Grundwasservorkommen

Detektion von Wasservorkommen und -wegigkeiten im Bereich eines Steilhanges

In einem Steilhang im Kanton Aargau, Schweiz, befinden sich zwei Brunnenstuben der Quellen 2 und 3 (Abb. 1), die ihr Wasser aus sandigen Kiesschichten der Niederterrassenschotter beziehen. Da die Quelle 3, die die beste Ergiebigkeit in der Umgebung zeigt, im Zuge von Straßenbaumaßnahmen bakteriell verunreinigt wurde, ist eine Neufassung unumgänglich.

Abb. 1: Lageplan mit Messpunkten und Messprofilen

Die Quellfassung der Quelle 3 befindet sich in einem tiefer liegenden Niveau als die der anderen Quellen. Die Tatsache, dass von der Quelle 3 wesentlich mehr Wasser entnommen werden kann als von den anderen Quellen, ist vermutlich auf das Vorhandensein einer wasserführenden Kiesrinne zurückzuführen. Ziel der geophysikalischen Untersuchungen war es, den Verlauf dieser vermuteten Rinne, die für die geplante Neufassung genutzt werden soll, zu ermitteln.

Zur Lösung der Fragestellung wurden folgende geophysikalische Methoden entlang von vier hangparallelen Profilen angewandt (Abb. 1):

Mit den entsprechenden lokalen geologischen Kenntnissen (z.B. aus Bohrungen) kann aus den Auswertungen der Einzelmessungen ein geologisches Modell entwickelt werden.

Stehen wie im vorliegenden Fall keine Bohrungen für Kalibriermessungen zur Verfügung, so muss mit einem mittleren Fehler von ca. 20 % gerechnet werden. Insbesondere bei Wechselfolgen unterschiedlicher Gesteine wird dann eine Zuordnung der geoelektrischen Messdaten zu den anstehenden Gesteinen außerordentlich schwierig bis unmöglich.

In Abb. 2 sind schematisch sämtliche Einzelergebnisse der Eigenpotential-, Mise-à-la-masse-Messungen sowie der geoelektrischen Widerstandstiefensondierungen dargestellt. Dabei sind Bereiche ausgewiesen worden, die sich in den Daten “rinnenförmig” abzeichnen und in denen aufgrund der Ergebnisse der Widerstandstiefensondierungen mit einem höheren Wasseraufkommen zu rechnen ist. Eine besonders gute Übereinstimmung der Ergebnisse der Eigenpotential- und der Mise-à-la-masse-Messungen liegt im Bereich des Profils 1 zwischen Profilmeter P 1/10 und P1/20 vor.
Auch wenn noch mehrere andere Stellen gefunden wurden, an denen ein wasserführender Bereich angetroffen werden könnte, kommt für eine neue Quellfassung aufgrund der Erreichbarkeit (Bohrgeräte-/ Baumaschineneinsatz) wahrscheinlich nur der oben ge-nannte Bereich zwischen P 1/10 und P 20 in Betracht.

Abb. 2: Lageplan mit interpretierter Wasserwegigkeit

In Abb. 3 sind beispielhaft die Ergebnisse für Profil 1 in Form eines geoelektrisch-geologischen Längsschnitts (in Klammern sind die vermuteten geologischen Schichten angegeben) dargestellt. Im Schnitt ist deutlich eine Rinnenstruktur zwischen Profilmeter 8 und 20 erkennbar. Eine zweite kleinere Rinne um Profilmeter 27 steht wahrscheinlich mit Quelle 2 in Verbindung (siehe auch Abb. 2).

Die von uns vorgeschlagene Bohrung wurde ca. 3 Monate nach den geophysikalischen Messungen bei Profilmeter 15 auf Profil 1 abgeteuft. Die geologische Bohraufnahme ist in Abb. 4 abgebildet.

Abb. 3: Geoelektrisch-geologischer Längsschnitt
Abb. 4: Bohrprofil

Zwischen den Bohrergebnissen und der vorgelegten Interpretation in Form eines geoelektrisch-geologischen Längsschnitts besteht eine sehr gute Übereinstimmung. So ist deutlich zu sehen, dass die Abweichung der Grenze Niederterrassenschotter/Reusstal-Lehm (Rinnensohle) im cm-Bereich liegt. Damit möchten wir jedoch nicht zum Ausdruck bringen, mit der angewandten Methode wäre generell eine so hohe Auflösung zu erzielen (siehe Verfahrensbeschreibung).

Die Unstimmigkeit zwischen dem durch die geophysikalischen Messungen bestimmten und dem in der Bohrung beobachteten Hangwasserspiegel ist einerseits auf den jahres-zeitlichen Einfluss (Messung im Frühwinter, Bohrung während der Schneeschmelze), an-derseits auf den artesischen Charakter des Grundwasserleiters zurückzuführen.

Es zeigte sich, dass die Wassermenge im Bereich der Rinne sowie dessen Qualität die Erwartungen deutlich übertraf.