechnet. Räumliche Interpolationen und Verschneidungen werden heute generell digital mittels Geografischer Informationssysteme (GIS) durchgeführt.

Aussagen zur Grundwasserbewegung (Dynamik) und zur Beschaffenheit des Grundwassers sind integrale Bestandteile der hydrogeologischen Kartierung. Die Darstellung der Grundwasserbewegung erfolgt in der Regel durch Beschreibung der Grundwasseroberfläche mittels Isolinien (Grundwasserhöhengleichen), die durch Interpolation punktuell erhobener Grundwasserstände konstruiert werden. Dabei wird meist auf vorhandene Daten und Messreihen zurückgegriffen. Umfangreiche Grundwasserstands-Messkampagnen oder Stichtagsmessungen werden nur zur Schließung großer räumlicher Lücken oder bei inkonsistenten Datensätzen durchgeführt.

Untersuchungen der Grundwasserbeschaffenheit dagegen gehören zum Standardprogramm der hydrogeologischen Kartierung. Aus der Kenntnis des Grundwasserchemismus sind Folgerungen über die charakteristischen geogenen Eigenschaften und die Herkunft des Grundwassers zu ziehen. Seine Verwendbarkeit zur Trinkwasserversorgung, in der Industrie und zu balneologischen Zwecken sowie über mögliche Umwelteinflüsse ergeben sich hieraus. Der Großteil der Wasseranalytik wird im Labor vorgenommen. Einige Messungen müssen aber bereits bei der Probenahme erfolgen, da bestimmte Parameter (zum Beispiel Temperatur, Sauerstoffgehalt) der nachträglichen Veränderung beim Transport etc. unterliegen.