DE20116283U1

DE20116283U1 - Sonde zur Bestimmung physikalischer Größen von Grundwasser

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Publication number: DE20116283U1
Application number: DE20116283U
Authority: DE
Original assignee: DRESDNER GRUNDWASSERFORSCHUNGS
Current assignee: DRESDNER GRUNDWASSERFORSCHUNGS
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2011-09-29

Description

Patentanwälte Erich und Nern DGF101GBM272 B2

Sonde zur Bestimmung physikalischer Größen von Grundwasser

Die Erfindung betrifft eine Sonde zur Bestimmung der physikalischen Größen des in einem Bohrloch anstehenden Grundwassers durch Einführen einer wässrigen, markierten Lösung mit vom Grundwasser abweichender Leitfähigkeit in einem vorbestimmten Raum.

Es ist bekannt, physikalische Größen des Grundwassers, wie Strömungsrichtung und geschwindigkeit sowie seine Zusammensetzung zu messen und zu bestimmen. Weiterhin sind dazu entsprechende Einrichtungen bekannt, die als Sonden ausgebildet, unter Verwendung daran angeordneter Sensoren, die unterschiedlichen physikalischen Größen des Grundwassers im Bohrloch ermitteln.
Die DE Cl 198 55 048 offenbart eine Sonde zur Bestimmung der Eigenschaften des Grundwassers in einer Bohrung und/oder eines Gesteins. Gemäß der Schrift gelangt eine Sonde mit einem Packer zur Anwendung, der eine mehrschichtige, dehnbare Wandung aufweist. Die Wandung hat eine flüssigkeitsdurchlässige Schicht und einen Zwischenraum, in dem sich ein flüssigkeitsdurchlässiges Mittel zur Abstandhaltung und eine druckdichte Wandung zur Einbringung in eine Bohrung befindet. Die Wandung schließt ein Druckmittel ein, mit dem die äußere Wandung des Packers gegen die Innenwandung der Bohrung oder einem die Bohrung auskleidenden Filterrohres drückt. Das flüssigkeitsdurchlässige Mittel zur Abstandhaltung ist mit einer Anordnung für die Zufuhrung einer Tracerflüssigkeit verbunden. Im Packer und/oder auf seiner Wandung sind Mittel zur Messung der Tracerflüssigkeit angeordnet. Mit der Sonde ist eine Bestimmung der hydraulischen sowie der Transporteigenschaften von Grundwasser und damit die Ermittlung der Richtung und der Geschwindigkeit der Grundwasserströmung im Bereich einer unverrohrten oder mit einem Filterrohr ausgekleideten Bohrung möglich. Die dargestellte Lösung weist den signifikanten Nachteil auf, dass die Tracerflüssigkeit durch die Membran in das mit einem nicht definierten Volumen anstehende Grundwasser diffundieren muss und die Messeinrichtung nicht ausreichend punktuell verteilt, das Messfeld überstreichen kann. Die Verwendung einer Membran, welche einerseits Speicher und Ausgabe der Tracerflüssigkeit und Mittel zur Arretierung

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der Lage der Sonde ist, bringt erhebliche funktionale Nachteile bei der Ermittlung der gewünschten physikalischen Größen. Weiterhin erlaubt die Sonde nur einen Einsatz in ungetrübtem Grundwasser. Die mit der Sonde vorzunehmenden Messungen beschränken sich auf eine Messart, wobei die Messimpulse durch einen Sender einer Empfängereinrichtung übermittelt werden. Die Sende- und Empfangseinrichtung arbeitet in relativ geringen vertikalen und horizontalen Erstreckungsbereichen und ist nur unzureichend geeignet, genaue Messdaten zur Verfügung zu stellen.
Die DEA142 30919 stellt ein Einzelbohrlochverfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Ermittlung der Grundwasserströmungsrichtung und -geschwindigkeit vor.

