Ein geothermisches 3-D Modell für Hamburg und Umgebung
Temperaturvorhersagen bis in 6 km Tiefe
Im Auftrag des geologischen Dienstes der Hansestadt Hamburg wurde ein numerisches 3-D Modell entwickelt, um
das geothermische Potential für den Untergrund abzuschätzen. Grundlage des Modells war ein geologisches
3-D Strukturmodell, welches seitens des geologischen Dienstes Schleswig-Holsteins zur Verfügung gestellt wurde. Ziel war
es, das ungestörte Temperaturfeld unter Berücksichtigung
der tektonischen Situation, speziell der Salzstöcke, zu simulieren.
Das geologische
Modell repräsentiert alle wichtigen stratigraphischen Einheiten bis
zum Rotliegenden einschließlich vorhandener geologischer Strukturen. Das entsprechende numerische Modell erfasst ein Gebiet von 35 km x 28 km und reicht bis in eine Tiefe von 6 km. Bedingt durch die zu erwartenden Kontraste der Wärmeleitfähigkeit im Untergrund musste mit lokal stark variierenden Temperaturgradienten gerechnet werden. Um diese so gut wie möglich vorherzusagen, wurden die thermischen Eigenschaften des Untergrundes, speziell die Wärmeleitfähigkeit, bestmöglich definiert. Hierzu wurden existierende Altbohrungen untersucht, um in Kombination mit existierenden Daten aus benachbarten Gebieten des Norddeutschen Beckens zu
repräsentativen Kennwerten für die thermischen Eigenschaften zu gelangen. Das Modell wurde zudem mit vorhandenen Temperaturdaten aus
Bohrungen kalibriert. Die numerischen Berechnungen zeigen den großen Einfluss der Salzstöcke auf das Temperaturfeld im Raum
Hamburg. In einer Tiefe von 3,5 km können horizontale Temperaturunterschiede von mehr als 35 °C auftreten.
Das Ergebnis ist ein dreidimensionaler Modellraum, der für jede Lokation, für beliebige
Tiefenlagen, Profilschnitte und stratigraphische Horizonte Temperaturangaben liefert. Damit wird ein Werkzeug zur Planung
tiefer geothermischer Anlagen für die Hansestadt Hamburg und Umgebung bereitgestellt.
Das Modell liefert die Basis für weitere Reservoirmodelle, mit denen für einen Zielhorizont das Langzeitverhalten z.B. einer
geothermischen Dublette simuliert werden kann.
Auskünfte zu den
Modellergebnissen
können bei der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt (U), Geologisches
Landesamt Hamburg erfragt werden. Weiterführende
Informationen finden in unserem Vortrag
auf der GEOtherm 2011 und im
Artikel des bbr Jahresmagazins 12 /2010.