Geologie und Geomorphologie des Oberrheingrabens und der Grabenschulter

Karlsruhe und Turmberg

Abb. 6 zeigt einen schematischen Schnitt durch den östlichen Rheingraben bei Karlsruhe mit den Grundwasser-Stockwerken. Über tertiären und altquartären Gesteinen stehen die jungquartären Abfolgen an, die in den letzten 100.000 Jahren während des wechselhaften eiszeitlichen Geschehens in einem ausgedehnten Flußsystem als Kiese, Sande, Schluffe und Tone abgelagert wurden. Insbesondere die Sande und Kiese haben heute große Bedeutung sowohl als Rohstoffe für die Bauindustrie als auch als mächtige Grundwasserspeicher (Aquifere). Es handelt sich hierbei um das Obere Kieslager (OKL) und das Mittlere Kieslager (MKL). Sie stellen das erste und zweite Grundwasserstockwerk dar und bestehen petrographisch im wesentlichen aus Sanden und Kiesen mit wechselnden Mischungsverhältnissen. Zwischen den Kieslagern tritt flächenhaft weit verbreitet der Obere Zwischenhorizont (OZH) auf. Er ist überwiegend fein- bis grobsandig ausgebildet mit wechselnden feinkörnigen Beimengungen; bereichsweise überwiegt auch die Ton- und Schlufffraktion (< 63 Mikrometer). Die Mächtigkeit des OZH schwankt zwischen etwa 2 Meter und über 20 Meter. Der OZH kann aber auch ganz fehlen; dann liegen mehr oder weniger große „Fenster“ vor.

Der OZH ist meist relativ gut durchlässig, insbesondere bei überwiegend sandiger Ausbildung. Wegen der Durchlässigkeitsunterschiede zwischen den Kieslagern und dem OZH von etwa einer bis zwei Zehnerpotenzen (ausgedrückt durch den kf-Wert) kommt es jedoch großflächig zu Druckunterschieden im Untergrund. Diese Potenzialdifferenzen, die meist von unten nach oben gerichtet sind, werden hauptsächlich in Rheinnähe angetroffen, liegen aber aufgrund der vielen „Fenster“ nicht überall vor.

Durchlässigkeitsbeiwert

Der Durchlässigkeitsbeiwert wird auch kf-Wert genannt. Er ist ein Kennwert für die Wasserleitfähigkeit eines Gesteins. Der kf-Wert hängt ab von Dichte, Viskosität und Temperatur des Wassers sowie den Eingenschaften des Gesteins, insbesondere von dessen Poren und Klüften. Der kf-Wert kann durch Pumpversuche bestimmt werden oder nach Erfahrungswerten abgeschätzt werden.
kf-Wert > 10 exp-2 m/s sehr stark durchlässig
kf-Wert 10 exp-4 bis 10 exp-6 m/s durchlässig
kf-Wert < 10 exp-8 m/s sehr schwach durchlässig

Weitere Informationen und Berichte zu früheren Exkursionen finden sich unter Exkursion Schiltach