Das Verfahren eröffnet Möglichkeiten, das nachteilige Messen der Strömungskennwerte über eine bestimmte Zeiteinheit durch ein Verfahren abzulösen. Das Herstellen einer radial ausgebildeten Tracerdiffusion sowie auch das Messen der Zeitspanne des Tracertransports zwischen seiner Eingabe und der Detektion wirkt sich bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten nachteilig auf die Messzeiten aus. Jedoch sind die Gegebenheiten des Messens der Strömungsgeschwindigkeit und -richtung des Grundwassers in Bohrlöchern weitestgehend auf die genaue Messung auch kleinster Strömungsgeschwindigkeiten angewiesen. Das dargestellte Verfahren konzentriert sich deshalb auf die vorhandene Grundwasserströmung mit kleinsten Geschwindigkeiten und löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass im Messabschnitt eines Bohrlochs eine horizontale Bildebene videotechnisch virtuell erfasst und mittels einer Optik auf ein Videosensormodul fokussiert und als reale Bildgröße produziert bewertbar gemacht wird. Die Lösung gemäß der Schrift benötigt zur Darstellung der zu ermittelnden Werte des Grundwasserverhaltens einen Tracer in Form fluoreszierender Partikel, die in der Flüssigkeit suspendiert, die Strömung und ihre Richtung sichtbar werden lassen. Die durch den Strömungstransport bedingte Standortabweichung des Tracers wird als Wanderung virtueller Lichtquellen auf einer Matrixsensorfläche fortlaufend registriert und direkt ausgewertet. Die Einrichtung weist allgemein eine zylindrische Form auf. An ihren oberen und unteren Zylinderenden sind Packer angeordnet, die zwischen sich einen ringförmigen, durch die Zylindermantelfläche sowie die Bohrungswand begrenzten Hohlzylinder ausbilden, in dem die Einrichtung zur visuellen und optischen Messung der Eigenschaften des Grundwassers erfolgt. Die Lösung verwendet in ihren technischen Konzeptionen des Verfahrens sowie des apparativen Aufbaus der Vorrichtung genau

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arbeitende Apparaturen, jedoch ist hier eine Bewertung von rechenbaren Informationen aus schnell verfügbaren Daten nicht zu erhalten.

Die US PS 5,339,694 -Looney- offenbart eine Sonde zur Bestimmung der Bewegung der physikalischen Größen von Grundwasser. Die Sonde ist zylinderförmig aufgebaut. Auf ihrer Mantelfläche sind gleichmäßig auf ihrem Umfang sowie parallel zum Verlauf ihrer Längsmittenachse Sensoren angeordnet, welche die elektrischen Widerstandswerte eines durch eine Tracerflüssigkeit beeinflussten, in unmittelbarer Nähe der Sonde befindlichen Grundwassers messen. Hier wird als Tracerflüssigkeit die Verwendung eines Salzwassers vorgeschlagen, das durch eine Membran in das Grundwasser diffundieren muss, welches die leitfähige Flüssigkeit transportiert, und ein für die Sensoren erfassbares leitfähiges Messfeld erzeugt. Erstreckung, Form und Bewegungsgröße des Feldes werden durch die Sensoren gemessen. Es ist mit diesem Gerät auch möglich, vertikale und horizontale Fließbewegungen zu messen und damit die Form des Feldes und die Fließgeschwindigkeit sowie -richtung des Grundwassers zu bestimmen. Die Sonde sowie das Verfahren zu ihrer Verwendung weisen den Nachteil auf, dass sie in wasserführenden Bohrlöchern stationär, fest installiert werden müssen, weil sie nicht über Halte- bzw. Zentriermittel wie Packer verfügen. Der Messvorgang kann großflächig vorgenommen werden, jedoch ist die Messbarkeit der sich im Grundwasser bewegenden leitfähigen Flüssigkeit durch die Sensoren nur unzureichend gegeben. Die Vorrichtung gewährleistet nur Möglichkeiten zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit, jedoch keine Kombination mit anderen Messverfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonde zur Bestimmung physikalischer Größen von Grundwasser, wie Strömungsrichtung und -geschwindigkeit, im Untergrund durch Einfuhren einer wässrigen, markierten Lösung mit vom Grundwasser abweichender Leitfähigkeit in einem vorbestimmten Raum zu schaffen, welche die Bestimmung der physikalischen Größen des Grundwassers ohne eine Beeinflussung des natürlichen Strömungsfeldes gewährleistet, und den Einsatz unterschiedlichster Messverfahren ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Sonde gelöst, mit der die Bestimmung physikalischer Größen von Grundwasser im Untergrund vorgenommen werden kann.

