Grundwassermonitoring

Die GCI GmbH führt Ihr Grund­was­ser­moni­toring im Sinne des Arbeits­blattes DVGW W 108 (A) vom Sep­tem­ber 2021 durch, an dessen Ver­fas­sung GCI beteiligt war.

„Das Grundwassermonitoring umfasst über die Grund­wasser­überwachung hinaus die modell­gestützte und prozess­bezogene Inter­pretation bereits fest­ge­stellter sowie die Prognose zukünf­tiger Ände­rungen. Es bein­haltet auch die Identi­fi­zierung von Hand­lungs­bedarf, ist ein fort­lauf­ender Prozess (Planung und Opti­mierung) und unter­liegt damit der konti­nuier­lichen Ver­bes­serung als Element der Steuerung." (Zitat aus Kapitel 3, Begriffe).

Das Grundwasser­monitoring ist Grund­lage für die nach­haltige Bewirt­schaf­tung der Grund­wasser­ressourcen nach Wasser­haus­halts­gesetz (WHG). Wir unter­stützen Sie mit unserem Fach­wissen, die ge­nutzten Grund­wasser­ressourcen auch in Zu­kunft für eine wirt­schaft­liche und nach­haltige Gewin­nung der geneh­migten Ent­nahme­mengen zu sichern.

Wir setzen ad­äquate Software für die Archi­vierung, Aus­wertung und Doku­menta­tion der Daten ein, die teil­weise von GCI entwickelt wird und fach­behördlich aner­kannt ist. Wir unter­stützen Sie bei der Konzi­pierung, Planung und Aus­schrei­bung von Leistungen des Monitorings sowie bei der Laufend­haltung, Plausi­bili­täts­prü­fung und Pflege Ihrer Daten­banken.

 

Leistungen

Messnetzplanung

Konzipierung der Mess­netze ent­sprech­end der Auf­gaben und Ziel­stellung unter Be­rück­sich­tigung be­stehen­der funk­tions­tüch­tiger Mess­stellen. Im Rahmen des Moni­torings haben wir auch die konti­nuier­liche Weiter­ent­wicklung des Mess­netzes im Blick.

Wir nehmen zunächst die hydro­geo­logische sowie die geo­hydrau­lische Analyse des Über­wachungs­raumes vor. Ist die Grund­wasser­beschaff­enheit zu überwachen, werden wir poten­zielle Stoff­ein­träge, Stoff­senken und be­schaf­fen­heits­be­ein­flus­sende Pro­zesse einbeziehen und eine dies­bezügliche Gefähr­dungs- und Be­schaf­fen­heits­ana­lyse durch­führen, sofern sie nicht be­reits vor­liegt (z.B. aus der Risiko­analyse nach TrinkwEGV).

Die räumliche Lage der Grund­wasser­mess­stelle be­stim­men wir in Ab­hän­gig­keit von den Mess­auf­gaben. Soll die Be­schaf­fen­heit unter­sucht werden, sind auch die Aus­bau­tiefe der Mess­stelle, die Fließ­bahnen und Fließ­zeiten zu den Brun­nen be­deutend. Die Vor­warnzeit, die eine Be­schaf­fen­heits­mess­stelle ge­währen sollte, stim­men wir mit dem Auf­trag­geber ab.

Organisation, Durch­führung oder Be­glei­tung von technischen Leistungen
  • Eignungsprüfung, Funktions­be­wer­tung und Instandsetzung von bestehenden Messstellen (DVGW W 129 (A), Eignungsprüfung von Grund­wasser­mess­stel­len)
  • Planung und Fach­bau­über­wachung für Neubau von Grundwasser­messstellen (DVGW W 121 (A), Bau und Ausbau von Grund­wasser­mess­stellen)
  • Stichtagmessung zur Auf­nah­me der Grund­wasser­stände
  • Ermittlung Dichte­korrektur­werte für hoch­salinar be­ein­flus­ste Grund­wasser­messstellen
  • Datenloggereinsatz zur kon­ti­nu­ier­lichen Mes­sung des Was­ser­standes oder anderer Kenn­größen wie Tem­pera­tur und Leit­fähig­keit
  • Planung Grund­wasser­proben­nahme (i.d.R. nach DVGW W 112 (A)); Bestim­mung der Kenn­werte für die Proben­nahme nach Kon­troll­raum­konzept
  • Spezielle Probennahmen für Stick­stoff/Argon- und Tritium/Helium-Unter­suchung
  • Kumulative Proben­gewinnung mit GCI-Rohrpassiv­sammler zur quan­ti­ta­tiven Be­stim­mung der Ziel­para­meter über die Ein­satz­zeit
  • tiefen­orien­tierte Proben­nahme (u.a. mit direct-push-Sondierung) zur Aufnahme der Grund­wasser­beschaf­fenheit über das Profil eines Stand­ortes, kann in größeren zeit­lich­en Ab­stän­den wieder­holt
  • Induktionslog­messung zur Über­wachung der Süß-/Salz­wasser­grenze im Gebirge und der sali­naren Be­ein­flus­sung des Was­sers
  • Analytik nach DVGW W 254 (A) (Grund­sätze der Roh­was­ser­unter­suchung) sowie Non-Target, Multi-Target, Hydro­isotope

