2026_09_29_26A0373_Erkundungskonzept Geothermie_.pdf

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Smoltczyk & Partner GmbH Untere Waldplätze 14 70569 Stuttgart

Ing.-Büro Roth & Partner GmbH Stuttgart, 25.04.2024 Herrn Dipl.-Ing. Helmut Schwarzmüller 1004428-02 Br/ Hans-Sachs-Straße 9 76133 Karlsruhe Dr. Martin Brodbeck brodbeck@smoltczykpartner.de 0711 / 131 64-14

per E-Mail: schwarzmueller@ib-roth.com

23-160Siebeldingen, Geilweilerhof (JKI): Erkundungskonzept Geothermie Ingenieurgeologische Stellungnahme

Sehr geehrter Herr Schwarzmüller,

der Landesbetrieb Liegenschafts- und Baubetreuung (LBB) in Rheinland-Pfalz prüft derzeit die energetische Sanierung des Julius Kühn-Instituts (JKI) in Siebeldingen im Landkreis Südliche Weinstraße (Anlage 1). Eine der Sanierungsvarianten ist die künftige Wärmeversor- gung mittels flacher Geothermie (Erdwärmesonden). Gemäß der vorliegenden Konzeptstu- die "Geothermie" vom 13.02.23 und einem Besprechungsprotokoll vom 18.07.23 des LBB soll ein geologisch-geothermisches Erkundungskonzept erarbeitet werden. Bei dem Erkun- dungskonzept sind insbesondere die geologischen Verhältnisse aus Anhydrit führenden Gipskeuper zu beachten. Mit Ingenieurvertrag vom 14.10.23 haben Sie uns gebeten, ein sol- ches Konzept aufzustellen. Wir führen dazu wie folgt aus:

1 Unterlagen

An Unterlagen erhielten wir von Ihnen mit E-Mails vom 09.08., 10.11.23 und 22.01.24: ▪ Konzeptstudie Geothermie, Julius-Kühn-Institut Rebenzuchtanstalt in 76833 Siebeldin- gen, geoEnergie Konzept, Freiberg, 13.02.23,

Smoltczyk & Partner GmbH Büro Heilbronn Geschäftsführende Gesellschafter: Untere Waldplätze 14 Lindenstraße 16 Dipl.-Geol. Dr. Martin Brodbeck Sachverständige für Geotechnik 70569 Stuttgart 74232 Abstatt Dipl.-Ing. Holger Jud Beratende Ingenieure VBI Tel. 0711 / 131 64-0 Tel. 07062 / 914 23 55 Dr.-Ing. Annette Lächler Beratende Geowissenschaftler BDG Dipl.-Ing. Hartmut Reichenbach Büro Oberschwaben Geschäftsführer:Dr. Ulrich Klotz, M.Sc. Mitglied von www.SmoltczykPartner.de Marsweilerstraße 19 Gesellschafter: Ingenieurkammer BW, post@SmoltczykPartner.de 88255 Baindt Dr.-Ing. Berthold Rilling AIV, ASCE, DGGT, DVGW, FGSV, Amtsgericht Stuttgart HRB 9451 Tel. 0751 / 767 820 98 Dr.-Ing. Thomas Rumpelt IAEG, IGS, ISRM, ISSMGE, ITVA, VDI

