Grundwassermodelle und Untergrundmodelle

Im Auftrag der Internationalen Regierungskommission Alpenrhein (IRKA) wurde das Grundwassermodell Alpenrhein in den Jahren 1997 - 2000  erstellt und kalibriert. In der Zeit von 2002 - 2023 wurde das Modell im Rahmen verschiedener Pflegeaufträge der IRKA oder deren Mitglieder verfeinert, verbessert, erweitert und neu kalibriert sowie für verschiedene Fragestellungen von öffentlichen und privaten Auftraggebern eingesetzt. Das bestehende Grundwassermodell der IRKA deckt das gesamte Alpenrheintal in den Ländern Österreich, Schweiz und Fürstentum Liechtenstein, von Reichenau bis zum Bodensee ab und weist eine Fläche von über 475 Quadratkilometern auf. Innerhalb des Modellgebiets befinden sich insgesamt 73 Gemeinden, davon 10 im Fürstentum Liechtenstein, 25 in Vorarlberg, 14 im Kanton Graubünden und 24 im Kanton St.Gallen.

Beim Grundwassermodell Alpenrhein der IRKA handelt es sich um ein zweidimensionales (2D)-Modell. Der Einsatz eines 2D-Modells eignet sich für die Simulation grossräumiger horizontaler Grundwasserströmungen ohne Transportprozesse in Gebieten, bei denen die horizontale Ausdehnung wesentlich grösser ist als die vertikale Ausdehnung. Dadurch können die vertikalen Strömungen vernachlässigt werden.

Link: Grundwassermodell Alpenrhein; Instationäre Modellierung

Das 2D-Grundwassermodell der IRKA wurde 2022 im Siedlungsgebiet zu einem hydrothermischen 3D-Modell erweitert. Mit dem Modell kann der Einfluss von bestehenden thermischen Grundwassernutzungen auf die Grundwassertemperatur abgebildet werden und es zeigt, wieviel Potenzial für zusätzliche thermische Nutzungen noch besteht. Das Modell umfasst den gesamten Grundwasserstrom des Rheins im Kanton St.Gallen ab der Kantonsgrenze bei Bad Ragaz bis zum Bodensee. Die Ergebnisse sind im kantonalen Geoportal als Karten veröffentlicht:

Geoportal-Karte: Thermische Grundwassernutzung Rheintal: Die Karte zeigt den Einfluss von bestehenden Grundwassernutzungen, Erdwärmesonden und Gebäuden auf die Temperatur des Grundwassers. Die Wärme-und Kältefahnen wurden mit einem 3D-Grundwassermodell berechnet, basierend auf Daten zur Grundwassernutzung mit Stand Januar 2022.

Geoportal-Karte: Potenzial Grundwasserwärmenutzung Rheintal: Die Karte zeigt für ausgewählte Flächen das Potenzial für die Wärmenutzung des Grundwassers. Das Potenzial wurde mit einem 3D-Grundwassermodell berechnet, basierend auf Daten zur Grundwassernutzung vom Januar 2022. Neben dem Potenzial wird die bereits bestehende Wärme-und Kältenutzung sowie das daraus berechnete freie Potenzial für die Wärmenutzung angegeben.

Bericht: Hydrothermische 3D-Modellierung Rheintal

Für das Hochwasserschutzprojekt Alpenrhein (Rhesi) hat die Internationale Rheinregulierung IRR ein projektspezifisches Grundwassermodell erstellen lassen. Das 2-D-Modell deckt die internationale Strecke des Alpenrheins von der Illmündung (gegenüber Rüthi SG) bis zum Bodensee ab. Es wird im Zusammenhang mit dem Rhesi-Projekt für verschiedene Fragestellungen zum Thema Grundwasser verwendet. Beispielsweise ermöglicht das Grundwassermodell, die Auswirkungen jeder denkbaren Ausbauvariante auf die Grundwasserdynymik zu berechnen.

Für das Gebiet des Rheintals zwischen Buchs und Bodensee im Kanton St.Gallen besteht eine digitale Bohrdatenbank, die sämtliche aus Bohrprofilen bekannten geologischen Schichten sowie deren Eigenschaften bezüglich Grundwasserspeicherung beschreibt. Ausgehend von diesen Daten wurde mittels Interpolation der gesamte Lockergesteins-Untergrund hinsichtlich der Durchlässigkeit modelliert. Im Modell sind rund 2'800 Bohrungen und 13'000 Schichten berücksichtigt. Das Modell ist nachführbar und ausbaufähig, die Eingangsdaten und die Modellergebnisse sind visualisierbar und erlauben neben 3D-Visualisierungen den Auszug beliebiger 2D-Schnitte. Es wird für verschiedene Aufgabenbereiche wie Grundwasserbewirtschaftung oder die Beurteilung von Bauvorhaben genutzt.

