22 | 10 | 2019

Horizontierte Grundwasserbeprobung

Die horizontierte Grundwasserbeprobung erlaubt, differenziert nach einzelnen Grundwasserleiterabschnitten, die hydrochemische Charakterisierung des Grundwassers

horizontierte grundwasserbeprobung

Eine horizontierte Grundwasserbeprobung setzt die Kenntniss der Lage von Grundwasserzutritten in die Grundwassermessstelle voraus. Diese kann gegebenenfalls mittles einer Flowmetermessung auch in einer bereits ausgebauten Grundwassermessstelle ermittelt werden.

Bei der horizonteirten Grundwasserbeprobung stehen drei Verfahrensweisen zur Auswahl:

  • Die Schutzbeprobung mit der 3-Pumpen Anordnung
  • Seperate Beprobung von zwei Grundwasserzutritten innerhalb einer Filterstrecke mit einer 2-Pumpenanordnung und einem Packer
  • Packerpumpversuch

Die Schutzbeprobung mit der 3-Pumpen-Anordnung

Oberhalb und unterhalb des zu beprobenden Intervalls werden jeweils eine Unterwassermotorpumpe eingebaut. Innerhalb des vorgesehenen Beprobungsabschnitts wird eine dritte Pumpe platziert. Mit der Aufnahme des Pumpbetriebes entwickelt sich zwischen der ersten und der zweiten sowie zwischen der zweiten und der dritten Pumpe jeweils eine Trennstromlinie, die als Wasserscheide wirkt: Kein Wasserteilchen kann diese Linie überschreiten. 

Die Lage der Trennstromlinie wird durch die Förderratenhöhe der einzelnen Pumpen bestimmt. Wenn man zum Beispiel die obere und untere Pumpe mit einer höheren Förderrate als die mittlere Pumpe betreibt, so rücken die beiden Trennstromlinien zusammen und der Entnahmebereich, aus dem die mittlere Pumpe fördert wird entsprechend schmaler.

Die Pumpentypen und jeweiligen Förderraten werden entsprechend den bekannten hydraulischen Aquiferparametern und der gewünschten Höhe des Probenahmeintervalls gewählt.

Die Grafik zeigt das Prinzip der Pumpenanordnung und die idealisierte Vorstellung von der Entwicklung der Trennstromlinien.

 

beprobungsschema 2pumpenBeprobung von zwei Grundwasserzutritten innerhalb einer Filterstrecke

 

Soll das Grundwasser von zwei Grundwasserzutritten innerhalb einer Filterstrecke einzeln beprobt werden, wird ein 2-Pumpen-System eingesetzt mit dem zum einen die Grundwasserströmung innerhalb der Grundwassermessstelle gezielt gelenkt und zum anderen ein "Beprobungsfenster" geschaffen wird:

Bei der Beprobung des oberen Grundwasserzutrittes lenkt die unterhalb des 2. Grundwasserzutrittes angebrachte Hauptförderpumpe die Grundwasserströmung innerhalb der Grundwassermessstelle nach unten ab. Die unmittelbar unterhalb des zu beprobenden ersten Grundwasserzutrittes eingehängte Probenahmepumpe fördert das aus dem 1. Grundwasserzutritt in die Grundwassermesstelle übertretende Grundwasser.

 

Soll das Grundwasser des zweiten Grundwasserzutrittes beprobt werden, induziert die oberhalb der Grundwasserzutritte eingehängte Hauptförderpumpe einen nach oben gerichteten Grundwasserstrom innerhalb der Grundwassermessstelle. Über die unmittelbar oberhalb des 2. Grundwasserzutritts positionierte Probenahmepumpe  wird das Grundwasser aus dem 2. Grundwasserzutritt entnommen. 

 

Weitere Filterstrecken unterhalb der zu beprobenden Filterstrecke werden mit einem Packer hydraulische ausgesperrt.

 

 

Der Packerpumpversuch 

Zwei Packer oberhalb und unterhalb des zu beprobenden Aquiferabschnitts trennen den zu beprobende vom übrigen Grundwasserleiter ab. Drucksensoren oberhalb, unterhalb und zwischen den Packern geben Auskunft darüber, inwieweit die Packer dicht sitzen und eine Umläufigkeit ausgeschlossen ist. Über die zwischen den Packern sitzende Pumpe wird aus dem abgesperrten Aquiferabschnitt Grundwasser gefördert. Die Probenahme erfolgt nach dreifachem Austausch des abgesperrten Intervallvolumens und Konstanz der Vor-Ort-Parameter.

 

Weitere Ausführungen sind dem Beitrag Packerpumpversuch zu entnehmen.