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Anbieter: Landesamt für Umwelt Schleswig-Holstein Ergebnistyp: Geodatensatz Alle Einschränkungen löschen
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Hydrothermale Nutzhorizonte des tieferen Untergrund von Schleswig-Holstein

Die Karte "Hydrothermale Nutzhorizonte des tieferen Untergrund von Schleswig-Holstein" enthält Datensätze zur Verbreitung von untersuchungswürdiger Sandstein-Horizonte des Dogger, Buntsandstein und Rhät zur Hydrothermalen Nutzung im tieferen Untergund von Schleswig-Holstein sowie Zusatzinformationen zur Qualität der Datengrundlagen. Sandsteinhorizonte von ausreichender Verbreitung und Mächtigkeit bieten ein großes Potenzial zur hydrothermalen Nutzung. Sowohl die Mächtigkeiten als auch die Porositäten bzw. Permeabilitäten stellen wichtige Kriterien für die Beurteilung der Nutzhorizonte dar. Durch die komplexe geologische Entwicklung in Schleswig-Holstein in Hinblick auf die verschiedenen Ablagerungsbedingungen und diagenetischen Prozesse, die auf die Ablagerungen eingewirkt haben, sind daher nur Teilräume für die hydrothermale Nutzung von Bedeutung. Basierend auf dem anhand von Bohrungen ableitbarem Trend der Porositätsabnahme mit zunehmender Tiefe berücksichtigt diese Darstellung nur die Sandsteinhorizonte von mind. 20 m Mächtigkeit bis zu einer Tiefe von 2500 m unter Gelände. Darunter ist das Risiko Horizonte mit unzureichenden Porositäten und Permeabilitäten anzutreffen deutlich größer. Die Sandstein-Horizongte liegen in verschiedenen Tiefenlagen und können sich in der Karte überlagern. Bereiche in dem die Datenbasis zum tieferen Untergund in Schleswig Holstein besonders gering ist, sind durch eine Punktsignatur kenntlich gemacht. Informationen zu Eigenschaften von tiefen Sandsteinhorizonten, die potentielle hydrothermale Nutzhorizonte darstellen, konnten hier nur aus wenigen z.T. weit von einander entfernt liegenden Bohrungen abgeleitet werden und sind entsprechend unsicher.

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Mittlere Wärmeleitfähigkeiten des Untergrundes für den Tiefenbereich 0-50m

Für die Erstellung der Potentialkarte wurden die Schichtenverzeichnisse von insgesamt 28742 Bohrungen verwendet. Den einzelnen Schichten wurden die oben genannten Wärmeleitfähigkeitswerte für die wassergesättigte und trockene bzw. teilgesättigte Zone unter Berücksichtigung des Grundwasserflurabstandes zugeordnet. Mit Hilfe rechnerischer Verfahren wurden die effektiven Wärmeleitfähigkeitswerte für die Tiefenabschnitte 0m - 50m und 0m - 100m gewichtet ermittelt und zwischen den Bohrungen interpoliert. Die Darstellung der Wärmeleitfähigkeiten erfolgt daher auf zwei Karten. Die verwendeten Werte der Wärmeleitfähigkeiten wurden konservativ angesetzt, um die Gefahr einer Unterdimensionierung von Erdwärmesonden zu vermeiden. Zusätzliche Effekte z.B. durch Grundwasserströmung wurden nicht berücksichtigt. Daher können die aus Geothermal Response Tests abgeleiteten Werte zur Wärmeleitfähigkeit höher liegen.

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Mittlere Wärmeleitfähigkeiten des Untergrundes für den Tiefenbereich 0-100m

Für die Erstellung der Potentialkarte wurden die Schichtenverzeichnisse von insgesamt 28742 Bohrungen verwendet. Den einzelnen Schichten wurden die oben genannten Wärmeleitfähigkeitswerte für die wassergesättigte und trockene bzw. teilgesättigte Zone unter Berücksichtigung des Grundwasserflurabstandes zugeordnet. Mit Hilfe rechnerischer Verfahren wurden die effektiven Wärmeleitfähigkeitswerte für die Tiefenabschnitte 0m - 50m und 0m - 100m gewichtet ermittelt und zwischen den Bohrungen interpoliert. Die Darstellung der Wärmeleitfähigkeiten erfolgt daher auf zwei Karten. Die verwendeten Werte der Wärmeleitfähigkeiten wurden konservativ angesetzt, um die Gefahr einer Unterdimensionierung von Erdwärmesonden zu vermeiden. Zusätzliche Effekte z.B. durch Grundwasserströmung wurden nicht berücksichtigt. Daher können die aus Geothermal Response Tests abgeleiteten Werte zur Wärmeleitfähigkeit höher liegen.

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Potentialgebiete zur Speicherung von Druckluft in Schleswig-Holstein

Die Karte zeigt Potentialgebiete zur Anlage von Druckluftspeichern in Salzskavernen im Schleswig-Holsteinischen Festlandsbereich und die Lage der Salzstrukturen im Untergrund. Zur Abgrenzung von untersuchungswürdigen Horizonten zur Druckluftspeicherung in Salzkavernen diente im Wesentlichen die Tiefenlage des Salzstockdaches (Top der Zechstein- und Rotliegend-Ablagerungen) bis 800 m unter NHN als maximal für die Aussolung von Kavernen vertretbare Tiefe (derzeitiger Kenntnisstand).

