Multidisziplinärer Ansatz zur konzeptionellen Modellierung hydrothermaler Systeme I HyTheC

Der Norden Kroatiens weist besondere geologische und thermische Eigenschaften auf, die das Ausströmen von Thermalwasser mit Temperaturen von bis zu 65 °C an zwei Dutzend Orten begünstigen. Diese Gewässer stellen eine wertvolle natürliche, soziale, historische und wirtschaftliche Ressource für die Region dar, da sie seit Jahrtausenden genutzt werden und derzeit die Grundlage für Tourismus und Gesundheitszentren bilden. Thermalquellen sind Teil lokaler und mittelgroßer hydrothermaler Systeme, die im Allgemeinen Folgendes umfassen: i) ein Auffüllgebiet im bergigen Hinterland der Quelle, ii) einen geothermischen Hauptgrundwasserleiter, der durch mesozoische Karbonatgesteine repräsentiert wird, und iii) ein Abflussgebiet mit günstigen strukturellen Eigenschaften, die die Frakturierung des Grundgesteins erhöhen und das lokale Permeabilitätsfeld verbessern. Das kontinuierliche Funktionieren solcher Systeme hängt von einem empfindlichen Gleichgewicht zwischen den Grundwasserströmungsgeschwindigkeiten, den Niederschlags-/Lösungsverfahren, dem Wärmefluss aus dem tieferen Teil der Erdkruste und einer aktiven tektonischen Umgebung ab. Um dieses Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und die Thermalwasserressourcen auf nachhaltige Weise zu nutzen, ist ein Verständnis auf Systemebene erforderlich. 

Das HyTheC-Projekt strebt dieses Ziel durch einen multidisziplinären Ansatz an, der strukturgeologische, hydrogeologische, geothermische, hydrogeochemische, geophysikalische und fernerkundliche Untersuchungen umfasst. Die Methodik wird in drei Pilotgebieten im Norden Kroatiens (Daruvar, Hrvatsko zagorje, Topusko) getestet, in denen Thermalwasser genutzt wird. Die Ergebnisse werden verwendet, um eine geologische 3D-Modellierung der untersuchten Gebiete, eine hydrogeologische und thermische Parametrisierung der am Thermalfluidfluss beteiligten geologischen Einheiten, die Erstellung konzeptioneller Modelle der Systeme und die Durchführung numerischer Simulationen der Systemfunktion unter ungestörten Bedingungen und mit verschiedenen Extraktionsszenarien durchzuführen. 

Das HyTheC-Projekt umfasst eine Zusammenarbeit zwischen dem GFZ (Sektion 4.5 Modellierung von Prozessen im Untergrund) und dem Kroatischen Geologischen Dienst (HGI-CGS), um den am GFZ in der Sektion 4.5 entwickelten numerischen Modellierungsrahmen in den Pilotgebieten anzuwenden. Die Ziele der Modellierung bestehen darin, das konzeptionelle Modell der hydrothermalen Systeme zu bestätigen, die Auswirkungen geologischer und thermischer Prozesse auf den Grundwasserfluss und den Wärmetransport zu quantifizieren und Nutzungsszenarien zu entwickeln, um nachhaltige Nutzungsszenarien der hydrothermalen Ressourcen zu entwickeln. 

Croatian Science Foundation

Croatian Geological Survey (HGI-CGS) – Dr. Staša Borović

Kosović, Ivan; Briški, Maja; Pavić, Mirja; Padovan, Božo; Pavičić, Ivica; Matoš, Bojan; Pola, Marco; Borović, Staša. Reconstruction of Fault Architecture in the Natural Thermal Spring Area of Daruvar Hydrothermal System Using Surface Geophysical Investigations (Croatia) // Sustainability, 2023 (2023), 15; 12134, 22. doi: 10.3390/su151612134

Kosović, Ivan; Matoš, Bojan; Pavičić, Ivica; Pola, Marco; Mileusnić, Morena; Pavić, Mirja; Borović, Staša. Geological modeling of a tectonically controlled hydrothermal system in the southwestern part of the Pannonian basin (Croatia) // Frontiers in earth science (Lausanne), 12 (2024), 1-24. https://doi.org/10.3389/feart.2024.1401935 

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