Salzwassermonitoring-System SAMOS

Geoelektrische Kartierungen und Sondierungen an der Erdoberfläche können häufig geringmächtige Schichten nicht mit der erforderlichen Genauigkeit auflösen. Oft verhindern gut leitende Zwischenschichten den „Blick“ auf die elektrischen Eigenschaften der darunter liegenden Schichten. In solchen Fällen, besonders im Sedimentbereich, können Vertikalelektrodenstrecken eine große Hilfe sein und kleine Änderungen in der Leitfähigkeit des Porenfluids kontinuierlich überwachen.

Das Salzwasser-Monitoring-System SAMOS wurde zur Erkundung und Beobachtung von Gefährdungen durch Salzwasser (z.B. Salzwasserintrusionen) entwickelt. Es basiert auf der Gleichstromgeoelektrik und besteht aus einer vertikalen Elektrodenstrecke, die fest in eine Bohrung eingebaut wird, und einem automatisch messenden System an der Erdoberfläche. Prototypen des Systems wurden 2009 in den beiden Wassergewinnungsgebieten auf der Nordseeinsel Borkum installiert.

Die Vertikalelektrodenstrecken auf Borkum wurden in den Bohrungen CLIWAT 1 und CLIWAT 2 in den Übergangsbereich zwischen der Süßwasserlinse und den salzwasserführenden Schichten in Tiefen zwischen 44 m und 65 m eingebaut. Auf beiden Strecken erfolgen seitdem mehrmals am Tag gleichstromgeoelektrische Multielektrodenmessungen mit einem automatisch messenden System an der Erdoberfläche. Die Messungen erfolgen derzeit in Wenner-Elektrodenanordnung (Elektrodenabstand: minimal 0.25 m, maximal 6.25 m) mit dem Messsystem 4point light 10W. Die Messwerte werden nach Abschluss der Messungen per Fernübertragung in das LIAG gesendet. Die Stromversorgung der autark arbeitenden Messanlage erfolgt über Akkus, die mit einem Photovoltaik-Panel gepuffert werden.

In einzelnen Tiefen (z.B. in 55.125 m Tiefe auf CLIWAT 2) sind zwischen 2011 und 2017 deutliche Änderungen im spezifischen elektrischen Widerstand zu beobachten. Die saisonalen Veränderungen können auf unterschiedliche Förderraten in dem benachbarten Grundwasserförderbrunnen und unterschiedliche Grundwasserneubildungsraten zurückgeführt werden.

Ansprechpartner

Michael Grinat

+49 511 643-3493

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