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Dazu wird die Sonde in das Bohrloch eingeführt und eine wässrige, chemisch und physikalisch markierte Lösung mit vom Grundwasser abweichenden Eigenschaften gegen das den Raum um die Sonde ausfüllenden Grundwassers ohne dessen Verdrängung ausgetauscht. Der Raum ist ringförmig ausgebildet und wird mit der markierten Lösung angereichert, deren Anreicherungsgröße dabei bestimmt wird. Mit der Grundwasserströmung wird die markierte Lösung aus dem Raum in ein richtungsbezogenes Messfeld bewegt, in dem die sich abzeichnenden Veränderungen als Maxima-Minima-Verteilung ihrer elektrischen und thermischen messbaren Größen im Grundwasser zur Feststellung der Grundwasserfließrichtung sowie -geschwindigkeit mittels elektrischer und thermischer Sensoren ermittelt werden. Gemäß der Erfindung ist die Messung der Maxima-Minima-Verteilung der eingeführten chemisch markierten Flüssigkeit mittels elektrischer Sensoren der Sonde gewährleistet, die über die vollständige Länge der Sonde verteilt sind.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann unter Anwendung der Sonde eine Messung der Maxima-Minima-Verteilung der physikalisch markierten Lösung mittels thermischer Sensoren vorgenommen werden, die in einem eingegrenzten Raum angeordnet sind, in dem die markierte Lösung eingeführt ist und der Größe des Raumes entsprechend im Grundwasser sich ausbildet und einer Messung unterzogen wird. In einer Ausgestaltung wird die Messung der Maxima-Minima-Verteilung der chemisch und physikalisch markierten Lösungen in ihrer zeitlichen Folge nacheinander eingeleitet und so vorgenommen, so dass jeder Messvorgang unabhängig voneinander die erforderlichen Daten der physikalischen Größen zur Bestimmung bringt.

Es ist vorteilhaft, nach der Erfindung die Bestimmung der physikalischen Größen durch eine Messung der Maxima-Minima-Verteilung der chemisch und physikalisch markierten Lösung gleichzeitig räumlich separat in einem Messzeitraum vorzunehmen. Dazu weist die Sonde zur Bestimmung der physikalischen Größen von Grundwasser eine zylindrische Gestalt auf. Auf ihrem zylindrischen Umfang sowie in Richtung ihrer Längsmittenachse sind Sensoren angeordnet. In mindestens einem zwischen Begrenzungen geschaffenen Raum, der in seiner Erstreckung einen von der Bohrungswand umschlossenen, hohlzylinderförmigen Ringraum bildet, ist eine chemisch oder physikalisch markierte Lösung eingeführt und mit dem Grundwasser in eine Wirkverbindung gebracht, deren Konzentration, räumliche Verteilung sowie physikalisch,