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▪ Protokoll zu einem Meeting: Geothermie – Wasserrechtliche Genehmigung Datum: 18.07.2023, 10.00 Uhr Teams, des Landesbetriebs Liegenschafts- und Baubetreuung, er- stellt am/von: 04.08.2023 / Herr Schwarzmüller, ▪ Ausschnitt aus der Topographischen Karte (M 1:25 000), Blatt 6714, des Projektgebietes ▪ Ausschnitt aus der Geologische Karte (M 1:25 000), Blatt 6714, des Projektgebietes, ▪ Auszug aus der Geologischen Karte (M 1:25 000), Blatt 6714, des Projektgebietes, mit handschriftlichen Ergänzungen zur Legende, ▪ einen Link zu Karten zum Thema Oberflächennahe Geothermie vom Landesamt für Geo- logie und Bergbau, Rheinland-Pfalz, ▪ Ausschnitte aus zwei Büchern Ludwig Spuhler: Einführung in die Geologie der Pfalz (Seiten 5, 22, 23, 32, 35, 214, 216, 221, 248, 278, 281 und 299) und Geologie von RLP, Landesamt Geologie RLP (S. 162 bis S. 164, S. 175 bis S. 177 und S. 187), ▪ Georeferenzierte Tagged Image File Format (TIFF) des Projektgebietes in Koordinaten- systemen UTM32 und GK3 jeweils im Maßstab 1:2500 und 1:5000, Geoportal Rheinland- Pfalz, Stand 10.11.23, ▪ Anleitung, Arbeitshilfe und Hinweise für das neue DVGW-Arbeitsblatt W135 „Sanierung und Rückbau von Brunnen, Grundwassermessstellen und Bohrungen“ – Teil 1, 05.2019, ▪ Geotechnische Risiken bei der Herstellung von Erdwärmesonden-Bohrungen: Lösungen durch "Geothermische Kategorien?", 19. Tagung Ingenieurgeologie München 2013, ▪ Angebot der Fa. Handke Brunnenbau GmbH, 04.04.23, ▪ Stratigraphische und tektonische Untersuchungen in der rheinischen Vorbergzone bei Siebeldingen-Frankweiler, Dieter Nottmeyer, 1954, ▪ Auszüge aus der Liegenschaftskarte RLP im Maßstab 1:2500, ▪ E-Mail zu unserem Bohrprogramm vom 19.12.23, Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz, Referat 2.2 (Hydrogeologie), Herrn Dr. F. Bitzer, 09.01.2024, sowie am 12.03.24 ▪ Bohrprofile aus der weiteren Umgebung von Siebeldingen, Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz.

Vom Ingenieurbüro Dinkelmeyer+Hermann GmbH, Sachverständigenbüro für Brunnen und Quellen zur Wassergewinnung, Roßtal, erhielten wir am 12.12.23 per E-Mail ▪ Stellungnahme zu unserem Bohrprogramm (Entwurf) vom 04.12.23.

Für die Angaben zur Qualitätssicherung der Erdwärmesonden stützten wir uns auf folgende Literatur: ▪ Leitlinien Qualitätssicherung Erdwärmesonden (LQS EWS), Stand Dezember 2018, Minis- terium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg.

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2 Lage und Baugrund

Das Julius Kühn-Institut (JKI) ist das Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen in Deutschland. Es gehört als selbständige Bundesoberbehörde zum Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. In Siebeldingen sind das Fachinstitut für Rebenzüchtung und das Fachinstitut für Pflanzenschutz in Obst- und Weinbau am Hofgut Geilweilerhof angesie- delt. Der Geilweilerhof liegt rund 1 km nördlich von Siebeldingen auf einem flach nach Süden einfallenden Hügel. Etwa 500 m südlich des Hofs (Nordgelände) befindet sich die Rebzuchts- tation (Südgelände). Naturräumlich liegt der Geilweilerhof am Westrand des Nördlichen Oberhaardts im Natur- raum Nördliches Oberrheintiefland auf rund 200 mNN bis 205 mNN; die Rebzuchtstation liegt etwas tiefer auf rund 185 mNN. Der örtliche Vorfluter wird von einem etwa 200 m östlich entlang der Landesstraße L508 fließenden kleinen Grabens gebildet. Der Graben entwässert Richtung Süden zur Queich, einem Nebenfluss des Rheins. Sie fließt durch Siebeldingen auf rund 160 mNN und mündet etwa 25 km weiter östlich in den Rhein.

