Dynamische Widerstandstomographie von Soil Aquifer Treatment für verbessertes Management der künstlichen Grundwasseranreicherung in Israel

Die künstliche Grundwasseranreicherung ist eine innovative Methode im Bereich der Speicherung von Wasserressourcen sowie der Klärung von Abwässern, besonders in ariden und semi-ariden Klimazonen. Soil Aquifer Treatment (SAT; als Methode der künstlichen Grundwasseranreicherung) nutzt die ungesättigte Zone zur weiteren Klärung von behandelten Abwässern. Das Shafdan Projekt in Israel ist ein seit über 20 Jahren erfolgreiches Beispiel im Bereich des SAT. Durch Populationswachstum und eine damit einhergehende Zunahme an Abwässern werden die bestehenden Anlagen jedoch mehr und mehr ausgelastet und der Raum für neue Infiltrationsanlagen ist begrenzt. Um die Infiltration effizienter zu gestalten, muss diese (ortsspezifisch) verstanden werden (u.a. bezüglich des Einflusses von Heterogenitäten). Zur Charakterisierung des Untergrundes und zur Beobachtung des Infiltrationsprozesses werden Monitoring mittels dynamischer Widerstandstomographie (time-lapse ERT) sowie Georadar Messungen in Kombination mit klassischen hydrogeologischen Methoden eingesetzt. Dazu wurde ein Infiltrationsbecken der Größe ca. 200 m x 70 m mit insgesamt 288 Elektroden entlang von 3 Profilen (in 75 cm Tiefe) sowie mit 2 Bohrlochpaaren für Bohrloch-Georadar und Bodenfeuchtesensoren ausgestattet. Im Zeitraum von Oktober 2013 bis Januar 2014 wurden mehrmals ERT Messungen während verschiedener Infiltrationsereignisse durchgeführt. Dabei ist deutlich die Änderung des spezifischen elektrischen Widerstandes, hervorgerufen durch den variierenden Wassergehalt in der ungesättigten Zone, in den geoelektrischen Tomogrammen zu erkennen. Mit Hilfe von Probenanalysen und petrophysikalischen Beziehungen sollen die Tomogramme des spezifischen elektrischen Widerstandes in Wassergehalts- Tomogramme überführt werden. Anhand der Daten aus den Bodenfeuchtesensoren im Becken können die Ergebnisse kalibriert werden. Der Test unterschiedlicher Infiltrationsszenarien in Kombination mit hydrologischen Modellen soll helfen, die Effizienz der Infiltration zu steigern und somit die Versickerung von mehr Abwässern zu ermöglichen.