Ein 3D-Untergrundmodell für den südlichen Teil des St.Galler Rheintals (Buchs bis Bad Ragaz) ist in Erarbeitung.

GeoMol ist ein geologisches 3D-Modell des gesamten Schweizer Mittellandes (Molassebecken), das auch einen Teil des Kantons St.Gallen abdeckt. Es wurde vom Bundesamt für Landestopographie, Abteilung Landesgeologie, mit Partnern im Rahmen des Projekts GeoMol erarbeitet und 2017 veröffentlicht. Das Modell stellt den geologischen Aufbau unter dem dicht besiedelten Mittelland dreidimensional dar. Abgebildet sind zwölf geologische Schichten sowie die wichtigsten Störungszonen. Im untiefen Bereich (bis zu mehreren 100 Metern) wurden geologische Profile und einige Tausend Bohrungen als Grundlagen verwendet. Für den tiefen und volumenmässig grössten Anteil des Modells wurden ungefähr 5000 Kilometer seismische Daten und Daten von mehr als 60 Tiefbohrungen verwendet. Das Modell wird von der Landesgeologie gepflegt, verbessert und kontinuierlich erweitert. Im Jahr 2019 wurde es mit einem 3D-Temperaturmodell erweitert. Das geologische Modell und das Temperaturmodell sind über den GeoMol-Viewer in 3D verfügbar. Für das Temperaturmodell sind in 2D zudem eine Datenübersichtskarte und 12 Temperaturkarten über den Kartenviewer des Bundes verfügbar.

GeoMol wird beispielsweise für das Projekt Cargo-Sous-Terrain (CST) verwendet oder für Geothermieprojekte mit Nutzung des tiefen Untergrunds.

Im Auftrag der Internationalen Regierungskommission Alpenrhein (IRKA) wurde das Grundwassermodell Alpenrhein in den Jahren 1997 - 2000  erstellt und kalibriert. In der Zeit von 2002 - 2023 wurde das Modell im Rahmen verschiedener Pflegeaufträge der IRKA oder deren Mitglieder verfeinert, verbessert, erweitert und neu kalibriert sowie für verschiedene Fragestellungen von öffentlichen und privaten Auftraggebern eingesetzt. Das bestehende Grundwassermodell der IRKA deckt das gesamte Alpenrheintal in den Ländern Österreich, Schweiz und Fürstentum Liechtenstein, von Reichenau bis zum Bodensee ab und weist eine Fläche von über 475 Quadratkilometern auf. Innerhalb des Modellgebiets befinden sich insgesamt 73 Gemeinden, davon 10 im Fürstentum Liechtenstein, 25 in Vorarlberg, 14 im Kanton Graubünden und 24 im Kanton St.Gallen.

Beim Grundwassermodell Alpenrhein der IRKA handelt es sich um ein zweidimensionales (2D)-Modell. Der Einsatz eines 2D-Modells eignet sich für die Simulation grossräumiger horizontaler Grundwasserströmungen ohne Transportprozesse in Gebieten, bei denen die horizontale Ausdehnung wesentlich grösser ist als die vertikale Ausdehnung. Dadurch können die vertikalen Strömungen vernachlässigt werden.

Für das Gebiet des Rheintals zwischen Buchs und Bad Ragaz besteht eine digitale Bohrdatenbank, die sämtliche bekannten geologischen Schichten und deren Durchlässigkeit für Grundwasser beschreibt. Basierend auf diesen Daten ist ein Modell des Lockergesteins-Untergrundes in Erarbeitung, analog zum Modell Rheintal-Nord.

Für das Seeztal ist analog zum Rheintal ein 3D-Untergrundmodell in Erarbeitung. Dazu werden in einem ersten Schritt die vorhandenen Bohrdaten aufbereitet.

Das 2D-Grundwassermodell der IRKA wurde 2022 im Siedlungsgebiet zu einem hydrothermischen 3D-Modell erweitert. Mit dem Modell kann der Einfluss von bestehenden thermischen Grundwassernutzungen auf die Grundwassertemperatur abgebildet werden und es zeigt, wieviel Potenzial für zusätzliche thermische Nutzungen noch besteht. Das Modell umfasst das den gesamten Grundwasserstrom des Rheins ab der Katonsgrenze bei Bad Ragaz bis zum Bodensee. Die Ergebnisse sind im Geoportal als Karten veröffentlicht:

Geoportal-Karte: Thermische Grundwassernutzung Rheintal: Die Karte zeigt den Einfluss von bestehenden Grundwassernutzungen, Erdwärmesonden und Gebäuden auf die Temperatur des Grundwassers. Die Wärme-und Kältefahnen wurden mit einem 3D-Grundwassermodell berechnet, basierend auf Daten zur Grundwassernutzung mit Stand Januar 2022.

