Zu Pumpversuchen in Tiefbrunnen - eine idealisierte Betrachtung für den Buntsandstein der Pfälzer Mulde

Abstract

Der Buntsandstein der Pfälzer Mulde stellt einen der bedeutenden Trinkwassergewinnungsräume in Rheinland-Pfalz dar. Das Grundwasser wurde in den letzten Jahrzehnten in zunehmend größeren Tiefen erschlossen. Die Brunnenbauwerke erreichen Tiefen bis ca. 350 m. Die in den Tiefbrunnen durchgeführten Pumpversuche dienten zunächst der Ermittlung von Brunnen-spezifischen Ergiebigkeiten. Ergebnisse von Beobachtungen an flachen Grundwassermessstellen wurden auch hinsichtlich der vertikalen geohydraulischen Gliederung der Schichtenfolgen interpretiert. Es werden zwei Standorte vorgestellt, an denen Grundwasser des Buntsandstein durch Tiefbrunnen erschlossen wird. Die Beobachtungen und Ergebnisse durchgeführter Pumpversuche werden kurz dargelegt. Anhand eines Konzeptmodells, das hinsichtlich Geometrie und hydraulischer Randbedingungen als stark vereinfachter, aber realitätsnaher Beispielbereich für den Buntsandstein der Pfälzer Mulde angesehen werden kann, wurden die in flachen Grundwassermessstellen theoretisch zu erwartenden Reaktionen bei Pumpversuchen in Tiefbrunnen modellgestützt berechnet. Die Umsetzung erfolgte mit einem finite- Differenzen-Modell. In verschiedenen Rechenläufen wurden die Kenngrößen Durchlässigkeit und Speicherkoeffizient systematisch verändert. Aus den Ergebnissen lassen sich Mindestanforderungen an die Dauer und die Förderraten ableiten, um Informationen über das hydraulische System zu gewinnen. Die Modellergebnisse weisen ferner darauf hin, dass die Beobachtungsergebnisse bei den üblicherweise eingesetzten einfachen Messstellenkonfigurationen nicht geeignet sind, Rückschlüsse auf die vertikale Strukturierung des erschlossenen Grundwasserleitersystems zu ziehen.

Abstract: The Bunter of the Palatinate syncline is one of the important groundwater reservoiresin Rheinland-Pfalz. In the last decades the groundwater has been exploited in increasingly greater depth. Wells reach to about 350 m below surface. Pumping tests in deep wells have been primary realised to derive from productivity parameters. But test results have also been interpreted in terms of the vertical hydraulic structure of the Bunter succession. Two locations characteristic of deep wells will be presented. A short summary is given of the observations und the results of the performed pumping tests. A conceptual model has been created which is thought to be representative of parts of the Palatine Bunter in terms of hydrogeology and geohydraulics. On this base a three-dimensional finite-difference groundwater model was used to calculate the theoretically expected reaction of pumping tests for well-neighboured shallow observation wells. Several runs with systematically variations of conductivity and storage coefficient were done. The results give an idea about the minimum duration and necessary pumping rates to get informations about the hydraulic system. AdditionalIy the model results point out that the examinated observation configuration is not qualified to allow interpretations of the vertical aquifer structure.