Original paper

Hydraulische und hydrogeochemische Felduntersuchungen in klüftigen Tonsteinen für die geplante Sicherung einer Sonderabfalldeponie

[Hydraulic and Hydrogeological Field Studies in Fissured Claystones as a Planning Aid for Safety Measures at an Industrial Waste Dump]

Gronemeier, Klaus; Hamer, Hanjo; Maier, Joachim

Kurzfassung

Zur Planung von Sicherungsmaßnahmen für die SAD Münchehagen wurde ein hydrogeologisches Erkundungsprogramm unter Einsatz moderner Bohrlochmeßtechniken durchgeführt. Es wurden zahlreiche Aufschlußbohrungen bis max. 90 m Tiefe abgeteuft. Ziel war die Messung geohydraulischer Parameter im Hinblick auf untergrundhydraulische Strömungssysteme und -pfade sowie die Klärung der hydrogeochemischen Situation vor dem Hintergrund z.T. ungewöhnlicher standortspezifischer geogener Hintergrundwerte. Anhand geophysikalischer Bohrlochmessungen mittels spezifischer Meßverfahren konnte das Trennflächeninventar quantifiziert und in seiner Raumlage beschrieben werden. Nachfolgend durchgeführtes Fluid-Logging zur Messung physikochemischer Grundwasserparameter führte zum Erkennen der für die Wasserwegsamkeit relevanten Trennflächenrichtungen. Die Anwendung hydraulischer Gestängetests mit Einzel- und Doppelpackern sowohl in offenen als auch in ausgebauten Bohrlöchern gestattete die exakte Bestimmung hydraulischer Systemeigenschaften und Kenngrößen bei ggf. gleichzeitiger Entnahme zonierter Wasserproben. Die Bohrlochmessungen und Grundwasseranalysen in einem überwiegend gering wasserwegigen Kluftgestein (kf ~ 10-6 m/s) definierten die Tiefenlagen der angetroffenen Ca-HCO3, Na-HCO3 und Na-Cl-Grundwasserkörper sowie die Deponiebeeinflussung des Grundwassers durch Sulfatüberprägung und den Übergang der Ca- und Na-HCO3-Wässer in einen Ca-Cl-Typ. Westlich und südlich der Deponie wurden durch die Bohrungen und Bohrlochmessungen ca. N--S und E--W streichende, steil einfallende Störungszonen (kf ~ max. 10-5 m/s) erkannt, die gleichzeitig Aufstiegszonen salinarer Tiefenwässer darstellen.

Abstract

An intensive Programme of hydrogeological investigations was carried out to determine the actions necessary for securing an old industrial waste dump. To this end modern borehole measurement techniques were used. A large number of investigatory boreholes were drilled up to 90 m depth to measure the geohydraulic parameters and the flowpaths governing the Underground flow system at a geologically unusual site. A borehole televiewer was used continually to identify joint planes. Subsequent fluid logging tests made principally to determine the spatial variations in physical and chemical properties of the groundwater, further revealed the waterbearing fissures and their orientation. The use of hydraulic drill-stem testing, with single and with double packers, in both open and completed holes enabled the simultaneous determination of the hydraulic system parameters and collection of the necessary water samples. The borehole measurements and groundwater analyses from the rather impermeable fractured formation (kf ~ 10-6 m/s) led to a plausible model of the hydrochemical Situation with Ca-HCO3, Na-HCO3 and Na-Cl-groundwater zones, influences of SO4 from the deposit and a Variation from Ca- and Na-HCO3-groundwater to Ca-Cl-types. Steep permeable fissured zones were regestered next to the western and southern edges of the waste site (kf ~ 10-5 m/s). They strike N--S resp. W--E. The act as a "natural sub-surface drainage" system as well as a flowpath for ascending salt water from greater depths.

Keywords

Waste disposal (Münchehagen)claystonessiltstonesValanginianjointsfaultswell loggingsamplingpump testshydraulicspermeabilitygroundwaterhydrochemistrysalt water North German HillsLower Saxony TK 25: Nr. 3521