Hydrogeologie der nichtverkarstungsfähigen Festgesteine

Die Hydrogeologie der nichtverkarstungsfahigen, d. h. vor all em der nichtkarbonatischen oder gering karbonatischen Festgesteine hat bisher nicht geniigend Beachtung gefunden. Sie hat noch keine zusammenfassende Dar stellung ihrer besonderen Probleme und deren Bedeutung in cler Grundwasser erkundung und -gewinnung, in Grundwasserhaushaltsfragen, in vie1en inter disziplinaren Wissenschaftsgebieten - z. B. in der Umweltforschung - sowie in unterschiedlichen, besonders bautechnischen Anwendungsbereichen erfahren. Vielfaltig sind dagegen die Bemiihungen der Geologen und Hydrologen bisher gewesen, die Wasserfiihrung der Lockergesteine zu erkunden, in der Literatur zu beschreiben oder in Vortragen bei speziellen Symposien oder Tagungen darzustellen. Auch verkarstungsfahige Festgesteine sind in den letzten Jahren zunehmend Gegenstand von Forschungen und Vortragsveranstaltungen sowie zusammenfassender Darstellungen gewesen. Der Hydrogeologie nichtkarbonatischer Festgesteine wird erst in den letzten Jahren mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Ihr sind speziell auch einige internationale wissenschaftliche Tagungen gewidmet worden, so: 1965 ein Symposium (organisiert von UNESCO, zusammen mit AIHS, FAO und AIH 1) in Dubrovnik (Jugoslawien) unter dem Thema: "Hydrologie des roches fissurees", 1972 ein Symposium (der IAEG 2) in Stuttgart unter dem Thema: "Percolation through fissured rocks", 1974 ein Symposium (von Servo geo!. Esp. und UNESCO) in Lanzarote (Kanarische Inseln) iiber: "Hidrologia de terrenos volcanicos".

