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Interdisciplinary Integration for Fluid Dynamics in Sedimentary Basins: Challenges, Opportunities, Potentials

This project focuses on developing a comprehensive understanding of fluid and gas movement in the subsurface through the integration of near-surface hydrogeology and deep sediment basin analysis. By bridging various scientific disciplines, the project aims to connect shallow and deep fluid systems and explore innovative research designs. The project features the Thuringian Basin as a representative area for Central Europe, with a robust foundation in both basic and applied research. The research outcomes will contribute to geotechnological advancements in geothermal energy, underground storage, groundwater and deep water management.

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Interdisciplinary Integration for Fluid Dynamics in Sedimentary Basins: Challenges, Opportunities, Potentials

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Presentation Transcript

  1. Sprecher: Prof. Dr. Jonas Kley Integrierte Fluiddynamik in Sedimentbecken Herausforderungen, Chancen, Potenziale

  2. Projektdaten Gefördert aus BMBF-Programm „Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern“ Laufzeit 5 Jahre, 1.1.2010 – 31.12.2014 Finanzumfang ca. 14 Mio. € 12 beteiligte Institutionen: Hochschulen, Forschungsinstitute, Behörden, Unternehmen

  3. Verbindung weitgehend getrennter Forschungsfelder: Oberflächennah: Hydrogeologie / Bodenwissenschaften Kilometertief: Sedimentbeckenanalyse Ziel Umfassendes Verständnis der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen im Untergrund

  4. Interdisziplinäre Forschung zielt auf die Verbindung oberflächennaher und tiefer Fluidsysteme Enge Integration nicht nur geowissenschaftlicher Disziplinen Innovatives Forschungsdesign als Modell für zukünftige Vorhaben Fokus: Prototypisches Geolabor Vorgehen

  5. Das Geolabor Thüringer Becken • Repräsentativ für Mitteleuropa Thüringer Becken • Weitreichende Ergebnisse auf kleinem Raum • Gut erschlossen, leicht erreichbar

  6. Grundlagenforschung angewandte Forschung Entwicklung/Anwendung Unternehmen und Öffentliche Einrichtungen Außeruniversitäre Forschungseinrichtungen Hochschulen INFLUINS Partner

  7. Meteorologie Hydrogeologie Geologie Geophysik 3D-Modell Beckengeometrie Fluide Mineralogie Bodenwissenschaften Radar-Interferometrie Forschungsbohrung Magnet. Kartierung Forschungsergebnisse Bohrloch-Geophysik 3D-Seismik Numerische Modellierung Innovative Verfahren Wirtschaftliche Verwertung Strategie

  8. Projektstruktur

  9. EP 1 Integriertes geophysikalisches Modell G. Jentzsch, T. Jahr (FSU Jena), GGD Geophysik Leipzig Kompilation und gemeinsame Reprozessierung / Analyse regionaler geophysikalischer Daten: Gravimetrie, Magnetik, Seismologie, Seismik Geodynamische Modellierung

  10. EP 2 / ZPK 3D-Strukturmodelle J. Kley (FSU), TLUG Geometrische Modellierung auf verschiedenen Skalen „3D-GIS“ Strukturen eingrenzen durch kinematische Modellierung Grundlage numerischer Modellierung

  11. EP 3 Aquifer-Eigenschaften R. Gaupp (FSU), TLUG Charakterisierung wichtiger Aquifere (z.B. Mittlerer Buntsandstein) Prognose hydraulischer Eigenschaften aus Fazies- und Diagenese-Modellen Grundlage numerischer Modellierung

  12. EP 4 Mineralisierte Fluide J. Majzlan, L. Viereck-Götte (FSU) Mineralisationen im Becken und an seinen Rändern Geogene Arsenbelastung

  13. EP 5 Nanopartikuläre Mischphasen K.U. Totsche (FSU) Bildung von Nanopartikeln im Mischungsbereich von Oberflächen- und Tiefenwässern

  14. EP 6 Trägerfluide G. Büchel, E. Kothe (FSU) Kartierung regionaler Grundwasserströme aus Seltene Erden-Mustern Mikroben als Tracer für Tiefenwässer

  15. EP 7 Radar-Interferometrie C. Schmullius (FSU) PS-Radar-Interferometrie zur Detektion vertikaler Bewegungen im mm-Bereich

  16. EP 8 Wirtschaftliche Verwertung JenaGEOS Ingenieurbüro GmbH Angewandte Aspekte und wirtschaftliches Potenzial der INFLUINS-Ergebnisse

  17. EP 9 Geophysikalisches Monitoring G. Jentzsch (FSU), T. Meier (CAU Kiel) Monitoring-Verfahren in der Bohrung und ihrer Umgebung

  18. EP 10 THMC-Modellierung O. Kolditz (UFZ Leipzig-Halle), S. Attinger (UFZ/FSU) Numerische Modellierung gekoppelter thermischer, hydrologischer, mechanischer und chemischer Prozesse

  19. Nachwuchsgruppe Oberflächennahe Geophysik FSU, in Zusammenarbeit mit IPHT Jena, Supracon, Jena Optronik Schwerpunkt Magnetik (Squid-Magnetometer) Nachwuchsgruppe Meteorologie • FSU, in Zusammenarbeit mit MPI Biogeochemie • 5 Eddy-Flux-Türme

  20. Zentralprojekt Forschungsbohrung FSU, TLUG Bohrung im Zentrum des Thüringer Beckens Durch vollständige Sedimentserie (ca. 1700 m) Geplant: Vertiefung in Rotliegend/ Kristallin Kernmaterial und Fluide Tiefengeothermisches Potenzial? Wirtschaftliche Nachnutzung: Wärmespeicherung?

  21. Prozessverständnis vertiefen Risiken bewerten, vorhersehen und abwenden Effiziente und kostengünstige Verfahren für die Wirtschaft entwickeln und einsetzen Potenzial Führende Forschung und Geotechnologie für Geothermie, Untergrundspeicherung, Grundwasser- und Tiefenwassermanagement

  22. Regionales Zentrum zum Thema „Boden – Grundwasser – tiefe Fluidsysteme“ Teil eines europäischen Exzellenzzentrums Grundlagenforschung für sichere und effiziente Geotechnik Deutschlands führende Rolle in der Umwelttechnik sichern und ausbauen Perspektive – national und international

  23. Building up

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