Geologisch gehört das Gebiet um den Geilweilerhof zum Haardtrand, der zwischen dem Oberrheinischen Tiefland im Osten und dem Pfälzer Wald im Westen liegt. Der Haardtrand ist Teil des westlichen, Nordnordost streichenden Grabenrandbereichs des Oberrheingra- bens. Es handelt sich um eine tektonische Bruchzone, die durch mehrere teils flach, teils steilgestellte Schollen gegliedert ist. Im Bereich des Geilerhofs stehen die Schichten des Keupers über denen des Oberen Muschelkalks an. Überdeckt werden die Keuperschichten von Pleistozänen Löss bzw. Lösslehm-Ablagerungen und Terrassenschottern. Nach den uns zur Verfügung gestellten Archivunterlagen, insbesondere der Arbeit von Die- ter Nottmeyer1, der "Geologie von Rheinland-Pfalz"2, den Bohrungen3 aus der näheren Um- gebung und der Geologischen Übersichtskarte kann am Geilweilerhof stark vereinfacht von folgendem Aufbau des Untergrunds ausgegangen werden: ▪ Oberflächennah ist mit jungen,Pleistozäne Ablagerungen aus Löss bzw. Lösslehm sowie Terrassenschottern zu rechnen. Ihre Mächtigkeit wird auf wenige Meter geschätzt. ▪ Darunter folgen die Schichten desMittleren Keupers (km), der in der sog. "Normalfazies" entwickelt ist. Vorwiegend handelt es sich um Ton-, Mergel- und Dolomitstein, mit weni- gen sandigen Lagen. Schichten des Oberen Keupers (Rhätkeuper, k6) und des Steinmer- gelkeupers (kStk, k6/k5, kp4) scheinen ebenfalls nicht mehr vorhanden zu sein. Der Mitt- lere Keuper wird stratigrafisch bei vollständiger Erhaltung (ca. 150 m mächtig) von oben nach unten in folgende Schichten gegliedert:

1 NOTTMEYER,DIETER (1954): Stratigraphische und tektonische Untersuchungen in der rheinischen Vor- bergzone bei Siebeldingen-Frankweiler. – Mitt. Pollichia 2: 36-93; Bad Dürkheim. 2 Geologie von Rheinland-Pfalz, Landesamt für Geologie und Bergbau RLP, Mainz, 2005. 3 insbesondere Bohrung "Landau 1007" (6714-572), östlich des Geilweilerhofs ohne Ansatzhöhe

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Unter dem Steinmergelkeuper stehen die Bunten Mergel (km3, Weser-Formation, kp³, Berg- gypsschichten) an. Sie bestehen überwiegend aus einer intensiv roten Ton- und Mergelstein- serie, in die einzelne härtere, dolomitische Mergelsteinbänke eingeschaltet sind (Haupt- steinmergel, Lehrberg-Bänke). Im höheren Teil treten dünne Sandsteinbänkchen (Kiesels- andsteinletten) mit Steinsalzablagerungen auf. Die Mächtigkeit der Bunten Mergel beträgt vermutlich bis zu rund 25 m. Darunter folgt der eher geringmächtige (ca. 10 m) Schilfsandstein (kmS, km2, Stuttgart-For- mation, kp²). Dabei handelt es sich um einen dünnplattigen, weichen, glimmerreichen, hell- braun-violetten oder grauen Feinsandstein mit rötlichen Lagen und Flecken. Auch grün- graue, rotgefleckte Tonsteinzwischenlagen treten auf. Im Schilfsandstein können erste Gips- und Anhydritlagen auftreten. Die Basis des Mittleren Keupers bildet der Gipskeuper (kmG, km1, Grabfeld-Formation, kp1). Diese wahrscheinlich bis zu 60 m mächtige Folge besteht überwiegend aus buntem (rot, graugrün, braun, violett) Ton- und Mergelstein, in den zahlreiche, bis zu etwa 20 cm mäch- tige Gips- und Anhydritlagen eingeschaltet sind. Die oberen 15 m enthalten dünnplattige, dolomitische Mergelsteinbänke und grauen Tonmergelstein, die die rechtsrheinischen Est- herienschichten vertreten. ▪ DerUntere Keuper (kuL, Lettenkeuper, Erfurt-Formation) ist 18 m bis 25 m mächtig. Er besteht aus einer Wechselfolge aus dunkelgrauen bis schwarzen, glimmer- und pflan- zenresteführenden Tonsteinlagen und harten, grauen Dolomitsteinbänken. Dazwischen sind mehrere sand- und glimmerführende Ton- und Mergelsteinlagen (Lettenkohlen- sandstein, Sandschiefer) eingeschaltet. ▪ Im Liegenden des Unteren Keupers folgen die Schichten desMuschelkalks, der von oben nach unten in den Oberen Muschelkalk, den Mittleren Muschelkalk und den Unteren Muschlkalk unterteilt wird. Insgesamt ist der Muschelkalk 190 m bis 200 m mächtig. Der ungefähr 80 m mächtige Obere Muschelkalk (Hauptmuschelkalk, mo) wird in die oben anstehenden Kalkigen Ceratitenschichten (moKC) und die darunter anstehenden Kalkigen Trochitenschichten (moKT) unterteilt. Es handelt sich um eine überwiegend karbonatische Serie aus Kalkstein- und einzelnen Dolomitsteinbänken. In den Kalkigen Ceratitenschichten sind vermehrt bis zu 60 cm mächtige Tonmergelhorizonte eingeschaltet. Die etwa 17 m bis 20 m mächtigen Kalkigen Trochitenschichten bestehen dagegen fast ausschließlich aus z. T. massig ausgebildeten Kalksteinbänken. Hinweise auf relevante Sulfatgesteinsführung im Oberen Muschelkalk liegen nicht vor. Der Mittlere Muschelkalk (mm) ist ca. 40 m mächtig. Er ist oben aus beigefarbenem oder weißem bis gelblichem Dolomitstein und gelblich-graugrünem Mergelstein aufgebaut. Es handelt sich um die etwa 14 m mächtigen Linguladolomite (mmL). Darunter steht eine Serie aus rötlichbraunem Ton- und Mergelstein an. Aufgrund der Ablagerungsbedingungen

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entstanden im Mittleren Muschelkalk Steinsalz- und Sulfatgesteinlagen, die heute vermut- lich z. T. ausgelaugt sind. Der etwa 65 m mächtige Untere Muschelkalk (mu) besteht im oberen Teil überwiegend aus plattig-knauerigem, hellgrauem bis grauem, kalkig-mergeligem Gestein (Wellenkalke, muWK) und im unteren Teil aus beigem bis grünlichgelbem Dolomit- und Dolomitmergel- stein (Wellendolomite, muWK). Die Schichten des Unteren Muschelkalks werden allerdings für die Planung der flachen Geothermie am Standort Geilweilerhof keine Rolle spielen.

Infolge der Entstehung des Oberrheingrabens wurden die Randbereiche in zahlreiche Schol- len zerlegt. Nach NOTTMEYER (1954) liegt der Geilweilerhof am östlichen Rand einer Graben- zone (tektonische Tieflage), an die östlich der Landesstraße L508 eine Horst-Scholle an- schließt. Die Schichten in dem Graben fallen nach Westen hin ein. In der 32,5 m tiefen Boh- rung 6714-572 (1007), die zwischen dem Geilweilerhof und der Landesstraße abgeteuft wurde, wurden unter Ton- und Mergelsteinschichten in 30 m Tiefe der Obere Muschelkalk angetroffen. NOTTMEYER (1954) ordnete die Schichten über dem Oberen Muschelkalk dem Unteren Keuper und dem Gipskeuper zu. Sulfatgesteinslagen wurden in diesen Schichten nicht angetroffen. Die Beschreibung "weißlicher Schlieren" deutet eher auf Gipsauslau- gungsreste (GAR) hin. Die mögliche Verwechslung der Keuper-Schichten mit Tertiärablage- rungen wurde vonNOTTMEYER zwar erwähnt, fand aber später keine Berücksichtigung in der Geologischen Karte des Landes. Wir gehen deshalb weiterhin von Schichten des Mittleren Keupers aus. Aufgrund des Schichteinfallens nimmt die Mächtigkeit des Mittleren Keupers nach Westen stetig zu, wobei die geologischen Verhältnisse unmittelbar am Geilweilerhof mangels Auf- schlüsse nur interpoliert werden können. Mit zunehmender Mächtigkeit des Mittleren Gips- keupers ist davon auszugehen, dass die Auslaugung abnimmt und dadurch vermehrt Sulfat- gesteinlagen (Gips. Anhydrit) auftreten.

Über die hydrogeologischen Verhältnisse gibt es im Bereich des Geilweilerhofs keine ver- tieften Kenntnisse. Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass der Mittlere Keu- per, mit Ausnahme des Schilfsandsteins, eher ein Grundwassergeringleiter ist. Im Schilfs- andstein ist zumindest lagenweise mit einer stärkeren Grundwasserführung zu rechnen. Sollte noch unausgelaugtes Gebirge vorhanden sein, ist unmittelbar über dem Gipsspiegel mit einer stärkeren Grundwasserführung zu rechnen. Der Untere Keuper ist ein schichtig gegliederter Kluftgrundwasserleiter. Die Grundwasser- führung ist auf die einzelnen Dolomitstein- und Sandsteinbänke beschränkt. Die Grundwas- serergiebigkeit ist allerdings eher gering. Der Obere Muschelkalk stellt den Hauptgrundwasserleiter dar. Es handelt sich um einen z. T. sehr ergiebigen Kluft- bzw. Karstgrundwasserleiter. Die Bruchschollentektonik ergibt aber eher komplizierte Grundwasserverhältnisse. Durch das Abtauchen der Schichten nach

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Westen bis unter Vorflutniveau ist von einer hydraulisch gespannten Grundwasseroberflä- che auszugehen. Der Mittlere Muschelkalk weist aufgrund seiner Abfolge aus Ton- und Mergelstein mit Ein- schaltungen von Gips- und Anhydritlagen sehr geringe Gebirgsdurchlässigkeiten auf und wirkt deshalb als hydraulische Trennschicht zwischen dem unterlagernden Muschel- kalkaquifer und dem darüber lagernden Oberen Muschelkalk.

3 Erkundungskonzept

Der Standort Siebeldingen soll energetisch saniert werden. Eine der Planungsvarianten sieht eine künftige Wärmeversorgung des Nord- und des Südgeländes mittels Erdwärme- sonden vor. In der vorliegenden Konzeptstudie Geothermie wurden vier Varianten und eine Untervariante mit bis zu 350 Sonden und einer Bohrtiefe zwischen 100 m und 150 m unter- sucht. Der erforderliche Flächenbedarf wird zwischen rund 20.000 m² (104 m x 192 m) und 2.300 m² (32 m x 72 m) angegeben. In der Studie wurde empfohlen, mindestens zwei Pilot- bohrungen, die jeweils als Erdwärmesonden ausgebaut werden, herzustellen.

Das Erkundungskonzept beinhaltet zusammenfassend folgende Untersuchungsmethoden: ▪ Kernbohrung zur Gewinnung von Bohrkernen mind. 100 mm Durchmesser, ▪ Kernansprache durch erfahrenen Geologen einschließlich Fotodokumentation, ▪ Mineralogische Untersuchungen (Gips, Anhydrit) ausgewählter Proben, ▪ Hydrogeologische Untersuchungen (Pumpversuche, Hydrochemie) ▪ Bohrlochgeophysikalische Untersuchungen, ▪ Ausbau der Bohrung zur Pilot-EWS-Sonde unter Verwendung eines dotierten, hochsulfat- beständigen Dämmers, ▪ Durchführung eines Thermal Response Test (TRT) zur In-situ-Bestimmung der effektiven mittleren Wärmeleitfähigkeit des Erdreichs, ▪ Geophysikalische Felduntersuchungen (Geoelektrik, Seismik), ▪ Geodätische Beweissicherung der angrenzenden Bebauung (Gebäude, Straße).

