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Meldung vom: | Verfasser/in: Dr. Robert Lehmann
Zur Original-Meldung
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Teil 1
Klüftiger und poröser Kalkstein der Trochitenkalk-Fm. im Oberen Muschelkalk ist ein guter Grundwasserleiter
Foto: Robert LehmannGrundwasser-)Messstellenbau am Lehrstuhl für Hydrogeologie zeichnet sich durch folgende Kriterien aus:
Repräsentative Lage und Kompartimente:
Messstellen erstrecken sich über das Grundwasserneubildungs- und Entlastungsgebiet und umfassen sowohl die phreatische Zone (permanent gesättigter Grundwasserraum), als auch die Aerationszone. Forschungsmessstellen(-bündel) weisen separate Filterstrecken (Multilevel-Beobachter) auf, zum Monitoring der Grundwasserqualität in verschiedenen Ökosystemkompartimenten und von multidirektionalen FließbewegungenExterner Link.Exploration und Gesteinsprobenahme:
Der Errichtung einer Forschungsmessstelle geht zumeist eine durchgehende Gewinnung von Bohrkernproben voraus. Diese dienen uns für die Untersuchung der unterirdischen Ökosystemkompartimente bezüglich u. a. Hohlraum-/Porenraumarchitektur, reaktiver mineralischer Oberflächen und endolithischer mikrobieller GemeinschaftenExterner Link.
Filterrohr
Foto: Robert LehmannFilterstrecken, die nicht filtern
Prof. Kai Uwe Totsche
Unsere Forschungsmessstellen(bauwerke) zeichnen sich aus durch:
Minimierung von Artefakten für Langzeitmonitoring:
An Bohrungen und Messstellenbau stellen wir hohe Qualitätsanforderungen. So müssen Bohrwerkzeuge und Ausbaumaterialien fremdstoffrei, d.h. gründlich gereinigt (u.a. rostfrei) sein. Als Bohrspülung kommt zumeist Grundwasser aus unseren Messstellen vor Ort zum Einsatz. Die sogenannte Filterstrecke, der perforierte Teil des Brunnenrohres im Bereich des Zielgrundwasserleiters soll im Gegensatz zu herkömmlichen Brunnen oder Messstellen nicht filtern. Hierfür nutzen wir als sogenanntes Filtermaterial grobkörnige Glaskugeln, die geringe Oberflächen und als Ringraumhinterfüllung hohe Durchlässigkeiten bieten – d.h. explizit nicht filtern –, damit das gesamte mobile Inventar (siehe auch Lehmann et al. 2021Externer Link) im Grundwasser, einschließlich Grundwasserfauna beobachtet werden kann.
Grundwasserdatensammler, Datensicherung
Foto: Heiko MinkmarIn situ-Monitoring:
Zum Monitoring der Druckverhältnisse, Untergrundtemperaturen und der physikochemischen Beschaffenheit kommen Pegeldatenlogger und z.T. Multiparametersonden in der Filterstrecke zum Einsatz. Untergrundtemperatur sowie Sauerstoffgehalt, der mittels optischer Sensoren gemessen wird, sind wichtige UmweltracerExterner Link, u. a. zur Untersuchung der hydrogeologischen Konnektivität der Untergrundkompartimente. Im Vollrohrbereich der Messstellen kommen mehrere Porenwasserdrucksensoren zur Beobachtung multidirektionaler FließbewegungenExterner Link zum Einsatz. Siehe Galerie.
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Drehbohrmotor am Seilkernbohrgerät bei bestem Bohrwetter
Foto: Robert Lehmann -
Stratacut-Bohrkrone für Kernbohrung in den Wechsellagerungen des Oberen Muschelkalks
Foto: Robert Lehmann -
Im Scheinwerferlicht des Bohrturms wittert jemand fette Beute
Foto: Robert Lehmann -
Entnahme einer Bohrspülungsprobe
Foto: Heiko Minkmar -
Innenkernrohr zurück übertage
Foto: Robert Lehmann -
Verschließen der Bohrkernprobe im Liner
Foto: Robert Lehmann -
Schicht im Schacht: Prof. Totsche verkündet Endteufe nach Kerninspektion
Foto: Robert Lehmann -
Abtransport der kostbaren Fracht
Foto: Robert Lehmann -
Toni Hofmann öffnet Linerprobe in unserer Feldbasis in Kammerforst
Foto: Robert Lehmann -
Dr. Michaela Aehnelt bei der Kernaufnahme am zeitweilig errichteten Arbeitsplatz
Foto: Robert Lehmann -
Stark alterierte Kalksteinbank der Meißner-Fm.