Fragen Sie uns bitte an, wenn Sie wei­tere Spezial­leis­tungen be­nöti­gen. Wir kooperieren mit zu­ver­läs­sigen Partnern, wenn wir die Leistung nicht aus eigener Kraft oder mit eigener Tech­nik er­brin­gen kön­nen bzw. wir dazu keine Akkre­di­tierung auf­weisen.

Datenerfassung und Defizitanalyse
  • Erfassung punkt- und flächen­be­zogener Daten in Pro­jekt­daten­banken und GIS-Projekten, u. a. auch große Daten­mengen aus landes­weiten Er­he­bungen
  • Bestandsaufnahme und De­fi­zit­analyse hin­sicht­lich der Eignung vor­liegen­der Daten für die Be­ant­wor­tung der ge­stel­lten Fragen
Plausibilitätsprüfung

Bei der Plausibilitätsprüfung werden Mess­daten, u.a. Wasser­stände und Beschaf­fen­heits­ana­lysen, anhand von Gang­linien­aus­wer­tungen, gegen Beur­teilungs­werte und im Ver­gleich zu den Daten von Referenz­mess­stellen geprüft (z. B. mit Hilfe von statis­tischen Ver­fahren wie Wiener-Mehr­kanal-Filter, Trend­analyse, Faktoren­analyse oder Abstands­maß). Nach der Prüfung liegen vervollständigte, korrigierte und hinsichtlich ihrer Auffälligkeiten kommentierte Messdaten vor.

Mit dem Landesamt für Umwelt (LfU) Branden­burg (GCI-GMS-Nutzer) haben wir ein Plausi­bili­täts-Tool ent­wickelt, das das LfU im Fachbeitrag Nr. 163 beschreibt. Das Tool ist so konzi­piert, dass die Er­geb­nisse der auto­matisch ablaufenden Prüf-Routinen in Textform in ge­sonder­ten Daten­bank­feldern sowohl für die jeweils be­trof­fenen Mess­werte als auch zusam­men­gefasst für die ge­samte Analyse hinter­legt werden.

 

Auswertung, Interpreta­tion und Ab­lei­tung von Maß­nahmen

Die Daten einer aktuellen Mess­kam­pagne werden im Kon­text der Erwar­tungs­werte, die sich aus den be­reits er­ho­benen Daten und den hydro­geo­log­ischen und den wasser­wirt­schaft­lichen Rand­be­din­gungen ab­leiten, aus­ge­wertet.

Die Aus­wer­tung der Hydro­geo­logie erfolgt u.a. mit Hilfe von geo­log­ischen Pro­filen, hydro­geo­lo­gischen Struktur­model­len (auch digital als 3D-Model­le) und geo­lo­gischen Karten­wer­ken. In unseren lang­jähri­gen Moni­toring­projek­ten haben die zu­stän­digen Mit­arbeiter­Innen bereits eine gute Vor­stel­lung vom Unter­grund­aufbau. Diese wird durch neue Bohr­infor­ma­tionen ergänzt.

Die Aus­wer­tung der Hydro­dy­namik (i.d.R. unter Einsatz von Kriging, Kriging mit Exter­ner Drift oder modell­gestützt) führt zu Dar­stel­lungen in Form von Grund­wasser­gleichen, zeit­lichen oder verti­kalen Dif­feren­zen des Grund­wasser­drucks, Flur­ab­stand, Mächtig­keit der un­gesät­tigten Boden­zone und Zeit­reihen des Grund­wasser­standes. Bei hoch salinaren Grund­wasser­mess­stel­len nehmen wir die Kor­rek­tur des Grund­was­ser­drucks auf den Äqui­valent­druck im Süß­wasser vor.

Die Auswertung der hydro­chem­ischen Daten wird unter Berück­sich­tigung zeit­licher und räumvlicher As­pekte, also unter Ein­be­ziehung der Hydro­dy­namik und Be­trachtung der Fließ­wege und Fließ­zeiten vor­gen­om­men. Für die Ana­lyse setzen wir di­verse Tools und Soft­ware­pro­gramvme ein, u.a. zur Gang­linien- und Trend­analyse (statis­tische Auswer­tung mit R-Pro­gramvmen, WRRL-Trend), Analyse der Genese der Wäsvser (GEBAH) und zur stoff­lichen Zu­sam­men­setzung (u.a. PHREEQC). Im GCI-GMS stehen uns automatisierte Berichte für die Darstellung der Daten und für spezielle Auswertung (z.B. Ionenbilanzfehler, Fracht, Spezialdiagramme) zur Ver­fügung.

