Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entscheidungshilfen zur Planung von Sanierungsmaßnahmen im Staßfurter Kalialtbergbaugebiet

27.05.2002


Sanierungsmaßnahmen sind dringend erforderlich. Bloß welche, das ist die Frage, denn die Salzlösungsprozesse im unzugänglichen Untergrund sind unklar. Fraglich ist, wo und in welchem Ausmaß sich seit der Flutung Wegsamkeiten und Hohlräume gebildet haben. Wie also effiziente und nachhaltige Sanierungsmaßnahmen festlegen? Anregungen dazu liefern Clausthaler und Hamburger Wissenschaftler, die in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Vorhaben derzeit für einen ausgewählten Teilbereich ein Modell des Salzlösungsprozesses erstellen.

Im Raum Staßfurt sind die Spätfolgen des um 1972 eingestellten und gefluteten Kalibergbaus allgegenwärtig. Durch unkontrollierte Salzlösungsprozesse im Untergrund vergrößern sich die solegefüllten Hohlräume. An der Tagesoberfläche kommt es zu großflächig auftretenden Senkungen und Tagesbrüchen. Der letzte große kraterförmige Tagesbruch erfolgte im Jahr 1998 mit einem Durchmesser von rund 30 Meter in der Nähe eines Gewerbegebietes.

Das Dilemma wird an folgender Wirkungskette deutlich: Die Tagesoberfläche liegt aufgrund der Senkungen inzwischen unterhalb des eigentlichen Grundwasserspiegels. Dieser Senkungsbereich muss im Stadtgebiet trocken gehalten werden. Insbesondere dort, wo sich unbestimmte, teils als giftig vermutete, industrielle und militärische Altlasten befinden. Es müssen daher täglich rund 1.000 qm3 Grundwasser gehoben werden, wobei dieses salzhaltige Wasser die Oberflächengewässer belastet. Problematisch ist außerdem, dass frisches Grundwasser in die Hohlräume nachströmt. Dies wirkt auf den Salzlösungsprozess wie ein antreibender Motor.

Sanierungsmaßnahmen sind dringend erforderlich. Bloß welche, das ist die Frage, denn die Salzlösungsprozesse im unzugänglichen Untergrund sind unklar. Fraglich ist, wo und in welchem Ausmaß sich seit der Flutung Wegsamkeiten und Hohlräume gebildet haben. Wie also effiziente und nachhaltige Sanierungsmaßnahmen festlegen? Anregungen dazu liefern Clausthaler und Hamburger Wissenschaftler, die in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Vorhaben derzeit für einen ausgewählten Teilbereich ein Modell des Salzlösungsprozesses erstellen.

Ziel ist die dynamische Modellierung des voranschreitenden Lösungsvorganges. Alle Daten und Methoden werden, basierend auf einer objektorientierten Datenbank und durch dreidimensionale Spline-Technik visualisiert, zu einem Informationssystem zusammengefügt.

Zunächst wird, auf Grundlage von alten Karten des Bergbaus und durch Nutzung von Sondenvermessungen einer Spezialfirma, die vermutete Hohlraumgeometrie eines gefluteten Schachtes modelliert. Der nächste Schritt besteht in der Aufschlüsselung der Wirkungskette von Wasserzufluss, Anlösung des Salzgesteins und Solesättigung. Aufgrund der Komplexität des Vorganges ist eine exakte Berechnung noch nicht möglich. Zusätzlich wird der Modellaufbau durch Informationslücken erschwert. Diese müssen durch z. B. Verfahren der Statistik, der Unschärfe-Logik, und nicht zuletzt Expertenwissen, überbrückt werden.

Eine besondere Anforderung liegt darin, die Vielfalt geochemischer Kennwerte des Gesteins und der Sole zu verwalten und methodisch richtig miteinander zu verknüpfen. Letztendlich sollen thematische und geometrische Kennwerte im Sinn einer Prozesssimulation hinsichtlich ihrer räumlichen und zeitlichen Veränderung variiert werden können.

Aber wie sicher ist die Aussagekraft eines solchen Modells? Hinweise auf die Plausibilität liefern zusätzliche Daten, die an der Tagesoberfläche erhoben werden. Dazu zählen z. B. Senkungsmessungen oder Interpretationen auf Basis von Luftbildern und Satellitenaufnahmen. Erweist sich das erstellte Modell als aussagekräftig, lassen sich anschließend die Auswirkungen geotechnischer Eingriffe, etwa im Bereich der Schächte, durch Veränderung der Randbedingungen und Parameter simulieren. Ziel sind qualitative und quantitative Erkenntnisse über den Aufwand und die Wirkung möglicher Maßnahmen, sowie die Bereitstellung von Argumenten für Fachdiskussionen einzelner Maßnahmen.

An diesem auf zunächst zwei Jahre angelegten Projekt arbeiten am Institut für Geotechnik und Markscheidewesen der TU Clausthal drei Wissenschaftler, die durch den Arbeitsbereich Technische Informatiksysteme der Universität Hamburg, Prof. Dr.-Ing. D.P.F. Möller, unterstützt werden.

Weitere Informationen:
Institut für Geotechnik und Markscheidewesen
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Busch
Erzstraße 18
38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon: 0 5323 72 2076
Fax: 0 5323 72 2479
E-Mail: wolfgang.busch@tu-clausthal.de

Jochen Brinkmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.igmc.tu-clausthal.de/Arbeitsbereich%20MG/homeMG.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Stagnation im tiefen Südpazifik erklärt natürliche CO2-Schwankungen
23.02.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

nachricht Birgt Mikroplastik zusätzliche Gefahren durch Besiedlung mit schädlichen Bakterien?
21.02.2018 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics