HEM-GWM: Kopplung von 3D-Hubschrauberelektromagnetik- und Grundwasser-Modellierung
Land / Region: Deutschland / weltweit
Projektanfang: 01.03.2014
Projektende: 28.02.2019
Projektstand: 01.07.2016
Lösungen praktischer hydrogeologischer Fragestellungen, zu deren Bearbeitung eine Modellierung der Grundwasserbewegung und des Stofftransports notwendig ist, erfordern die naturnahe Kenntnis der hydrogeologischen Strukturen. Neben den klassischen hydrogeologischen und geophysikalischen Verfahren kann insbesondere die Hubschrauberelektromagnetik (HEM) wertvolle Informationen über weite Flächen und die erforderlichen Tiefen liefern. Die aus HEM-Daten abgeleitete elektrische Leitfähigkeit steht in mittelbarem Zusammenhang mit der Beschaffenheit des Grundwassers und der hydrogeologischen Struktur. Zur Verringerung von Mehrdeutigkeiten ist eine Kopplung von geophysikalischer und hydrogeologischer Modellierung notwendig (integrierter-multidisziplinärer Ansatz), die in eine gemeinsame Arbeitsumgebung eingebunden ist, in der nicht nur ein Austausch von Ergebnissen möglich ist, sondern auch eine gemeinsame Modellstruktur genutzt werden kann. Für die Umsetzung müssen zunächst die methodischen Voraussetzungen hierfür geschaffen werden (Nutzung von a-priori-Daten, Schnittstellen und Exportstandards, geostatistische Interpretation). Danach kann die Anwendung am Beispiel der Insel Langeoog, für die über die BGR-Projekte D-AERO und FLIN eine gute Datenbasis vorliegt, durchgeführt werden. In diesem Projekt soll räumliche Erkundung des Erduntergrundes mittels HEM direkt mit der Grundwassermodellierung verknüpfen und somit ein innovatives Interpretationsverfahren entwickelt werden.
Literatur:
Gunnink, J., Bosch, J.H.A., Siemon, B., Roth, B. & Auken, E., 2012. Combining ground-based and airborne EM through Artificial Neural Networks for modelling glacial till under saline groundwater conditions. Hydrol. Earth Syst. Sci., 16, 3061–3074, doi: 10.5194/hess-16-3061-2012.
Gunnink, J.L. & Siemon, B., 2015. Applying airborne electromagnetics in 3D stochastic geohydrological modelling for determining groundwater protection. Near Surface Geophysics, 13, 45–60, doi: 10.3997/1873-0604.2014044.
Feneca Sànchez, M., Gunnink, J.L., van Baaren, E.S., Oude Essink, G.H.P., Siemon, B., Auken, E., Elderhorst, W. & de Louw, P.G.B., 2012. Modelling climate change effects on a Dutch coastal groundwater system using airborne electromagnetic measurements. Hydrol. Earth Syst. Sci., 16, 4499-4516, doi: 10.5194/hess-16-4499-2012.
Siemon, B., Christiansen, A.V. & Auken, E., 2009. A review of helicopter-borne electromagnetic methods for groundwater exploration. Near Surface Geophysics, 7, 629-646, doi: 10.3997/1873-0604.2009043.
Steinmetz, D., Winsemann, J., Brandes, C., Siemon, B., Ullmann, A., Wiederhold, H. & Meyer, U., 2015. Towards an improved geological interpretation of airborne electromagnetic data: a case study from the Cuxhaven tunnel valley and its Neogene host sediments (northwest Germany). Netherlands Journal of Geosciences, 94 (2), 201-227, doi: 10.1017/njg.2014.39.
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