Die Pilotbohrungen dienen zum einen der Erkundung der geologisch-hydrogeologischen Verhältnisse und zum anderen der Erkundung des geothermischen Potentials. Von beson- derer Bedeutung ist die Erkundung einer möglichen Anhydrit-Führung des Gebirges. Nach Mitteilung des Landesamts für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz, Herrn Dr. Bitzer, wäre das Antreffen von Anhydrit ein Abbruchkriterium für die Herstellung der Erdwärme- sonden. Das Risiko möglicher langfristiger Gebirgshebungen wäre sonst zu hoch. Ergänzend dazu merken wir an, dass in Baden-Württemberg aufgrund von Erfahrungen mit Hebungsschäden infolge von Erdwärmesonden im Anhydrit-Führenden Gebirge restriktive

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Vorgaben diesbezüglich bestehen. Die "Leitlinien Qualitätssicherung Erdwärmesonden (LQS EWS)", Stand Dezember 2018, gibt u. a. vor, dass mit dem Antreffen von Sulfatgestein die Bohrung abzubrechen ist (Bohrtiefenbeschränkung). Wir empfehlen grundsätzlich, die Qua- litätskriterien Baden-Württembergs zu übernehmen und bei den weiteren Planungen und der späteren Ausführung zu berücksichtigen. Dies gilt insbesondere für die Qualitätsanfor- derungen an die ausführenden Firmen und das bauüberwachende Personal.

Sowohl bei den Pilotbohrungen, als auch bei den späteren Erdwärmesonden muss nach un- serer Ansicht zwingend vermieden werden, dass dauerhaft Grundwasser in möglicherweise Anhydrit führendes Gebirge eindringt. Wasserzutritte können aus den darüber liegenden Keuperschichten, aber auch in Folge von Druckpotentialunterschieden aus den unterlagern- den Schichten des Unteren Keupers oder Oberen Muschelkalks erfolgen. Beides ist bei der Herstellung der Pilotbohrungen zu berücksichtigen. Die eigentlichen Erdwärmesonden sind dann auf Grundlage der Erkundungsergebnisse der Pilotbohrungen zu planen und herzu- stellen.

Das Landesamt für Geologie und Bergbau hat angeboten, die Bohrarbeiten fachlich zu be- gleiten. Auch die mineralogischen Anhydrit-/Gips-Untersuchungen können vom Landesamt durchgeführt werden.

Das Erkundungskonzept muss im Zuge der weiteren Planungen im Detail geplant, unter den Beteiligten abgestimmt und dann beschränkt an geeignete, akkreditierte Bohrfirmen aus- geschrieben werden.

3.1 Standort

Aufgrund der erwarteten Heterogenität des Untergrunds sollten, wie in der Konzeptstudie empfohlen, mindestens 2 Pilotbohrungen ausgeführt werden, die ein mögliches Sondenfeld abdecken. Für den Bereich des Geilweilerhofs liegt uns nur die in der Nähe der Landesstraße abgeteufte Bohrung 6714-572 (1007) vor. Das Kurzprofil dieser Bohrung lautet: 2,0 m Bauschutt und Lehm 30,0 m Mergelton bis Mergelstein, leuchten blaugrau mit weißlichen Schlieren, Feinglimmer auf Bruchflächen, massenhaft Pyritflitter. Ab 28,5 m zuneh- mend Bröckchen Oberer Muschelkalks. 32,5 m Kalkstein, z. T. dolomitsch, mittelgrau, feinkristallin, z.T. oolithisch. Kalkspat in verheilten Klüften. Deutliche Schichtung, Einfallen 62°. Geologische Deutung des Autors: Auflagerndes Tertiär, vermutlich miozänen Alters. Ab ca. 30 m Oberer Muschelkalk. In Störungszone verstürzte Teilscholle.

