AP 3.4

Unmittelbare und mittelbare Auswirkung des Baus und Betriebs von oberflächennahen geothermischen Anlagen und deren Monitoring; Änderung des Strömungs- und Transportregimes, Gefährdungen des Grundwassers durch Leckagen und Interaktion mit Altlasten

 

Aufbauend auf die in AP 1.2 entwickelten geologischen Typ-Situationen für oberflächennahe Grundwasserleiter wird in diesem AP der Einfluss der Wärmeeinspeicherung auf Grundwasserströmung und Transport anhand von virtuellen Szenariensimulationen untersucht. Dazu werden Nutzungsszenarien definiert und numerisch in realistischen Geometrien und Parametrisierungen ausgeführt. Die Untersuchungen umfassen dabei die Aspekte Parameteränderung durch lokale Temperaturdifferenzen, Änderung des Fließregimes aufgrund von erhöhten oder erniedrigten Temperaturen, Induzierung verstärkter geochemischer Reaktionen durch Temperaturerhöhung und Veränderung des mechanischen Verhaltens von Böden bei starken Temperaturänderungen. Weiterhin sollen Szenarien zur Interaktion von Altlasten bzw. Schadensfällen im Untergrund mit geothermischen Eingriffen untersucht werden, die zu verstärkter Mobilisierung von Schadstoffen und verstärkten Austrag aus der Quellzone (Schadensherdemissionen) und somit zu einer geänderten Fahnenentwicklung führen können. Daran schließen sich Simulationen zur Quantifizierung geänderter mikrobieller Aktivität aufgrund erhöhter bzw. zeitlich schwankender Temperaturen an, in denen die Wachstumsdynamik von Mikroorganismen in ihrer zeitlichen und räumlichen Ausprägung untersucht wird.

An den Arbeiten in AP 3.4 sind die Arbeitsgruppen Angewandte Geologie (CAU) und Geohydromodellierung (CAU) beteiligt. Die Durchführung der Szenariensimulationen erfordert einen um die Einflüsse der Temperatur auf die genannten Prozesse erweiterten Rechencode, der durch die Arbeiten  in AP 2.4  zur Verfügung gestellt wird. Zur Parametrisierung der Szenariensimulationen dienen u.A. die experimentellen Arbeiten der AP 1.6, AP 1.8 und AP 1.9 . Die Ergebnisse der Szenariensimulationen dienen schließlich der Erstellung eines Leitfadens zur oberflächennahen Wärmespeicherung in AP 4.4.