Original paper

Feld- und Modelltechniken zur Ausweisung von Grundwasserschutzgebieten

[Field and Model Investigations for the Delineation of Groundwater Protection Zones]

Hofmann, Bernd; Teutsch, Georg; Behrens, Horst

Kurzfassung

Das Wasserschutzgebietskonzept mit den Zonen I bis III b hat sich in der Praxis insgesamt bewährt. Dennoch hat in manchen Gebieten die Kontamination von Wasserversorgungsbrunnen durch punktförmigen und flächigen Eintrag von Schadstoffen zugenommen. Daher ist die Weiterentwicklung und Bewertung geeigneter Feld- und Modelltechniken mit dem Ziel ,Grundwasserschutzgebiete zuverlässig auszuweisen, dringend erforderlich. In diesem Beitrag wird eine kombinierte Vorgehensweise beschrieben, die beim Einsatz von Feld- und Modelltechniken die Frage des geeigneten Erkundungsmaßstabs besonders berücksichtigt. In einem Fallbeispiel wird der Einsatz unterschiedlicher Feld- und Modelltechniken zur Ausweisung eines Wassersicherstellungsgebiets im Rheintal dargestellt. Ziel der Untersuchung war die Vorhersage der zu erwartenden Grundwasserabsenkungen für das geplante Wasserwerk sowie die Bestimmung der 50-Tage Linie (Zone II). Zur Erkundung der Aquiferparameter im lokalen Bereich wurden umfangreiche Erkundungsmaßnahmen durchgeführt. Zur Berechnung der zu erwartenden Absenkungen der Grundwasserstände, sowie der 50-Tage Linie wurde ein zweidimensionales regionales Strömungsmodell mit einem dreidimensionalen lokalen Strömungs- und Transportmodell gekoppelt. Zur Validierung der mit den erkundeten hydrogeologischen Parametern berechneten 50-Tage Linie wurde ein kombinierter Markierungsversuch durchgeführt.

Abstract

Wellhead protection in most European countries, including the Federal Republic of Germany is based on the concept of protection zones. This concept is generally accepted in practice. Even though, contamination of production wells by point or areal sources has increased in several regions. Therefore, improved field and model investigation methods are required for the accurate delineation of groundwater protection zones. This paper presents a combined approach for wellhead protection, which is based on the combination of field and model investigation methods according to their specific detection length scale. The presented case study refers to the delineation of groundwater protection zones for a planned water works in the Rhine valley near the city of Karlsruhe. The objective of the project was the prediction of the groundwater level decline and the delineation of the 50-days travel time contour (Zone II) for the anticipated water works. To determine the local hydraulic aquifer parameters, intensive fieldinvestigations were carried out. For the prediction of groundwater level decline and the delineation of the 50-day travel time contour a twodimensional regional groundwater flow model was linked to a three-dimensional local flow and transport model. Furthermore a tracer test was carried out to validate the 50-day travel time contour as calculated on the base of the investigated hydraulic aquifer parameters.

Keywords

Groundwater protection zonesevaluationfield investigationstheoretical modelstracerpump testparticle-size distributionwell logging Upper Rhine Valley (south of Karlsruhe)Baden-Württemberg TK 25: Nr. 70157016