Foto: Robert Lehmann -
Die hydrogeologische Kernaufnahme umfasst vielfältige Parameter, u.a. Gesteinstyp, Porenklasse, Klufteigenschaften, sedimentäre Strukturen, Verwitterungsphänomene, Munsell-Farben, etc.
Foto: Robert Lehmann -
Mergelige Basis der Trochitenkalkformation
Foto: Robert Lehmann -
Jede Probe erhält ein Schildchen mit Nummer, Tiefe und Kurzbeschreibung
Foto: Robert Lehmann -
Toni Hofmann konserviert Proben umgehend auf Trockeneis
Foto: Robert Lehmann -
Transport und Lagerung bei -80°C konserviert sowohl mikrobiologisches Erbgut für molekularbiologische Analysen als auch den Mineralbestand
Foto: Robert Lehmann
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Das Messteam der LIAG-Sektion Bohrlochgeophysik am Bohrplatz in Kammerforst
Foto: Robert Lehmann -
Carlos Lehne beim Anbringen der großen Umlenkrolle
Foto: Robert Lehmann -
Mit der Spectral-Gamma-Ray-Sonde geht es los ...
Foto: Robert Lehmann -
... gefolgt vom akustischen Borehole-Televiewer
Foto: Robert Lehmann -
Thomas Grelle beim "Fernsehen" mit dem akustischen BHTV
Foto: Robert Lehmann -
Sonde für induzierte Polarisation
Foto: Robert Lehmann -
Alles hat seinen sicheren Platz im Messfahrzeug der LIAG-Sektion für Bohrlochgeophysik
Foto: Robert Lehmann -
Heiko Minkmar unterstützt beim Einbau der langen Sonic-Sonde
Foto: Robert Lehmann -
Austausch zu Messungen in Bohrlöchern und Grundwassermessstellen
Foto: Robert Lehmann -
Nuklear-Magnetische-Resonanz (NMR)-Sonde bereit zur Messung
Foto: Robert Lehmann -
Im Messwagen der LIAG-Sektion Gesteinsphysik & Bohrlochgeophysik erfolgt Messung, Online-Darstellung und Speicherung der geophysikalischen Bohrloch-"Logs"
Foto: Robert Lehmann -
Geschafft! Herzlichen Dank an Thomas Grelle und Carlos Lehne und das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik aus Hannover
Foto: Robert Lehmann
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Filterrohr "am Haken"
Foto: Robert Lehmann -
Filterrohr aus PVC-U mit Zentriervorrichtung und Endkappe
Foto: Robert Lehmann -
Zusammenschrauben der 4 m-Stücke mit druckwasserfester Verbindung
Foto: Robert Lehmann -
Anbringen des Schüttrohres zur Ringraumverfüllung
Foto: Robert Lehmann -
Porenwasserdrucksensor (Schwingsaitendruckaufnehmer)
Foto: Robert Lehmann -
Handhabung von fünf Kabeln der Porenwasserdrucksensoren – mehrere Hände sind klar von Vorteil (der Photograph hat auch geholfen ;-)
Foto: Robert Lehmann -
Porendruckwassersensor auf dem Weg zum Einsatzort
Foto: Robert Lehmann -
Als Ringraumhinterfüllung im Bereich der besonders durchlässig dimensionierten Filterstrecke kommen grobe Glaskugeln für Brunnebau zum Einsatz
Foto: Katharina Lehmann -
Die Glaskugeln bieten u. a. nur geringe Oberflächen und einheitliche stoffliche Zusammensetzung
Foto: Robert Lehmann -
Glaskugeln mit kleineren Durchmessern separieren die Filterstrecke von der mit Zementsuspension hinterfüllten Vollrohrstrecke
Foto: Robert Lehmann -
Einspülen der Glaskugeln über das Schüttrohr in den Ringraum
Foto: Robert Lehmann -
Dr. Katharina Lehmann sichert eine Archivprobe der Ausbaumaterialien
Foto: Robert Lehmann -
Funktionskontrolle der Porenwasserdrucksensoren vor Verpressen der Vollrohrstrecke
Foto: Heiko Minkmar -
Errichten des Abschlussbauwerks
Foto: Robert Lehmann -
Fertige Messstelle mit Datenlogger und Brunnenhaube
Foto: Robert Lehmann -
Fertiggestellte Forschungsmessstelle zwischen Kammerforst und Flarchheim
Foto: Robert Lehmann