Inhalt

1. Zur Einführung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Anwendungsbereiche und Bedeutung für die Praxis.- 2. Hohlräume im nichtkarbonatischen Festgestein und im Gebirge.- 2.1 Allgemeines.- 2.2 Poren im Gestein.- 2.2.1 Definitionen.- 2.2.2 Porenraum von mittel- und grobklastisdien Festgesteinen.- 2.2.3 Porenraum von tonigen Festgesteinen.- 2.2.4 Porenraum von Tuffgesteinen, pyroklastischen und Lavagesteinen.- 2.2.5 Porenraum in plutonischen, vulkanischen und metamorphen Gesteinen.- 2.3 Fugen (Trennfugen) im Gebirge.- 2.3.1 Schichtfugen.- 2.3.2 Klüfte.- 2.3.3 Schieferungsfugen.- 2.3.4 Scherfugen.- 2.3.5 Störungen.- 2.4 Hohlungen in festen und halbfesten Gesteinen.- Literatur.- 3. Grundlagen zur hydrogeologisdien Beurteilung nichtkarbonatischer Festgesteine.- 3.1 Der Aquifer im festen Gebirge.- 3.2 Allgemeines zur Gesteins- und Gebirgsdurchlässigkeit.- 3.3 Porendurchlässigkeit bei Festgesteinen (Permeabilitat).- 3.4 Fugendurdilässigkeit des aus nicht verkarstungsfahigen Festgesteinen aufgebauten Gebirges.- 3.4.1 Strömung in Klüften und Störungen.- 3.4.2 Geologische und hydrogeologische Erkundung zur groben Abschätzung der Wegsamkeit des Gebirges.- 3.4.3 Pumpversuche zur Bestimmung der Gebirgsdurchlässigkeit.- Pumpversuche mit stationären Bedingungen.- Pumpversuche mit nichtstationären Bedingungen.- 3.4.4 Vergleiche der Gesteinsdurdilässigkeiten mit Pumpergebnissen.- 3.4.5 Weitere Methoden zur Abschätzung der Gebirgsdurchlässigkeit.- 3.4.5.1 Auffüllversuche bei Bohrlöchern.- 3.4.5.2 Geophysikalische Transmissivitätsmessungen mit Hilfe des Einschwingverfahrensfür den Grundwasserspiegel in Brunnen bei Festgesteinen.- 3.4.5.3 Flußmesser (flowmeter)-Messungen in Bohrlöchern.- 3.4.5.4 Färbe-, Salzungs- und Isotopenimpfversuche sowie Temperaturmessungen.- 3.4.5.5 Auswertung von Grundwasserhöhengleichen-Plänen.- 3.4.5.6 Auswertung von Korngrößenuntersuchungen.- 3.5 Grundwasserabfluß und -erneuerung und ihr Bezug zum geologischen und lithologischen Aufbau des Gebirges.- 3.5.1 Grundwasserhaushalt Abtrennung des Grundwasserabflusses.- 3.5.2 Trockenwetterabflußkurve und ihre Beziehung zu den geologischen Verhältnissen.- 3.5.3 Ermittlung von Gebieten erhöhter Grundwasserspende aus Niedrigwasserabflüssen in lithologisch einförmigen Gebieten.- 3.6 Zur Chemie des Grundwassers in Festgesteinen.- 3.6.1 Grundwasserbesdiaffenheit in magmatischen Gesteinen und Metamorphiten.- 3.6.2 Grundwasserbesdiaffenheit in konsolidierten, niditkarbonatischen Sedimentgesteinen.- 3.6.3 Widitige gelöste Bestandteile im Grundwasser von Festgesteinen.- Schwermetalle.- Barium und Strontium.- Lithium.- Brom und Jod.- Fluor und Bor.- Chlor.- Literatur.- 4. Berechnungsgrundlagen und Rechenverfahren für Wasserströmung in Trennfugen.- 4.1 Problemstellung.- 4.2 Berechnungsgrundlagen.- 4.3 Berechnungsverfahren.- Literatur.- 5. Grundwasservorkommen und Wassergewinnung in verschiedenartigen Gesteinsbereichen und ausgewählten Grundwasserlandschaften.- Vorbemerkung.- 5.1 Magmatite des kristallinen Grundgebirges.- 5.1.1 Fennoskandia.- 5.1.2 Böhmisdie Masse (mit einem Beitrag von R. Hohl).- 5.1.3 Sonstige Kristallingebiete im westeuropäisdien Raum (mit einem Beitrag von R. Hohl).- 5.1.4 Kristallingebiete in Afrika, Nord- und Südamerika.- 5 1.5 Zusammenfassung der Erfahrungen für den Bereich der Magmatite.- a) Gewinnbare Wassermengen.- b) Wasserqualität.- c) Wasserbedarfsdeckung.- d) Maßnahmen zur Erkundung und Gewinnung.- Literatur.- 5.2 Metamorphite (Gneise, Glimmerschiefer, Phyllite (mit Beiträgen von R. Hohl).- Gneise.- Glimmerschiefer und Phyllite.- Literatur.- 5.3 Niditkarbonatische Gesteine des gefalteten Palaozoikums in Europa (Quarzite, Sandsteine, Konglomerate, Grauwacken, Siltsteine, Tonsteine, Diabase, Schalsteine, Keratophyre und Tuffe).- 5.3.1 Rheinisches Sdiiefergebirge.- Quarzite.- Sandsteine, Grauwacken und Misdigesteine.- Siltsteine, Tonsteine und Misdigesteine in gebänderter oder flasriger Art.- Diabase, Schalstein und Roteisenstein.- Zusammenfassender Überblick.- 5.3.2 Harz (R. Hohl).- 5.3.3 Vogtländisch-Thüringisdies Schiefergebirge.- 5.3.4 Zusammenfassung von Erfahrungen bei gefalteten Gesteinen des Variszisdien Gebirges (Kap. 5.3.15.3.3).- Literatur.- 5.3.5 Klastische Gesteine des gefalteten Teils der Subvariszischen Saumsenke, am Beispiel des Steinkohlenreviers der Ruhr (Wechselfolgen von Sandsteinen, Siltsteinen und Tonsteinen).- 5.3.5.1 Hydrogeologischer Überblick über das Ruhrkarbon und sein Deckgebirge.- 5.3.5.2 Hydrogeologische Verhaltnisse im Oberkarbon des Ruhrgebietes.- 5.3.5.3 Zur bergbaulichen Wasserwirtschaft im Ruhrgebiet.- 5.3.5.4 Gewinnung von nutzbarem Grundwasser außerhalb der Grubenbereiche und Beseitigung von Abwässern.- Literatur.- 5.3.6 Vergleiche mit anderen gefalteten Teilen der Subvariszischen Saumsenke.- 5.3.6.1 Aachen-Erkelenzer Steinkohlenrevier.- 5.3.6.2 Steinkohlenrevier von Ibbenbüren.- Literatur.- 5.3.7 Zusammenfassung von Erfahrungen in gefalteten Schichtfolgen der Subvariszischen Saumsenke (Kap. 5.3.55.3.6).- 5.4 Klastische Gesteine des ungefalteten Paläozoikums in den europäischen Tafelgebieten (ohne Rotliegendes).- 5.4.1 Ungefaltete Vorland-Sedimente des variszischen Gebirges zwischen Ruhrgebiet und Nordsee (ohne Rotliegendes).- 5.4.2 Baltischer Schild in der Umgebung der Baltischen Syneklise.- 5.4.3 Baltischer Schild in der nordlichen Umrahmung des Moskauer Beckens.- 5.4.4 Böhmen.- 5.4.5 Hinweise auf ungefaltetes Palaozoikum in anderen Teilen der Erde.- 5.4.6 Zusammenfassung für den Bereich des ungefalteten Palaözoikums.- Literatur.- 5.5 Das Molassestockwerk des palaözoischen Gebirges (Oberkarbon und Rotliegendes).- 5.5.1 Allgemeines (R. Hohl und H. Karrenberg).- 5.5.2 Hydrogeologische Verhältnisse der permosilesischen Sedimente im sächsischthüringischen Raum (R. Hohl).- 5.5.3 Hydrogeologische Verhältnisse der Vulkanitkomplexe des Molasse-Stockwerkes in Thüringen und Sachsen (R. Hohl).- 5.5.4 Zur Hydrogeologie der Sedimente und Vulkanite des Saar-Wetterau-Werra-Troges.- 5.5.5 Zur Hydrogeologie der Ablagerungen im Rotliegendbecken des nördlichen Mitteleuropa.- 5.5.6 Zusammenfassung einiger Erfahrungen fiir den Bereich der Rotliegend- Sedimente und -Vulkanite.- Literatur.- 5.6 Sandsteine des Mesozoikums.- 5.6.1 Sandsteine der Trias.- 5.6.1.1 Buntsandstein in Deutschland.- Geologischer Überblick.- Hydrogeologischer Überblick.- Grundwasserneubildung.- Grundwasserbeschaffenheit.- Grundwassergewinnung und -nutzung.- 5.6…