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Geologisches 3D Modell - Teilgebietsmodell Geesthacht-Hohenhorn

Der Geologische Dienst SH beschäftigte sich mit der 3D Modellierung und lithologischen Charakterisierung von potenziellen Reservoir- und Barrierekomplexen. Für verschiedene Strukturtypen wurden geologische 3D Modelle des Untergrundes in drei Teilgebieten konstruiert: (1) söhliche Lagerung, (2) Salzstockflanke, Synklinale, Transgressionsstruktur und (3) Antiklinalstruktur. Die Modelle bestehen aus lithostratigraphischen Grenzflächen zwischen der Geländeoberfläche und der Basis des Zechsteins und enthalten je nach Lage Störungsflächen und Hüllflächen von Salzdiapiren. Die Modelle des tieferen Untergrundes werden jeweils ergänzt durch oberflächennahe hydrostratigraphische Modelle. Die Modelle und weitere Parameter stellen realistische virtuelle Fallbeispiele dar, die auf andere Gebiete des NW-Deutschen Beckens übertragbar sind und weiterführenden Studien dienen. Die Daten sind Grundlage für Risikobetrachtungen und wichtiger Bestandteil von Studien zur Untersuchung von Monitoring-Methoden oder numerischen Prozess-Simulationen.

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Geologisches 3D Modell - Teilgebietsmodell Wagrien

Der Geologische Dienst SH beschäftigte sich mit der 3D Modellierung und lithologischen Charakterisierung von potenziellen Reservoir- und Barrierekomplexen. Für verschiedene Strukturtypen wurden geologische 3D Modelle des Untergrundes in drei Teilgebieten konstruiert: (1) söhliche Lagerung, (2) Salzstockflanke, Synklinale, Transgressionsstruktur und (3) Antiklinalstruktur. Die Modelle bestehen aus lithostratigraphischen Grenzflächen zwischen der Geländeoberfläche und der Basis des Zechsteins und enthalten je nach Lage Störungsflächen und Hüllflächen von Salzdiapiren. Die Modelle des tieferen Untergrundes werden jeweils ergänzt durch oberflächennahe hydrostratigraphische Modelle. Die Modelle und weitere Parameter stellen realistische virtuelle Fallbeispiele dar, die auf andere Gebiete des NW-Deutschen Beckens übertragbar sind und weiterführenden Studien dienen. Die Daten sind Grundlage für Risikobetrachtungen und wichtiger Bestandteil von Studien zur Untersuchung von Monitoring-Methoden oder numerischen Prozess-Simulationen.

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Geologisches 3D Modell - Teilgebietsmodell Nusse

Der Geologische Dienst SH beschäftigte sich mit der 3D Modellierung und lithologischen Charakterisierung von potenziellen Reservoir- und Barrierekomplexen. Für verschiedene Strukturtypen wurden geologische 3D Modelle des Untergrundes in drei Teilgebieten konstruiert: (1) söhliche Lagerung, (2) Salzstockflanke, Synklinale, Transgressionsstruktur und (3) Antiklinalstruktur. Die Modelle bestehen aus lithostratigraphischen Grenzflächen zwischen der Geländeoberfläche und der Basis des Zechsteins und enthalten je nach Lage Störungsflächen und Hüllflächen von Salzdiapiren. Die Modelle des tieferen Untergrundes werden jeweils ergänzt durch oberflächennahe hydrostratigraphische Modelle. Die Modelle und weitere Parameter stellen realistische virtuelle Fallbeispiele dar, die auf andere Gebiete des NW-Deutschen Beckens übertragbar sind und weiterführenden Studien dienen. Die Daten sind Grundlage für Risikobetrachtungen und wichtiger Bestandteil von Studien zur Untersuchung von Monitoring-Methoden oder numerischen Prozess-Simulationen.

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Geologisches 3D-Modell - Landesmodell SH 2023

Der Geologische Dienst SH beschäftigt sich mit der Erkundung des tieferen Untergrundes. Zur Landesaufnahme und für Potenzialstudien wurde ein landesweites geologisches 3D-Modell entwickelt, das die Tiefe und Verbreitung von relevanten Formationen des Norddeutschen Beckens zeigt. Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des Projektes Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken - TUNB, das die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Zusammenarbeit mit den Norddeutschen Geologischen Diensten durchführte. Das Modell besteht aus 17 Basisflächen lithostratigraphischer Horizonte zwischen der Basis des Zechsteins und der Geländeroberfläche, Hüllflächen von Salzdiapiren und Störungsflächen. Die Eingangsdaten der Modellierung sind Daten des Geotektonischen Atlas von NW-Deutschlands (Baldschuhn et al. 2001), Bohrungen und seismische Profile der KW-Industrie sowie Bohrungen des Landesarchivs SH.

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Grundwasserkörper

In Schleswig-Holstein gibt es insgesamt 64 Grundwasserkörper, davon sind 55 Grundwasserkörper im Hauptgrundwasserleiter und 9 im tiefen Grundwasserleiter.