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NOTTMEYER (1954) hat in seiner Veröffentlichung die Bohrung zwar übernommen und die Ter- tiären Ablagerungen diskutiert, in Schnitt 1) der Tafel 3 aber als Mittlerer Keuper und Unte- rer Keuper dargestellt. Dies entspricht sowohl dem älteren, als auch dem jüngeren Geolo- gischen Kartenwerk. Wie bereits oben erwähnt, fallen die Schichten stark nach Westen ein, was eine Mächtigkeitszunahme des Mittleren Keupers zur Folge hat. Aufgrund der Erkun- dungsergebnisse aus der weiteren Umgebung muss davon ausgegangen werden, dass der Mittlere Keuper früher oder später Anhydrit führend ist und damit bezogen auf die Bohrtiefe nur begrenzt für Erdwärmesonden geeignet ist.

AlsStandort für eine erste Pilotbohrung empfehlen wir deshalb den Bereich östlich des Geil- weilerhofs bis zur Landesstraße. Sollten die bisherigen Kenntnisse über die geologischen Verhältnisse zutreffen, könnte dort bis zur Grenze Oberer/Mittlerer Muschelkalk Erdwär- mesonden hergestellt werden. Nach dem Baugrundmodell von NOTTMEYERdürfte die Grenze in ca. 110 m Tiefe liegen. Den Mittleren Muschelkalk halten wir für Erdwärmesonden wegen seiner Sulfat- und Salzgestein-Führung für nicht geeignet. Aufgrund der Bruchschollentek- tonik und der dadurch bedingten heterogenen Untergrundverhältnisse besteht für die Prog- nose allerdings Unsicherheiten, die tatsächlich erst durch die Erkundung geklärt werden können.

Weiterhin empfehlen wir ein gestuftes Vorgehen, d. h. es sollte zunächst nur eine Pilotboh- rung ausgeführt bzw. eine Pilotsonde hergestellt und deren Erkundungsergebnisse bewer- tet werden. Erst anschließend sollte über die Durchführung geophysikalischer Felduntersu- chungen entschieden und der Standort einer weiteren Pilotbohrung festgelegt werden.

3.2 Bohrprogramm

Sollten an dem vorgeschlagenen Standort widererwartend mächtige Keuperschichten mit Sulfatgestein-Führung angetroffen werden, empfehlen wir folgendes Vorgehen zur Vermei- dung von Grundwasserverschleppungen:

1. Standrohr setzen bis OK Keuper (ca. 6 m)
2. Seilkernbohrung SK6L Ø 146 mm, Spülung mit Trinkwasser, bis 3 m in das ggf. Sul- fatgestein-führende Gebirge abteufen. ▪ Bohrgestänge des SK6L etwas anziehen, Tauchpumpe einbauen und mindestens 1 x Bohrlochvolumen abpumpen (Kurzpumpversuch), Wasserzutrittsmenge doku- mentieren, Wasserprobe für Hydrochemie, Ruhewasserstand bestimmen, ▪ Bohrlochgeophysik, ▪ Kernproben nach Angaben BÜ, in Baufolie luftdicht verpacken für Mineralogie, ▪ Geotechnische Bohrkernaufnahme. Fotodokumentation.