Lassen sich Abweich­ungen aus dem Ver­gleich der Werte einer Moni­toring­kam­pagne mit den Er­wartungs­werten nicht anhand ver­änder­licher Fak­toren erklären, muss das Prozess­ver­ständnis für den Unter­suchungs­raum hinter­fragt und müssen neue Aspekte, die das System be­ein­flussen kön­nten, eruiert und untersucht werden. GCI wird dazu entsprechende Handlungs­em­pfeh­lungen geben.

Wenn das Monitoring unerwünschte Ent­wick­lungen aufzeigt, sind Maß­nah­men zu er­greifen, welche die Nut­zung der Roh­wasser­ressource ein­schrän­ken oder wirt­schaft­lich auf­wän­diger ge­stalten können. Auch hier unter­breiten wir Vor­schläge.

 

Erfahrungen bei der Beurteilung der Grundwasserbeschaffenheit

Unsere Fachleute verfügen über umfangreiches Know-how, um die Ursachen von Wasserinhaltsstoffen, die das Grundwasser gefährden oder be­ein­flussen, einzugrenzen und die Gefährdung von Rohwasser­fas­sungen bzw. Schutz­gütern abzuschätzen. Besonders her­vor­zu­heben sind unsere Er­fahr­ungen bei der Messung und Überwachung folgender stofflicher Verbindungen, teilweise mit dem GCI-Rohrpassiv­sammler:

  • Ammonium (Klärung, inwieweit hohe Gehalte anthropogen oder geogen salinar verursacht sind)
  • Biozidprodukte
  • BTEX (aromatische Kohlenwasserstoffe Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylole)
  • Chlorid (Klärung, inwieweit hohe Gehalte anthropogen oder geogen salinar verursacht sind)
  • Cyanide gesamt und Cyanide frei
  • DOC / TOC (gelöster organischer Kohlenstoff / gesamter organischer Kohlenstoff)
  • FCKW (fluorierte Kohlenwasserstoffe)
  • Isotope, Stickstoff/Argon
  • LCKW (leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe) u. a. Trichlorethen, Tetrachlorethen, Tetrachlormethan, Trichlormethan, cis-1,2-Dichlorethen, Vinylchlorid, 1,2-Dichlorethan und 2-Chlorethanol
  • MCB (Monochlorbenzol)
  • MKW (Mineralölkohlenwasserstoffe)
  • MTBE (Methyl-tert-butylether)
  • Nitrat
  • NSO-HET (Stickstoff-, Schwefel- und Sauerstoff-Heterozyklen)
  • PAK (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe)
  • PFAS (per- und polyfluorierte Alkylverbindungen)
  • Pharmaka wie Arzneimittel, Röntgenkontrastmittel, Hormone
  • Phosphat
  • Polare Nitroaromaten
  • PSM (Pflanzenschutzmittel) und deren relevanten und nicht relevanten Metaboliten
  • Schwer- und Halbmetalle (u.a. Arsen, Blei, Chrom, Uran, Quecksilber)
  • STV (Sprengstofftypische Verbindungen)
  • Sulfat (Pyritverwitterung in Gegenwart von Nitrat mit Freisetzung von Sulfat und lokal auch Uran)
  • Uran (im Grundwasser gelöst als Uranyl(VI)-Ion)
Optimierung des Monitorings

durch Anpassung des Mess­netzes und des Unter­suchungs­programms hinsichtlich der Mess­stel­len­auswahl, der Be­schaf­fen­heits­pa­ra­meter und der zeit­lichen Ab­stände der Mes­sun­gen unter Berück­sichti­gung des Strömungs­ge­schehens und der Fließzeiten

Optimierung der Grundwasserbewirtschaftung

mit dem Ziel einer wirtschaftlich akzeptablen Nutzung der Grund­was­ser­res­source z. B. auch mit einer möglichst geringen Be­ein­träch­tigung der Roh­wasser­qualität. Wir prüfen Heber­brun­nen­anlagen und mit Pum­pen aus­ge­rüs­tete Brun­nen­fas­sungen. In Ab­hän­gig­keit von der Kom­plex­ität der Ziel- und Auf­ga­ben­stel­lung erfolgt die Unter­suchung modell­ge­stützt.

Bericht und Dokumentation

mit adäquaten fachlichen Darstellungen und Grafiken sowie thematischen Karten. Wir unterstützen Sie auch bei der Erstellung fachbehördlich geforderter Beweissicherungsberichte und Dokumentationen.

 

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Ansprechpartner

  • Florian Jenn, Ressortleitung Grundwassermonitoring
  • Silvia Dinse, Geschäftsführerin

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