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thermische Verhaltsweisen des Grundwassers gemessen und über ein Datenverarbeitungsmodul zur Auswertung gebracht sind. Zu den auf der Mantelfläche angeordneten Sensoren für die Bestimmung der zu messenden Größen ist eine Einrichtung zur Infiltration von flüssigen markierten Lösungen und weiterhin ein 5 Orientierungsmodul für eine richtungsbezogene Zuordnung der Messwerte und ein Datenübertragungsmodul vorgesehen. Die Sonde weist mindestens einen zwischen vertikalen Begrenzungen gebildeten Raum auf, der in seiner Erstreckung einen von der inneren Wand des Filters begrenzten, die Sonde umgebenden zylindrischen Ringraum bildet, der die Sondenoberfläche umgibt und durch die innere Wand des Filterrohres begrenzt ist. Die radiale Erstreckung zwischen der Zylinderoberfläche der Sonde und der Wand des Filterrohres ist so bemessen, dass ein geschlossener, hohlzylindrischer Ringraum ausgebildet wird, dessen Volumen vom Grundwasser ausgefüllt ist. In dem die Sonde umgebenden Ringraum ist eine chemisch oder physikalisch markierte Lösung gegen das anstehende Grundwasser austauschbar. Sie wird mit dem Grundwasser in eine Wirkverbindung gebracht und mit diesem bewegt. Die Bewegung des Grundwassers erteilt der im Ringraum eingeführten markierten Lösung eine räumliche Verteilung, deren Erstreckung und Form mit den Sensoren gemessen und einer Bewertung zugeführt wird. Die Sonde weist für ihre äußere vertikale Begrenzung Packer auf, zwischen denen in gleichen Abständen, ringförmig auf der Mantelfläche der Sonde verteilt, elektrische Sensoren vorgesehen sind und einen Tracerraum, der durch weitere Packer ausgebildet ist, und über elektrisch sowie thermisch wirkende Sensoren verfügt, die eine Messung des Verhaltens der physikalisch beeinflussten Lösung in diesem Bereich vornehmen.
Die Erfindung ist dadurch ausgebildet, dass die Packer, als Mikropacker ausgebildet sind, mit deren radialer Erstreckung zur Innenseite des Filterrohres sowie in vertikaler, der Richtung des Verlaufs der Längsmittenachse der Sonde folgend ein ringartiger, dünnwandiger als Hohlzylinder ausgeformter, mit Grundwasser ausgefüllter Raum gebildet ist, der symmetrisch zur Längsmittenachse, eingegrenzt durch zusätzliche Packer einen Tracerraum bildet, in welchen das anstehende Grundwasser durch die markierte wässrige Lösung ausgetauscht wird. Die Erfindung fortführend erhält die Sonde mit zwischen zusätzlich eingeführten Packern angeordneten Sensoren eine weitere Unterteilung, die Möglichkeiten eröffnet, alternierende Messverfahren einzuführen, die als elektromagnetische, akustische oder optische Verfahren ausgebildet sein können, mit

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der Sonde zur Anwendung geführt werden, ohne den Grundsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verlassen.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt eine Sonde zur Verfugung, die es ermöglicht, durch die vorteilhafte Anordnung von Sensoren mit voneinander abweichenden Eigenschaften eine Bestimmung ausgewählter physikalischer Größen des Grundwassers, wie seine Fließrichtung und -geschwindigkeit, vorzunehmen, wobei eine besondere Eigenschaft der Sonde darin besteht, dass sie die Möglichkeit eröffnet, sowohl physikalisch als auch chemisch markierte wässrige Lösungen in den Tracerraum einzuführen, der durch Unterteilungen herausgebildet ist. Die verschiedenartig ansprechenden Sensoren gewährleisten die Durchführung mehrerer Messverfahren mittels einer Sonde während einer Messfahrt. Die für die Sonde ausgewählten Packer als Mikropacker gewährleisten die Ausbildung eines mit geringer radialer Erstreckung vom Grundwasser ausgefüllten Ringraumes zwischen der Zylinderoberfläche der Sonde und der Innenwand eines Filterrohres. Die darin eingeführte markierte Lösung lässt sich in ihrer Ausgangszusammensetzung genau bestimmen und gewährleistet eine äußerst fein abgestufte Messung der sich in dem umgebenden Grundwasser ausbildenden Tracerfahne, die mittels unterschiedlicher Messverfahren, hier gemäß der Erfindung, konkret durch eine ausgewählte thermische oder wahlweise elektrische Feldmessung in ihrer Form und Ausdehnung bestimmt wird.

Die Sonde erlaubt die Durchführung eines Verfahrens mit einer Messung der in den Ringraum eingeführten markierten Lösung, als Ausgangsdaten beginnend, Veränderungen des thermischen und elektrischen Feldes über den Zustrom des Grundwassers mit der sich bewegenden Tracerfahne zu bestimmen. Die im Tracerraum für die thermische Messung physikalisch beeinflusste Lösung kann in diesem Raum selbst in seiner radialen, richtungsbezogenen, zeitlichen Veränderung ihres thermischen Feldes im Tracerraum gemessen werden. Mit der Sonde ist es möglich, eine Maxima- und Minima-Feststellung der elektrischen Leitfähigkeit oder des thermischen Feldes zur Anwendung zu bringen.
Wie bereits ausgeführt, ist es mit der erfindungsgemäßen Sonde gestattet, unterschiedliche Messverfahren, hier ein elektrisches Messverfahren, mit Erzeugung eines richtungsbezogenen elektrischen Feldes, dessen radiale zeitliche Veränderung festgestellt wird sowie die Messung eines in einem ausgebildeten Tracerraum

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befmdlichen, erwärmten Wasservolumens über eine Veränderung seines induzierten thermischen Feldes durch den Zustrom kühleren Grundwassers direkt im Tracerraum vorzunehmen.

Der mitlesende Fachmann versteht, dass der Grundsatz der Erfindung, ein oder mehrere Messverfahren anzuwenden und mit einer einzelnen Sonde durchzuführen, weitestgehend dadurch realisiert werden kann, dass die Sonde von einer in ihrer radialen Erstreckung wenig mächtigen Wasserhülle geringen Volumens umgeben ist. Beim Einführen der markierten wässrigen Lösung in den hohlzylinderförmigen Ringraum ist ein vollständiger Austausch der markierten Lösung gegen das Grundwasser ohne dessen Verdrängung gewährleistet und damit eine genaue, fein abgestufte Messung der sich ausbildenden Form und Richtung des Tracers in den Messfeldern gesichert. Der bereits erwähnte Vorteil gewährleistet auch die Kombination mehrerer, anders gearteter Messverfahren.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: Die Anordnung einer Sonde in einem Filterrohr;

Fig. 2: Den Abschnitt X aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung;

Fig. 3: Die Sonde mit einer Darstellung des elektrischen Feldes.

Die Sonde 1 nach Fig. 1 besteht aus einem zylindrischen Sondenkörper. Zur Zentrierung und Fixierung seiner Lage in der Bohrung bzw. im Filterrohr 3 ist die Sonde 1 mit Mikropackern2;2';2",2'" ausgerüstet, die in vertikalen Abständen voneinander angeordnet sind. Gemäß Fig. 1 sind die Packer 2;2';2",2'" in einer Funktionsanordnung und halten die Sonde 1 in einer konzentrischen Lage mit gleichen horizontalen Abständen von der Innenwand des Filterrohres 3. In vertikaler Erstreckung befinden sich je ein Packer 2;2'" im Bereich einer jeweiligen Stirnfläche der Sonde 1. Gleichgerichtet von der Quermittenachse der Sonde 1 beabstandet sind die Packer 2';2". Sie bilden zwischen sich einen Tracerraum 4, der hohlzylinderförmig die Sonde 1 umgebend, ein Wasservolumen einschließt. Auf dem Umfang der Sonde 1 verteilt, vertikal mehrfach gestuft, sind elektrische Sensoren 8 ringförmig angeordnet. In der Mitte ihrer vertikalen Erstreckung, auf der Quermittenachse im Tracerraum 4, sind radial angeordnete,

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thermische Sensoren 9 vorgesehen. Ein Bohrlochmesskabel 14 dient zum Vertikaltransport der Sonde 1 im Bohrloch und gleichzeitig als Träger der Verbindungsleitungen der Sonde 1 mit der Auswertungsstation auf der Geländeoberfläche. Der Größenunterschied der Außendurchmesser des Zylinders der Sonde 1 sowie des der Packer 2;2';2";2'", die an der Filterwand des Innenrohres anliegen und zwischen sich erstreckte Räume abgrenzen, lässt erkennen, dass die angestrebte Differenz der Außendurchmesser sehr klein ist und der durch das Grundwasser aufzufüllende hohlzylinderartige Ringraum eine geringe Mächtigkeit seiner radialen Erstreckung hat. Dadurch ist es gewährleistet, dass im Tracerraum 4 sowie in den anliegenden Räumen eine geringe Menge an anstehendem Grundwasser zu verdrängen ist, wenn physikalisch oder chemisch markierte Lösungen durch die Traceröffhungen 15 in diesen Raum eingeführt und volumengleich gegen das anstehende Grundwasser ausgetauscht werden, um entweder die Ausbildung eines richtungsbezogenen elektrischen Feldes zu ermöglichen oder ein differenziertes thermisches Feld auszubilden und damit die Messung der physikalischen Größen des Grundwasser zu gewährleisten, das bei der Einzelheit X in seiner Strömungsrichtung dargestellt ist und die Lage sowie Form einer Tracerfahne 5 im Bereich des Tracerraums 4 zeigt. Die Möglichkeit, nur geringe Mengen markierter Lösung in diese Räume einzuführen und gegen das Grundwasser austauschen zu müssen, garantiert das Erzielen genauer, unverfälschter Messergebnisse.

Aus Fig. 1 ist zu entnehmen, und in der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 2 detaillierter dargestellt, dass die Packer 2';2", welche den Tracerraum 4 begrenzend ausbilden, unmittelbar, ohne eine Membran an der Innenwand des Filterrohres 3 anliegen und der Tracerraum 4 auch seine äußere radiale Begrenzung durch diese Wand erhält. Das Grundwasser kann damit in den Tracerraum 4 strömen und die darin eingeführte physikalisch, also thermisch markierte Lösung für eine unverfälschte Darstellung der Messung beeinflussen.

Fig. 2 zeigt dabei korrekt, dass die elektrischen Sensoren 8 auch im Tracerraum 4 gleichartig angeordnet sind wie auf dem Zylindermantel der Sonde 1 zwischen den Packern 2;2'". Die zu wählenden Messverfahren, im Ausfuhrungsbeispiel ein elektrisches und weiterhin ausgewählt ein thermisches Messverfahren, erlauben, da die Sensoren 8;9 in gleichen Räumen angeordnet, unabhängig voneinander in Funktion

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gesetzt werden können, auch eine Kombination beider Verfahren in zwei zeitgleich ablaufenden Messvorgängen.

Das ausgewählte Beispiel lässt aber erkennen und gibt dem mitlesenden Fachmann eine ausreichende Information an die Hand, dass mittels der Sonde 1 auch andere Messverfahren, wie elektromagnetische, akustische und optische Messungen einzeln sowie in Kombination Verwendung finden können, ohne das erfindungsgemäße Verfahren zu verlassen. Die weitere Information gibt Anlass zu der Feststellung, dass die Bestimmung der physikalischen Größen ohne eine Beeinflussung des natürlichen Strömungsfeldes des Grundwassers erfolgreich durchgeführt werden kann und unverfälschte Messwerte der zu ermittelnden Größen erhalten werden können.

Fig. 3 zeigt schematisch die Messung des induzierten elektrischen Feldes, unabhängig von der Anwesenheit einer chemisch markierten Lösung. Die idealisierten Bögen stellen im Schnittpunkt mit dem horizontalen Richtungspfeil die Eindringtiefe 12 und damit die messbare Begrenzung des elektrischen Feldes 11 dar, welches sich in der Bohrlochumgebung 10 ausbreitet. Wie zu erkennen, ist das elektrische Feld 11 in seiner vertikalen Erstreckung symmetrisch um die Richtungsachse der Eindringtiefe 12 dargestellt und überspannt in Abhängigkeit von der Messanordnung die gesamte Längserstreckung der Sonde 1.
Die Messung der radial zeitlichen Veränderung des thermischen Feldes innerhalb des Tracerraumes 4 zeigt dabei die Fig. 2. Die Auswirkung auf das induzierte thermische Feld innerhalb des Tracerraumes durch die Ausbildung der Tracerfahne, bedingt durch den Zustrom kühleren Grundwassers, macht eine sehr empfindliche Messung notwendig.

Claims

1. Sonde zur Bestimmung physikalischer Größen von Grundwasser im Untergrund durch das Einführen einer wässrigen physikalisch oder chemisch markierten Lösung mit vom Grundwasser abweichender Leitfähigkeit in das in einem Raum die Sonde umgebende Grundwasser zur Ausbildung eines damit angereicherten Grundwasserbereiches, mit an ihrem Umfang sowie in der Richtung ihrer Längsmittenachse angeordneten Sensoren und mindestens einem zwischen Begrenzungen geschaffenen Raum (4), der in seiner Erstreckung einen von der Bohrungswand umschlossenen hohlzylinderförmigen Ringraum bildet, in den eine chemisch oder physikalisch markierte wässrige Lösung eingeführt und mit dem Grundwasser (7) in eine Wirkverbindung gebracht ist, wobei deren Konzentration, räumliche Verteilung sowie die physikalisch thermischen Verhaltensweisen des Grundwassers gemessen und über ein Datenverarbeitungsmodul zur Auswertung gebracht sind.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihrer zylindrischen Mantelfläche verteilte Sensoren (8; 9) für die Bestimmung der zu messenden Größen eine Anordnung zur Infiltration des Grundwassers mit markierter Lösung, ein Orientierungsmodul für eine richtungsbezogene Zuordnung der Messwerte und ein Datenübertragungsmodul vorgesehen sind, wobei mindestens ein zwischen vertikalen Begrenzungen gebildeter Raum, der in seiner radialen Erstreckung als ein von der inneren Wand des Filters bestimmter, die Sonde (1) umgebender zylindrischer Ringraum ausgebildet ist, in dem eine chemisch oder physikalisch markierte Lösung gegen das darin anstehende Grundwasser ausgetauscht und mit dem umgebenden Grundwasser in eine Wirkverbindung gebracht, mit diesem bewegt, eine räumliche Verteilung erhält, deren Erstreckung und Form mit Sensoren (8; 9) einer Bewertung zugeführt wird, und die Sonde (1) an ihren äußeren Begrenzungen Packer (2; 2''') aufweist, zwischen denen im gleichen Abstand, als Sensorringebenen in der Mantelfläche der Sonde (1) verteilt, elektrische Sensoren (8) vorgesehen sind, wobei ein weiterer Raum als Tracerraum (4) zwischen Packern (2'; 2") ausgebildet ist, der über elektrisch sowie thermisch wirkende Sensoren (8; 9) verfügt, die eine thermische Messung des Verhaltens der physikalisch beeinflussten wässrigen Flüssigkeit zulassen, die über die im Bereich zwischen den Packern (2'; 2") sich markant ausbildende Tracerfahne (S) vorzunehmen ist.

3. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (1) über als Mikropacker ausgebildete Packer (2; 2'; 2"; 2''') verfügt, mit deren radialer Erstreckung zur Innenseite der Filterrohre (3) sowie in vertikaler Richtung des Verlaufs der Längsmittenachse der Sonde (1) folgend ein ringförmiger, hohlzylinderartiger, mit Grundwasser ausgefüllter Raum mit geringer radialer Erstreckung ausgebildet ist.

4. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlzylinderförmige Raum durch die Eingrenzung mit den Packern (2'; 2") in einen Tracerraum (4) weiterhin unterteilt ist, in dem das darin anstehende Grundwasser durch die markierte, wässrige Lösung ausgetauscht wird.

5. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maxima-Minima- Verteilung der Tracerflüssigkeit im Grundwasser zur Feststellung der Grundwasserfließrichtung und -geschwindigkeit sowie Temperaturverteilung und -veränderung mittels auf der Sonde (1) angeordneter Sensoren (8; 9), ohne Beeinflussung des natürlichen Strömungsfeldes einem Messvorgang unterzogen ist.

6. Sonde nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die markierte Lösung in den Raum um die Sonde (1) eingeführt und gleichzeitig das anstehende Grundwasser ausgetauscht wird, wobei der eingegrenzte Raum (4) die Sonde (1) ringförmig umgibt, mit den markierten Lösungen ausgefüllt ist, deren Ausgangseigenschaften bestimmt sind und mit der Grundwasserströmung (7) in ein richtungsbezogenes Messfeld bewegt, Veränderungen erhält, deren Maxima-Minima-Verteilung elektrischer und thermischer Einwirkungen im Grundwasser zur Feststellung der Grundwasserfließrichtung sowie -geschwindigkeit mittels elektrischer und thermischer Sensoren (8; 9) ermittelt ist.

7. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Maxima- Minima-Verteilung der chemisch markierten Lösung, eingeleitet in einen um die Sonde (1) eingegrenzten Raum (4), mittels elektrischer Sensoren (8) erfolgt, die über die Länge der Sonde (1) verteilt sind.

8. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Maxima- Minima-Verteilung der physikalisch markierten Lösung, eingeleitet in einen um die Sonde (1) begrenzten Raum (4), mittels thermischer Sensoren (9) vorgenommen und dem Raum (4) entsprechend angepasst ist.

9. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung der Sonde (1) die Messung der Maxima-Minima-Verteilung der markierten Lösung in der zeitlichen Folge nacheinander eingeleitet und vorgenommen ist.

10. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung der Sonde (1) die Bestimmung der physikalischen Größen zur Messung der Maxima- Minima-Verteilung der chemisch und physikalisch markierten Lösungen gleichzeitig in einer Messfahrt vorgenommen ist.