Geoportal-Karte: Potenzial Grundwasserwärmenutzung Rheintal: Die Karte zeigt für ausgewählte Flächen das Potenzial für die Wärmenutzung des Grundwassers. Das Potenzial wurde mit einem 3D-Grundwassermodell berechnet, basierend auf Daten zur Grundwassernutzung vom Januar 2022. Neben dem Potenzial wird die bereits bestehende Wärme-und Kältenutzung sowie das daraus berechnete freie Potenzial für die Wärmenutzung angegeben.

Bericht: Hydrothermische 3D-Grundwassermodellierung 

Für Gebiete mit Grundwasservorkommen im Raum Eschenbach-Jona wird analog zum Rheintal ein 3D-Untergrundmodell erarbeitet. Dazu werden in einem ersten Schritt die vorhandenen Bohrdaten aufbereitet.

GeoMol ist ein geologisches 3D-Modell des gesamten Schweizer Mittellandes (Molassebecken), das auch einen Teil des Kantons St.Gallen abdeckt. Es wurde vom Bundesamt für Landestopographie, Abteilung Landesgeologie, mit Partnern im Rahmen des Projekts GeoMol erarbeitet und 2017 veröffentlicht. Das Modell stellt den geologischen Aufbau unter dem dicht besiedelten Mittelland dreidimensional dar. Abgebildet sind zwölf geologische Schichten sowie die wichtigsten Störungszonen. Im untiefen Bereich (bis zu mehreren 100 Metern) wurden geologische Profile und einige Tausend Bohrungen als Grundlagen verwendet. Für den tiefen und volumenmässig grössten Anteil des Modells wurden ungefähr 5000 Kilometer seismische Daten und Daten von mehr als 60 Tiefbohrungen verwendet. Das Modell wird von der Landesgeologie gepflegt, verbessert und kontinuierlich erweitert. Im Jahr 2019 wurde es mit einem 3D-Temperaturmodell erweitert. Das geologische Modell und das Temperaturmodell sind über den GeoMol-Viewer in 3D verfügbar. Für das Temperaturmodell sind in 2D zudem eine Datenübersichtskarte und 12 Temperaturkarten über den Kartenviewer des Bundes verfügbar.

GeoMol wird beispielsweise für das Projekt Cargo-Sous-Terrain (CST) verwendet oder für Geothermieprojekte mit Nutzung des tiefen Untergrunds.

GeoMol ist ein geologisches 3D-Modell des gesamten Schweizer Mittellandes (Molassebecken), das auch einen Teil des Kantons St.Gallen abdeckt. Es wurde vom Bundesamt für Landestopographie, Abteilung Landesgeologie, mit Partnern im Rahmen des Projekts GeoMol erarbeitet und 2017 veröffentlicht. Das Modell stellt den geologischen Aufbau unter dem dicht besiedelten Mittelland dreidimensional dar. Abgebildet sind zwölf geologische Schichten sowie die wichtigsten Störungszonen. Im untiefen Bereich (bis zu mehreren 100 Metern) wurden geologische Profile und einige Tausend Bohrungen als Grundlagen verwendet. Für den tiefen und volumenmässig grössten Anteil des Modells wurden ungefähr 5000 Kilometer seismische Daten und Daten von mehr als 60 Tiefbohrungen verwendet. Das Modell wird von der Landesgeologie gepflegt, verbessert und kontinuierlich erweitert. Im Jahr 2019 wurde es mit einem 3D-Temperaturmodell erweitert. Das geologische Modell und das Temperaturmodell sind über den GeoMol-Viewer in 3D verfügbar. Für das Temperaturmodell sind in 2D zudem eine Datenübersichtskarte und 12 Temperaturkarten über den Kartenviewer des Bundes verfügbar.

GeoMol wird beispielsweise für das Projekt Cargo-Sous-Terrain (CST) verwendet oder für Geothermieprojekte mit Nutzung des tiefen Untergrunds.

Für das Gebiet des unteren Thurtals von Schwarzenbach bis zur Kantonsgrenze in Niederbüren) ist ein 3D-Grundwassermodell in Erarbeitung. In einem ersten Schritt wurden alle Bohrdaten schichtweise aufbereitet. Mit dem Grundwassermodell soll die Bewirtschaftung des Grundwassers optimiert werden. Insbesondere unterstützt das Modell folgende Aufgaben:

• Erkundung des Grundwasservorkommens z.B. bezüglich Volumen, Mächtigkeit, Durchlässigkeit, Grundwassererneuerung
• Evaluation von Ersatzstandorten für Grundwasserfassungen im Hinblick auf das Revitalisierungsprojekt Thur
• Dimensionierung von Zuströmbereichen und Schutzzonen
• Bewirtschaftungsstrategien aufzeigen betreffend Koordination / Konflikten zwischen Trinkwasserbezug, Landwirtschaft, Naturschutz (Revitalisierungsprojekt Thur) und weiteren Themen