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3. Bohrung Ø 570 mm für Sperrverrohrung herstellen. Tonplombe einbauen (mind. 5 m), Sperrverrohrung Ø 406 mm setzen.
4. Seilkernbohrung SK6L Ø 146 mm, Spülung mit Trinkwasser und stark toninhibierende Bohrspülzusätze gemäß DVGW W 116 (vollsynthetische Polymere, z.B. PAA o.ä.), im Gips-/Anhydrit-führenden Gebirge bis Top Unterkeuper (Lettenkeuper). ▪ Kernproben nach Angaben BÜ, in Baufolie luftdicht verpacken für Mineralogie. ▪ Bei Wasserzutritten Bohrgestänge etwas anziehen, Tauchpumpe einbauen und mindestens 1 x Bohrlochvolumen abpumpen, Wasserzutrittsmenge dokumentie- ren. Gipskeuper wasserführend? Wasserprobe für Hydrochemie. Ruhewasser- stand? ▪ Bohrlochgeophysik. ▪ Geotechnische Bohrkernaufnahme. Fotodokumentation.
5. Bohrung Ø 381 mm für Sperrverrohrung im Trockenbohrverfahren z. B. mit verrohrter Imlochhammerbohrung mit Exzentermeißeln herstellen. Tonplombe einbauen (mind. 5 m), je nach Wasserführung im Lettenkeuper auch höher, Sperrverrohrung Ø 270 mm setzen.
6. Seilkernbohrung SK6L Ø 146 mm, im Lettenkeuper und Oberen Muschelkalk bis auf Endtiefe im Oberen Muschelkalk. Tauchpumpe einbauen und mindestens 1 x Bohr- lochvolumen abpumpen, Wasserzutritte dokumentieren. Wasserprobe für Hydroche- mie. Ruhewasserstand ermitteln, Bohrlochgeophysik.
7. Je nach Tiefenlage der Sulfatgestein-Führung ist die Bohrung oberhalb zur Pilot- EWS-Sonde mit Füllbinder mit möglichst hohem Widerstand gegen Sulfatangriff und möglichst hohem Tonanteil (z. B. Schwenk Füllbinder® H-hs plus) auszubauen. Her- steller sollten dies bestätigen. Dabei kontinuierlich Sperrverrohrung ziehen.
8. Messstellenkopf Ausbau Überflur, Einbau eines verzinkten Stahlschutzrohres (Länge 2 m), einbetonieren. Verschließbare Kappe (SEBA).

Sollten sich die oben beschriebenen geologischen Verhältnisse nach dem Baugrundmodell von NOTTMEYER bestätigen, kann nach unserer Ansicht auf eine Sperrverrohrung verzichtet werden. Die Bohrung kann dann durchgehend als Seilkernbohrung SK6L Ø 146 mm und Spü- lung mit Trinkwasser bis zur Endteufe an der Grenze Oberer/Mittlerer Muschelkalk abge- teuft, dann auf 220 mm aufgeweitet und als Pilot-EWS-Sonde ausgebaut werden. Hydroge- ologische, mineralogische und bohrlochgeophysikalische Untersuchungen werden in Ab- hängigkeit der angetroffenen Baugrundverhältnisse durchgeführt.

Die Durchführung der Qualitätssicherung an der Bohrung sollte sich an den Leitlinien Erd- wärmesonden (LQS EWS) Baden -Württemberg orientieren. Vor allem das Anmischen und

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der Einbau der Dämmersuspension muss nach diesen Anforderungen durchgeführt werden. Der Wasser-Feststoffwert sollte im Rahmen der Daten des Produktdatenblattes möglichst klein gewählt werden.

Die Druckprobe der Sonden im Bohrloch sollte entweder vor dem Einbau der Ringraumab- dichtung im Kontraktionsverfahren, oder erst nach vollständiger Aushärtung der Ringraum- verfüllung erfolgen. Eine Kontraktionsprüfung ist im zweiten Fall nicht mehr machbar. Die Druckprüfung muss entweder vor Erstarrungsbeginn der Suspension abgeschlossen sein, oder darf frühestens 28 Tage nach vollständiger Aushärtung stattfinden. Siehe hierzu auch VOB C, ATV DIN 18327.

Für Rückfragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Freundliche Grüße

Smoltczyk & Partner GmbH

Anlagen Anlage

Lagepläne  Übersichtslageplan (M 1:25 000) mit Lage des Geilweilerhofs 1.1  Luftbild (M 1:2 500) mit Lage des Nord- und des Südgeländes sowie der Boh- rung 6714-572 (1007) 1.2

Bohrprogramm (M 1:100), schematisch 2

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23-160 Siebeldingen, Geilweilerhof (JKI): Erkundungskonzept Geothermie Anlage 1.1 Ingeneurgeologische Stellungnahme 23160bz11 / 11.04.2024

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23-160 Siebeldingen, Geilweilerhof (JKI): Erkundungskonzept Geothermie Anlage 1.2 Ingeneurgeologische Stellungnahme 23160bz12 / 11.04.2024

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23-160 Siebeldingen, Geilweilerhof (JKI): Erkundungskonzept Geothermie Anlage 2 Ingeneurgeologische Stellungnahme 23160bz21 / 11.04.2024