Grundwasservorkommen in Schleswig-Holstein

In Schleswig-Holstein füllt das Grundwasser die Hohlräume (Poren) von Grundwasserleitern, die aus sandigem bis kiesigem Material aufgebaut sind. Je nach Überdeckung und Trennung durch bindige, gering wasserdurchlässige Schichten, wie Tone oder Geschiebemergel, sind oft mehrere Grundwasserstockwerke ausgebildet.
Diese liegen im Tiefenbereich zwischen rund 10 m und rund 300 m unter der Geländeoberfläche. Die Grundwasserleitersysteme weisen zum Teil hydraulische Verbindungen untereinander auf.


Grundwasserkörper

Für die Beschreibung und Bewertung der Grundwasserverhältnisse nach den Vorgaben der WRRL wurden die Grundwasservorkommen in Schleswig-Holstein in einzelne Grundwasserkörper gegliedert.
Ein Grundwasserkörper ist ein abgegrenztes Grundwasservolumen innerhalb eines oder mehrerer Grundwasserleiter. Die räumliche Abgrenzung erfolgt nach geologischen und hydraulischen Gesichtspunkten.
Für die Abgrenzung in der Tiefe wurden landesweit 30.000 Bohrungen des Geologischen Landesarchivs ausgewertet.


Grundwasserkörper im Hauptgrundwasserleiter

Als Hauptgrundwasserleiter ist der oberflächennahe, durch zahlreiche Wasserwerke genutzte Grundwasserleiter mit mehreren Metern Mächtigkeit definiert. Dies ist in der Regel ein Grundwasserleiter eiszeitlicher Entstehung. Tiefere Wasserleiter, die hydraulisch mit dem oberen Hauptgrundwasserleiter in Verbindung stehen, werden dem Grundwasserkörper im Hauptgrundwasserleiter zugeordnet.


Tiefe Grundwasserkörper

Der tiefe Grundwasserleiter besteht aus tief im Untergrund lagernden tertiären Sanden. Als tiefe Grundwasserkörper werden nur die Bereiche der tiefen Grundwasserleiter ausgewiesen, die durch tertiäre Tone vollständig abgedeckt sind, hinreichende Ergiebigkeiten aufweisen und zur Trinkwassergewinnung grundsätzlich geeignet sind. Bereiche mit höher mineralisierten Grundwässern, die Salz- oder Brackwasser führen werden nicht als tiefe Grundwasserkörper ausgewiesen.



Gefährdete Grundwasserkörper

In §3 GrwV ist festgelegt, dass ein Grundwasserkörper gefährdet ist, die Ziele der EG-WRRL hinsichtlich des chemischen Zustands zu verfehlen, wenn zu erwarten ist, dass die in Anlage 2 der GrwV aufgeführten oder die gem. § 5 GrwV festgelegten Schwellen­werte überschritten werden.
Bei der Bestandsaufnahme im Jahr 2004 im Rahmen der Wasserrahmenrichtlinie erfolgte die Ersterfassung und Einschätzung des Risi­kos der Grundwasserkörper, den guten Zustand bis 2015 zu verfehlen. In Vorbereitung auf die Bewirtschaftungspläne 2009, 2015 und 2021 wurde die Bestandsaufnahme und Risikoeinschätzung an den neuen Kenntnisstand angepasst.
Die Gefährdungsabschätzung 2019 ergab, dass 25 Grundwasserkörper gefährdet sind, den guten Zustand zu verfehlen. Die Ursache signifi­kanter Belastungen für die Grundwasserkörper sind die diffusen Einträge des Nährstoffs Nitrat ins Grundwasser.

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Potentialgebiete zur Speicherung von Wasserstoff in Schleswig-Holstein

Dargestellt ist die Verbreitung von untersuchungswürdigen Salinar-Gesteinen innerhalb der Salzstockumgrenzung zur Anlage von Wasserstoff-/Erdgas-Speicherkavernen und die maximal vertretbare Tiefe des Salzstockdaches. Die Salzstöcke sind aufgrund ihrer strukturellen Entwicklung intern komplex - aus den Salzgesteinen des Zechstein und des Rotliegend - als Doppelsalinare aufgebaut und weisen in ihren Flankenbereichen Überhänge auf. Zur Abgrenzung von untersuchungswürdigen Horizonten zur Speicherung von Wasserstoff bzw. Erdgas diente im Wesentlichen die Tiefenlage des Salzstockdaches (Top der Zechstein und Rotliegend-Ablagerungen) bis 1300 m u. NHN als maximal für die Aussolung von Kavernen vertretbare Tiefe (derzeitiger Kenntnisstand). Aus Bohrergebnissen lässt sich ableiten, dass lokal aufgrund der Ausbildung von mächtigen Hutgesteinen das solfähige Gestein auch innerhalb der ausgewiesenen Bereiche tiefer als 1300 m unter NHN liegen kann. Eine Nutzung der Flankenbereiche wird aufgrund der zu erwartenden, unterschiedlich ausgebildeten Überhänge nicht möglich sein.

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