GeoMol ist ein geologisches 3D-Modell des gesamten Schweizer Mittellandes (Molassebecken), das auch einen Teil des Kantons St.Gallen abdeckt. Es wurde vom Bundesamt für Landestopographie, Abteilung Landesgeologie, mit Partnern im Rahmen des Projekts GeoMol erarbeitet und 2017 veröffentlicht. Das Modell stellt den geologischen Aufbau unter dem dicht besiedelten Mittelland dreidimensional dar. Abgebildet sind zwölf geologische Schichten sowie die wichtigsten Störungszonen. Im untiefen Bereich (bis zu mehreren 100 Metern) wurden geologische Profile und einige Tausend Bohrungen als Grundlagen verwendet. Für den tiefen und volumenmässig grössten Anteil des Modells wurden ungefähr 5000 Kilometer seismische Daten und Daten von mehr als 60 Tiefbohrungen verwendet. Das Modell wird von der Landesgeologie gepflegt, verbessert und kontinuierlich erweitert. Im Jahr 2019 wurde es mit einem 3D-Temperaturmodell erweitert. Das geologische Modell und das Temperaturmodell sind über den GeoMol-Viewer in 3D verfügbar. Für das Temperaturmodell sind in 2D zudem eine Datenübersichtskarte und 12 Temperaturkarten über den Kartenviewer des Bundes verfügbar.

GeoMol wird beispielsweise für das Projekt Cargo-Sous-Terrain (CST) verwendet oder für Geothermieprojekte mit Nutzung des tiefen Untergrunds.

Im Rahmen eines dreijährigen Projekts (2016 - 2018) liess eine Trägerschaft aus öffentlichen Institutionen ein Regionales Grundwassermodell erarbeiten. Gestützt auf sämtliche vorhandenen Daten wurde ein regionales Untergrund-, Strömungs- und Wärmetransportmodell aufgebaut. Mit dem «Grundwassermodell Gossau – St.Gallen (West)» wurde eine dynamische Planungsgrundlage geschaffen, die eine geordnete Grundwasserbewirtschaftung ermöglicht und als wichtige Grundlage für die künftige Nutzung des Untergrunds dient.

Das untersuchte Grundwasservorkommen erstreckt sich über die gesamte Talebene vom St.Galler Breitfeld bis zum Fluss Glatt bei Chressbrunnen westlich von Gossau. Beim Strömungs- und Wärmetransportmodell handelt es sich um ein numerisches 2D-Modell. 

Zusammenfassung zum Projekt Grundwassermodell Gossau-St.Gallen West

Im Vorfeld der Geothermie-Tiefenbohrung in St.Gallen hat die Stadt im Jahr 2010 seismische Messungen durchgeführt. Mit 37 beteiligten Gemeinden in vier Kantonen und 300 km2 Messgebiet handelte es sich um die bisher grösste 3D-Seismik-Kampagne der Schweiz. Für die Messungen wurden an insgesamt 6300 Punkten Vibrationen angeregt. Resultat der Kampagne war ein 3D-Modell des Untergrundes. Es zeigte, dass in Malm- und Muschelkalk unter der Stadt St.Gallen eine ausgeprägte Störungszone existiert.

GeoMol ist ein geologisches 3D-Modell des gesamten Schweizer Mittellandes (Molassebecken), das auch einen Teil des Kantons St.Gallen abdeckt. Es wurde vom Bundesamt für Landestopographie, Abteilung Landesgeologie, mit Partnern im Rahmen des Projekts GeoMol erarbeitet und 2017 veröffentlicht. Das Modell stellt den geologischen Aufbau unter dem dicht besiedelten Mittelland dreidimensional dar. Abgebildet sind zwölf geologische Schichten sowie die wichtigsten Störungszonen. Im untiefen Bereich (bis zu mehreren 100 Metern) wurden geologische Profile und einige Tausend Bohrungen als Grundlagen verwendet. Für den tiefen und volumenmässig grössten Anteil des Modells wurden ungefähr 5000 Kilometer seismische Daten und Daten von mehr als 60 Tiefbohrungen verwendet. Das Modell wird von der Landesgeologie gepflegt, verbessert und kontinuierlich erweitert. Im Jahr 2019 wurde es mit einem 3D-Temperaturmodell erweitert. Das geologische Modell und das Temperaturmodell sind über den GeoMol-Viewer in 3D verfügbar. Für das Temperaturmodell sind in 2D zudem eine Datenübersichtskarte und 12 Temperaturkarten über den Kartenviewer des Bundes verfügbar.

GeoMol wird beispielsweise für das Projekt Cargo-Sous-Terrain (CST) verwendet oder für Geothermieprojekte mit Nutzung des tiefen Untergrunds.