Geostatistik für die hydrogeologische Praxis

In der Hydrogeologie sowie auch ganz allgemein bei der Behandlung von Umweltfragen, wie z.B. im Boden- und Grundwasserschutz, steht die Regionalisierung wichtiger Kenngrößen von Anfang an im Mittelpunkt: Ohne eine Karte des Grundwasserspiegels oder der Grundwasserkontamination ist die Beurteilung der hydrogeologischen Situation und der sich daraus ableitenden Maßnahmen nicht denkbar. Die Berechnung numerischer Modelle der Wasserbewegung und des Stofftransportes in der ungesättigten Bodenzone oder im Grundwasserleiter ist ohne eine realitätsgetreue Gitterbelegung der räumlich variierenden hydrodynamischen Parameter nicht möglich. All diese Probleme erfordern praktikable und zuverlässige Regionalisierungsmethoden, die z.B. in der Geostatistik seit langem existieren.

Die Theorie der ortsabhängigen Variablen („Variables Régionalisées“) im Sinne Mathéron’s (1965) behandelt Zufallsvariablen, die einen räumlichen Bezug aufweisen. Danach sind die meisten umweltgeowissenschaftlichen Kenngrößen, zu denen insbesondere auch hydrogeologische und bodenkundliche Daten zählen, als ortsabhängige Variablen (ReV) zu verstehen.

Die Erstellung von Karten der im Gelände gemessenen Parameter ist eine der ersten Aufgaben, die im Rahmen einer hydrogeologischen Untersuchung bearbeitet werden. Stellvertretend hierfür wird im folgenden die Erzeugung von Grundwassergleichenplänen anhand Messungen des Grundwasserspiegels h(x) behandelt werden. Das Symbol h steht dabei gleichermaßen für gespannte und freie Grundwasserdruckhöhen (auch: piezometrische Höhe, Grundwasserpotential).

Die vorangehenden Kapitel beschäftigten sich mit der Analyse der räumlichen Struktur Regionalisierter Variablen, mit deren optimalen Schätzung und mit der Modellierung ihrer lokalen Verteilungsspektren. Dabei wurde davon ausgegangen,

In der vorliegenden Arbeit wurden geostatistische Verfahren zur quantitativen Analyse der räumlichen Variabilität von hydrogeologischen und umweltwissenschaftlichen Parametern und Verfahren zu deren Regionalisierung in ihrem theoretischen Rahmen und anhand von Beispielen vorgestellt.