Exploration des Untergrundes mittles einer Kombination von Magnetik-, ERT-, TEM- und CSRMT Daten auf der Deponie Weidenpesch in Köln

• Antragsteller: Professor Dr. Bülent Tezkan
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528467239

Die geophysikalische Charakterisierung von Deponien ist ein wichtiges Verfahren in der Standortsanierung. Heutzutage hat der Einsatz zerstörungsfreier und nicht-invasiver geophysikalischer Techniken, die auf die Erkennung des Abfallkörpers und die Abbildung von Kontaminationsfahnen gerichtet sind, deutlich zugenommen. Auf der Deponie Weidenpesch nordwestlich von Köln wurden magnetische, ERT-, TEM- und CSRMT-Daten im Rahmen des DFG-Projektes TE 170/21-1 gemessen. Die Messungen wurden aufgrund der Reisebeschränkungen während der Covid-19-Epidemie und der Entscheidung, die im ursprünglichen Plan ausgewählte, zu untersuchende Deponie in Russland zu ändern, um mehrere Monate (ca. 9 Monate) verzögert. Dies beeinflusste das Erreichen der geplanten Ziele innerhalb der anberaumten Zeit. Durch die integrierte Auswertung von Magnetik-, ERT- und TEM-Daten konnten wir erfolgreich die Geometrie des Abfallkörpers der Deponie Weidenpesch bestimmen. Außerdem wurden die Orte, an denen magnetische und nichtmagnetische Materialien deponiert wurden, klar abgegrenzt. Die verschiedenen Techniken, die zur Bestimmung der horizontalen Grenzen der Deponie verwendet wurden, zeigten ein gutes Maß an Übereinstimmung. Die Ergebnisse zeigen, dass die abgeladenen Materialien im Gegensatz zu der hochohmigen, kiesigen Sandschicht niedrige Widerstandswerte aufweisen, was es einfacher macht, den Abfallkörper abzubilden. Unter Verwendung von ERT- und TEM-Daten wurde in großen Tiefen eine interessante, sehr leitfähige Schicht (weniger als 5 Ω.m) dedektiert. Diese Schicht wurde, basierend auf den verfügbaren Bohrloch- und geologischen Informationen, als Braunkohleschicht interpretiert. Sie befindet sich in einer Tiefe von 20-25 m, allerdings konnte ihre Unterkante nicht bestimmt werden. Der spez. Widerstand dieser Schicht konnte nicht aufgelöst werden. Das vorgeschlagene Projekt (Dauer 6 Monate) konzentriert sich auf die Detektion der Unterkante der Kohleschicht mit größeren Senderschleifen als die verwendeten, wobei acht TEM-Stationen mit Sendergrößen von 50 m × 50 m oder sogar 80 m × 80 m innerhalb und außerhalb der Deponie geplant sind. Darüber hinaus wird eine 2D/3D-Modellierung von TEM-Daten durchgeführt, wobei die von den neu aufgebauten TEM-Stationen erhaltenen Daten in die Modellierungsstudie integriert werden. Modellierungserbegnisse der CSRMT und Magnetikdaten werden für die 2D/3D Modellierung der TEM-Daten berücksichtigt. Dabei kommen der Finite-Elemente-Algorithmus CustTEM und der bekannte Finite-Differenzen-Algorithmus SLDMem3t zum Einsatz. Schließlich wird die Kombination der Erkenntnisse aus den verschiedenen verwendeten geophysikalischen Techniken dazu beitragen, die Abbildung des Abfallkörpers zu verbessern und potenzielle Schadstofffahnen genauer zu verfolgen. Daher wird diese Strategie bei der Risikobewertung und dem Bau des endgültigen Modells der Deponie sehr nützlich sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen