Das Heft Nr. 6 aus der Serie „scriptumonline - Geowissenschaftliche Arbeitsergebnisse aus Nordrhein-Westfalen“ geht der Frage nach, ob die Fichte seit dem Ende der letzten Kaltzeit - die Weichsel-Kaltzeit endete vor ca. 12.000 Jahren - natürlicher Bestandteil der nordrhein-westfälischen Wälder ist. Die Antwort auf diese Frage kann nur historisch belegt erfolgen. Pollenanalysen beschreiben die Waldzusammensetzung der Vergangenheit. Andere Teile von Bäumen sind selten in Mooren oder Sedimenten erhalten und ihre Funde statistisch kaum auswertbar. Die Fichte wächst heutzutage in Nordrhein-Westfalen auf ca. 252.000 ha Waldfläche und dominiert besonders in den Mittelgebirgsregionen. Orkanbedingte Waldschäden der Fichtenbestände bewirkten ein Umdenken in den Waldnutzungsplänen. Dabei setzt man vor allem auf stabilere Mischwälder fast ohne Beteiligung der Fichte, weil diese nicht mehr als standortgerecht gilt. [2018. 17 S., 9 Abb., 2 Tab., ISSN 2510-1331]
Das Heft Nr. 4 aus der Serie „scriptumonline - Geowissenschaftliche Arbeitsergebnisse aus Nordrhein-Westfalen“ befasst sich mit den Terrassen-Sedimenten des Rheins in der nordwestlichen Niederrheinischen Bucht: Im Bereich des Süchtelner Höhenzuges zwischen Herongen und Viersen sowie im westlich angrenzenden Schwalm-Nette-Gebiet besteht die quartärzeitliche Schichtenfolge hauptsächlich aus den 2,6 - 0,5 Mio. Jahre alten unter- bis mittelpleistozänen Ablagerungen. Sie sind der Niederrhein-Hauptterrassen-Formation des Rhein-Maas-Systems zuzuordnen. Zwischen den beiden Ablagerungsgebieten von Rhein und Maas verläuft der Viersener Sprung, der die Krefelder Scholle (Hochscholle) im Osten von der Venloer Scholle (Tiefscholle) im Westen trennt. Infolge der unterschiedlichen tektonischen Bewegungen ist nicht nur die Höhenlage unterschiedlich, sondern zwischen den beiden Gebieten schwankt auch die Mächtigkeit der Terrassenabfolgen stark. Mächtigen Profilen auf der Venloer Scholle stehen gering mächtige Profile auf der Krefelder Scholle gegenüber, die nur schwer miteinander zu parallelisieren sind. [2017. 81 S., 58 Abb., 2 Tab., ISSN 2510-1331]
Das Heft Nr. 16 aus der Serie „scriptumonline - Geowissenschaftliche Arbeitsergebnisse aus Nordrhein-Westfalen“ stellt das transnationale Projekt „Roll-out of Deep Geothermal Energy in North-West Europe“ (DGE-ROLLOUT) vor. Dieses untersuchte eines der vielversprechendsten tiefengeothermischen Reservoire in Nordwesteuropa (NWE), das Rhenoherzynische Becken. Ein wesentliches Ziel des Projektes war die grenzüberschreitende Charakterisierung der unterkarbonischen Kohlenkalk-Gruppe (und im Nachgang der devonischen Massenkalke) in Belgien, Frankreich, Deutschland und den Niederlanden, um die Standortsuche für künftige Geothermiekraftwerke zu erleichtern und um eine CO2-neutrale Wärmenutzung in NWE zu unterstützen. Durch das Zusammentragen und Auswerten des gemeinsamen Datenschatzes und durch die transnationale Erhebung neuer Daten aus Bohrungen und seismischen Kampagnen sollten Tiefe, Mächtigkeit, Struktur und Fazies dieses hydrothermalen Reservoirs charakterisiert und die bisher unbekannten tiefengeothermischen Potenziale der Karbonatgesteine im Rhenoherzynischen Becken ermittelt werden. [2020. 11 S., 3 Abb., ISSN 2510-1331]
Das Heft Nr. 22 aus der Serie „scriptumonline - Geowissenschaftliche Arbeitsergebnisse aus Nordrhein-Westfalen“ fasst Ergebnisse von Untersuchungen in den Wässern der stillgelegten westfälischen Steinkohlenbergwerke, insbesondere Ibbenbürens, zum Vorkommen von kritischen Rohstoffen wie Lithium zusammen. Mit der Einführung und zunehmenden Nutzung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen ist mit einer weiteren Zunahme des Bedarfs an Lithium zu rechnen. In den Grubenwässern des stillgelegten Bergwerks Ibbenbüren der ehemaligen RAG Anthrazit Ibbenbüren GmbH sind erhöhte Lithium-Gehalte analysiert worden. Die Konzentrationen nehmen mit der Tiefe zu. Das Flutungskonzept sieht allerdings nicht die gezielte Fassung stärker lithiumhaltiger Wässer aus tieferen Bergwerksteilen vor. Nach erfolgter Flutung werden die aus den Grubenbauen abfließenden Wässer vielmehr überwiegend aus Sickerwasser bzw. aus Grundwasserneubildung bestehen. Eine wirtschaftliche Gewinnung ist zudem derzeit nicht möglich. [2022. 15 S., 6 Abb., 2 Tab., ISSN 2510-1331]
Das Heft Nr. 10 aus der Serie „scriptumonline - Geowissenschaftliche Arbeitsergebnisse aus Nordrhein-Westfalen“ fasst den aktuellen Kenntnisstand zur Geologie der im westlichen Münsterland verbreiteten Haltern-Formation der Oberkreide (Santonium) zusammen. Die Sedimentfolge besteht im Wesentlichen aus Fein- und Mittelsanden, die z. T. auch grobsandig oder schwach schluffig ausgebildet sein können. Vereinzelt treten quarzitische, selten auch kalkig verfestigte Sandsteinbänke auf. Das Verbreitungsgebiet der Haltern-Formation hat eine Fläche von ca. 850 km². Ihre größten Mächtigkeiten erreicht sie mit bis zu 300 Metern bei Groß Reken und Haltern. Für den regionalen Aufbau des Gebietes sind weite, flachwellige Kreide-Sättel und -Mulden kennzeichnend. Während die Faltenstrukturen im Westteil des Verbreitungsgebietes Westnordwest - Ostsüdost gerichtet sind, biegen sie im Ostteil in eine Südwest-Nordost-Richtung um. Die Mächtigkeitsverteilung der Haltern-Formation wird maßgeblich durch den Verlauf dieser Faltenstrukturen beeinflusst. [2020. 17 S., 4 Abb., ISSN 2510-1331]
Das Heft Nr. 12 aus der Serie „scriptumonline - Geowissenschaftliche Arbeitsergebnisse aus Nordrhein-Westfalen“ beleuchtet ein Verfahren der Erstellung von Erosionsgefährdungskarten auf Grundlage von bodenkundlichen Kartierungen und Wetterdaten. Unter den sich ändernden klimatischen Bedingungen erhält die Bodenerosion im vorsorgenden Bodenschutz eine zentrale Bedeutung. Bisher wurde das regional unterschiedliche Niederschlagsgeschehen durch Regressionsgleichungen abgebildet, in denen die Höhe des Sommerniederschlags die Regenerosivität bestimmt. Diese Ansätze sind unzureichend, um der Dynamik bei der Veränderung der Starkregencharakteristik Rechnung zu tragen, da sie erst mit großer zeitlicher Verzögerung auf eine geänderte Niederschlagscharakteristik reagieren. Daher hat der Deutsche Wetterdienst ein Verfahren entwickelt, das auf Regenradarmessungen basiert. Das Verfahren wird kurz dargestellt und die Auswirkungen auf das Erosionsgeschehen werden erläutert. Entsprechende Karten zur Regenerosivität werden vom Deutschen Wetterdienst regelmäßig aktualisiert ins Netz gestellt. Mit entsprechenden Boden- und Reliefkarten erstellt der Geologische Dienst NRW Erosionsgefährdungskarten, die die Beratung der Landwirtschaft unterstützen. [2020. 10 S., 2 Abb., ISSN 2510-1331]
In Nordrhein-Westfalen ist der Geologische Dienst NRW für alle geologisch-bodenkundlichen Untersuchungen zuständig, die für Genehmigungen von Neuanlagen oder Erweiterungen von Friedhöfen erforderlich sind. Als Träger öffentlicher Belange wird er bereits bei der Flächennutzungsplanung beteiligt und erstellt Gutachten über die grundsätzliche Eignung einer Fläche für Bestattungszwecke. Diese Gutachten sind nach den nordrhein-westfälischen Hygiene-Richtlinien eine zwingende Voraussetzung für die Genehmigung von Friedhofsflächen. In Nordrhein-Westfalen sind die Anforderungen an die Bodenbeschaffenheit, die Wasserverhältnisse und die Grabstätten in den Hygiene-Richtlinien festgeschrieben. Es muss gewährleistet sein, dass - durch Friedhöfe keine Schäden oder Nachteile für die menschliche Gesundheit oder das menschliche Wohlbefinden entstehen. - der Boden die für eine Verwesung erforderlichen Eigenschaften erfüllt. - Grund- und Oberflächenwasser nicht durch Zersetzungsprodukte oder Krankheitserreger verunreinigt werden kann. Der Geologische Dienst wertet relevante geowissenschaftliche Daten der Planflächen vorab aus und untersucht die Boden- und Wasserverhältnisse in Schürfgruben .Bei nicht ausreichender Eignung für Erdbestattungen erarbeitet er praxisnahe Vorschläge für Herrichtungsmaßnahmen. Bisher wurden in mehr als 2.500 Gutachten Erfahrungen gesammelt und Lösungsvorschläge unterbreitet. Auch beim Einbau von Grabkammersystemen, bei der Neuanlage von Urnenfeldern oder Kleintierbegräbnisplätzen sowie bei Anträgen auf Ruhefristverkürzung ist der Geologische Dienst für geologisch-bodenkundliche Untersuchungen der kompetente Partner.
Das Heft Nr. 11 aus der Serie „scriptumonline - Geowissenschaftliche Arbeitsergebnisse aus Nordrhein-Westfalen“ trägt Geländebefunde und Laboranalysenergebnisse zur Rekonstruktion der Entwicklungsgeschichte einer aktiven Störung zusammen. Der Kleingladbacher Sprung ist eine Störung des tertiär- bis quartärzeitlichen Bruchschollensystems der Niederrheinischen Bucht. Er bildet die östliche Randstörung des Wassenberger Horstes und ist dort als eine nach Nordosten einfallende Abschiebung bekannt. Seine lang anhaltende Störungsaktivität ist seit dem späten Oberkarbon sicher belegt und reicht bis in die Gegenwart. Die Reaktivierung dieser Störung erfolgt phasenweise mit unterschiedlichen Bewegungsrichtungen. Während der sogenannten Inversionsphase in der Oberkreide bildet der Wassenberger Horst einen Graben, was dazu führt, dass der Versatz am Kleingladbacher Sprung in dieser Zeit scheinbar aufschiebenden Charakter hatte. Die Geometrie des Kleingladbacher Sprungs im gesamten Bruchschollensystem der Niederrheinischen Bucht bedingt, dass der Versatz der Störung zumindest zeitweise anteilig auch Blattverschiebungskomponenten aufwies. Die hier vorgestellten neuen Geländebefunde belegen, dass der Kleingladbacher Sprung auch im Quartär aktiv war und dabei die Jüngeren Hauptterrassen sowie unterschiedlich alte Lössprofile versetzt und die heutige Landschaftsentwicklung geprägt hat. [2020. 24 S., 8 Abb., 1 Tab., ISSN 2510-1331]
Grundlage der Darstellungen der digitalen Bodenkarte im Bearbeitungsmaßstab 1 : 5 000 sind die Ergebnisse der landwirtschaftlichen und forstlichen Standorterkundung des Geologischen Dienstes NRW mit einem dichten Bohrnetz (Bohrlochabstände 100 m). Für mehrere 100 000 ha der Landesfläche liegen inzwischen digitale Bodenkarten auf Basis der Deutschen Grundkarte im Maßstab 1 : 5 000 (DGK 5) vor. Diese großmaßstäbigen Bodenkarten sind ideale bodenkundliche Planungsunterlagen, da sie mit anderen digitalen Flächeninformationen wie z. B. Klimadaten, Geländemodellen oder Nutzungsplanungen kombiniert werden können. Die Karten sind Voraussetzung für eine optimierte, standortangepasste landwirtschaftliche und forstliche Bodennutzung und einen effektiven und nachhaltigen Schutz von Boden, Grundwasser und wertvollen Biotopen. Die Bearbeitung der Bodenkarten zur Standorterkundung erfolgt nicht im Blattschnitt der DGK 5, sondern im Rahmen von Kartierverfahren, deren Abgrenzungen sich an konkreten Informationsbedürfnissen orientieren (z. B. Grenzen von Gemeinden, Kreisen, Wasserschutz- oder Naturschutzgebieten). Bei Kartierungen der landwirtschaftlichen Standorterkundung werden alle landwirtschaftlich genutzten oder nutzbaren Flächen, bei Kartierungen der forstlichen Standorterkundung alle Waldflächen des Verfahrensgebietes bearbeitet. Ein kompletter Datensatz zu einem Verfahren als Auszug aus dem Informationssystem umfasst in der Regel folgende Inhalte und Datenformate: - digitale Bodenkarte (Bodentypen, Bodenarten, Wasserverhältnisse) als PDF-Datei - Boden- und Auswertekarten im ALK-GIAP oder ArcGIS (SHAPE)-Format (weitere auf Anfrage) - Erläuterungen mit textlicher Bewertung der Bodenverhältnisse als Druck oder PDF-Datei - allgemeine Informationen zu Grundlagen der großmaßstäbigen Bodenkartierung als PDF-Datei und interaktive MS-PowerPoint-Präsentation - Boden- und Auswertekarten als Farbplot (auf Anforderung) Die Daten werden standardmäßig ohne Topografie geliefert. Es wird empfohlen, die topografischen Rasterdaten der Bezirksregierung Köln/Abt. 7 Geobasis NRW (www.lverma.nrw.de ) zu den jeweils aktuellen Bezugsbedingungen und Preisen direkt beim Geologischen Dienst NRW mitzubestellen. So ist eine optimale Übereinstimmung zwischen den geowissenschaftlichen Fachkarten und der Topografie, die der Erstellung der Fachkarten jeweils zugrunde gelegt wurde, gewährleistet. Auf der Grundlage der Bestellung werden vor Abgabe der digitalen Daten in einem Nutzungsvertrag neben den urheberrechtlichen Bestimmungen unter anderem der Nutzungszweck, die Nutzungsdauer und die Anzahl der Arbeitsplatzlizenzen sowie das Nutzungs- und Bereitstellungsentgelt festgelegt. Die angegebenen Preise gelten für Einzelplatzlizenzen. Der Datensatz des Informationssystems Bodenkarte zur Standorterkundung 1 : 5 000 enthält folgende allgemeine Auswertungen zum Bodenwasser-, Bodenluft- und Nährstoffhaushalt: - nutzbare Feldkapazität - Luftkapazität - gesättigte Wasserleitfähigkeit - Kapillaraufstieg von Grundwasser in den effektiven Wurzelraum - Kationenaustauschkapazität - effektive Durchwurzelungstiefe - Erodierbarkeit des Oberbodens Spezifische Auswertungen zu verschiedenen Themen: - Erosionsgefährdung (flächendeckend für NRW, auch auf der Grundlage der Bodenschätzungskarte möglich) - Windwurfgefährdung - Notwendigkeit von Bodenschutzkalkungen - bodenkundliche Grundlagen der Waldbauplanung - Versickerungseignung für Niederschlagswasser - Sickerwasserrate - schutzwürdige Böden Information für Dienststellen des Landes NRW: Das Informationssystem Bodenkarte zur Standorterkundung 1 : 5 000 ist für die forstlichen Kartierverfahren im Intranet des Landes Nordrhein-Westfalen unter ForstGISonline des Landesbetriebes Wald und Holz NRW verfügbar.
Chemische und physikalische Bodenanalysen werden für die Klassifizierung von Böden und für die Beschreibung des Bodenzustandes benötigt. Die Ergebnisse sind wesentlich für ökologische und ökonomische Bewertungen. Häufige bodenkundliche Fragestellungen sind: - Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen - Puffervermögen gegenüber Säureeinträgen; Bodenversauerung - Schutzfunktion für das Grundwasser - Gehalte umweltrelevanter Schwermetalle - Bodenbildungsprozesse Viele wichtige Daten und Angaben über bodenphysikalische und bodenchemische Kennwerte stammen aus den Laboratorien des Geologischen Dienstes NRW. Damit die Laboreinrichtungen den vielfältigen Ansprüchen genügen, sind sie mit speziell auf die einzelnen geowissenschaftlichen Fragestellungen abgestimmten modernen Analysegeräten ausgestattet. Die analytischen Arbeiten im geochemischen Laboratorium werden von einem Labor-Informations- und Management-System (LIMS) unterstützt. Das LIMS ist ein Automatisierungswerkzeug zur Proben- und Datenverwaltung und unterstützt die Organisation sowie das Management der Laborarbeiten. Im LIMS liegen u. a. Analysenergebnisse zu bodenchemischen und bodenphysikalischen Laboruntersuchungen vor. Die gesammelten Analysenergebnisse zu einem Auftrag werden nach endgültiger Prüfung in EXCEL-Tabellen dargestellt. Die erforderlichen Berechnungen von Kenngrößen aus den Ergebnissen erfolgen automatisch. Bodenphysikalische Kennwerte geben über Lufthaushalt, Wasserhaushalt, Nährstoffverhalten, Durchlässigkeit und Filterfähigkeit der Böden und damit auch über Möglichkeiten zur Verbesserung der Bodenfruchbarkeit Auskunft. Aus den Laborergebnissen lassen sich auch die Entstehungsbedingungen der unterschiedlichen Böden ableiten. Dies erlaubt wiederum Rückschlüsse auf Umweltbedingungen in vergangenen Epochen. Die Aussagen, die die Bodenphysik machen kann, sind somit nicht nur für bodenkundliche und hydrogeologische, sondern auch für geologische Karten relevant. Bodenphysikalische Untersuchungen dienen zudem der Bestimmung der Zusammensetzung des Bodens. Ein wichtiges Laborergebnis ist die Korngrößenverteilung des Bodens, die wesentlich seine Eigenschaften und seine Nutzungseignung bestimmt. Weitere bodenphysikalische Parameter sind Lagerungsdichte, Luft,- Wasser- und Gesamtporenvolumen, Porengrößenverteilung sowie Wasserdurchlässigkeit. Aus bodenphysikalischen Untersuchungen liegen vor: - Daten von Bodenproben aus Aufgrabungen - Anonymisierte Daten zur Berechnung von Bodenkennwerten - Anonymisierte Daten zur Berechnung der ungesättigten Wasserdurchlässigkeit - Daten aus der Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) Bodenchemische Analysen werden an zahlreichen, aus verschiedenen bodenkundlichen Kartierungen stammenden Humus- und Mineralbodenproben mit standardisierten Untersuchungsmethoden durchgeführt. Über die Bodenqualität geben zahlreiche routinemäßig erhobene Parameter Auskunft: - pH-Wert (Ermittlung des Säuregehaltes und der Versauerungstiefe) - Carbonatgehalt (Bewertung des Puffervermögens) - Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt (Aussagen zum biologischen Zustand und zu chemisch-physikalischen Eigenschaften der Böden; der Quotient Corg/N - organischer Kohlenstoff/Stickstoff - dient als Indikator für die biologische Bodenaktivität und als Maßstab für die Humusqualität) - Phosphorgehalt (wichtiger Pflanzennährstoff; der Quotient Corg/P dient zur Charakterisierung der Humusart) - bodenbildende Oxide (Aussagen über Bodenbildungsprozesse mit Hilfe der Oxide von Eisen, Mangan und Aluminium) - Erfassung ökologisch bedeutsamer Elementvorräte (Nährstoffe und schädliche Schwermetalle in der Humusauflage und im Mineralboden) Aus bodenchemischen Untersuchungen liegen vor: - Daten von Bodenproben aus Aufgrabungen - Daten aus der Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) - Daten zu Schwermetallgrundgehalten in Festgesteinen NRW - Daten zu Schwermetallgrundgehalten in Lockergesteinen NRW - Daten zu Schwermetallgrundgehalten aus UBA-Projekt - Daten von Bodenproben der Stadtbodenkartierung - Daten zu Schwermetallgehalten von Bodenproben der Stadtbodenkartierung - Daten zu Organika (PAK und PCB) von Bodenproben der Stadtbodenkartierung
