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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.

Die ersten Prototypen des Systems (CLIWAT 1 und CLIWAT 2) wurden 2009 in den beiden Wassergewinnungsgebieten auf der Nordseeinsel Borkum 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. Als Messsystem wird die 4point light 10W genutzt. 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.

Weiter Systeme wurden in Abickhave (2018) und auf Spiekeroog (2020) installiert.

 

Exemplarische Daten der SAMOS Station CLIWAT 2. Die Messungen erfolgen derzeit in Wenner-Elektrodenanordnung (Elektrodenabstand: minimal 0.25 m, maximal 6.25 m). Gezeigt ist der Elektrodenabstand von 0.25 m und der zeitliche Verlauf der Messungen seit 2011 in der Tiefe von 55.125 m. Deutlich ist vor allem eine jahreszeitliche Veränderung zu erkennen. 

 

Aktuelle Daten aller SAMOS Stationen werden hier dargestellt.

Publikationen

  • Long-time resistivity monitoring of a freshwater/saltwater transition zone using the vertical electrode system SAMOS. - Poster, 25. Salt Water Intrusion Meeting SWIM, 17.-22.6.2018; Gdansk, Polen.
    2018, GRINAT, M., EPPING, D. & MEYER, R.
  • Geoelektrische Langzeitbeobachtungen mit dem Messsystem SAMOS zur Erfassung von Salzwasserintrusionen auf Borkum. - DVGW energie| wasser-praxis 69, 8/2018: 26-29.
    2018, GRINAT, M.
  • Monitoring freshwater-saltwater interfaces with SAMOS - installation effects on data and inversion. - Near Surface Geophysics, 18(4): 369-383.
    2020, RONCZKA, M., GÜNTHER, T., GRINAT, M. & WIEDERHOLD, H.