ALBERT

Beschreibung: Der Einsatz des LANDSAT-Satellitensystems zur Abbildung nahezu der gesamten Erdoberfläche (Maßstab 1 : 1 000 000) hat den Geowissenschaften, nicht zuletzt der Geologie, neues Datenmaterial erschlossen, das als zusätzliche Information bei der Bearbeitung großer Gebiete herangezogen werden kann. Der multispektrale Ansatz des Satellitensystems, d. h. die Abbildung der Erdoberfläche in verschiedenen Spektralbereichen vom Grün bis zum nahen Infrarot, macht neue Arbeitsmethoden zur Datenanalyse notwendig.

Beschreibung: thesis

Beschreibung: DFG, SUB Göttingen

Beschreibung: Seit gut 20 Jahren wird die Grundwassernutzung im Rahmen des "New Valley Project" stark vorangetri eben . Um eine langfristige Funktionsfähigkeit der Entwicklungsprojekte zu gewährleisten, mußte die Frage der Grundwasserbildung und -herkunft geklärt werden. Radiokarbon-Altersbestimmungen, Isotopenuntersuchungen und hydrochemische Analysen zeigen, daß das Grundwasser des Dakhl a-Beckens fossil ist; eine rezente Grundwasserneubildung ist nicht nachzuweisen. Grundwasserbildung fand letztmals während des letzten Hauptpluvials (〉20.000 Jahre B.P. ) statt, postpluviale Grundwässer wurden nicht nachgewiesen. Das Grundwasser wurde aus Niederschlägen atlantischer Feuchtmassen gebildet, die über eine Westwinddrift in die östliche Sahara gelangten. Die Grundwasserbildung war weitgehend lokal, großräumige Grundwasserbewegung findet nicht statt. Die Möglichkeit von Überläufen fossiler Grundwässer aus Nachbarbecken, wie Nordsudan-Becken und Kufra -Becken , konnte nicht geklärt werden. Aufgrund der analytischen Untersuchungen ist der Aquifer des Dakhl a-Beckens weder regional noch vertikal gliederbar; seine Ausbildung ist bei großräumiger Betrachtung sehr homogen. Wegen der ungleichen Verteilung der Informationen im Dakhla-Becken wurde zur Grundwassermassenberechnung ein dreidimensionales Computermodell entwickelt, das über Regressionen mit Polynomen höherer Ordnung die Volumina des Aquifers errechnete. Soweit überprüfbar, erbrachte das Modell gute Ergebnisse, so daß es künftig auch in Becken angewandt werden kann, von denen noch weniger Informationen vorliegen. Es wurde ein Zeit-Volumen-Modell erstellt, das zum einen den Absenkungsverlauf des Grundwasserspiegels beschreibt, zum anderen die zur Klärung der Grundwassersituation verwendeten Parameter stützt und sie als weitgehend richtig ausweist.

Beschreibung: For about twenty years the use of the groundwater has been increased closely within the frame of the "New Valley Project". The questions of the formation and origin of the groundwater had to be elucidated in order to insure the long time function of the project. The investigations of isotopes, radiocarbon age dating and the hydrochemical analyses indicate the groundwater of the Dakhla Basin to be fossil; a recent formation of groundwater may safely be excluded. The last time groundwater formation occurred was during the last main pluvial (〉20,000 B.P.); there are no indications of postpluvial formation. The groundwater was formed by the precipitation of Atlantic humid air masses which reached the eastern Sahara by western drift. The groundwater formation was mainly local, regional groundwater movement does not occur. The possible overfl ow of fossil groundwater from the neighbouring basins as the North Sudan Basin and the Kufra Basin could not be clarified. Analytical investigations show the aquifer of the Dakhla Basin neither regionally nor vertically divisible; the shape is very nomogeneous over large regions. Since informations about the Dakhla Basin are distributed unevenly for the calculation of the groundwater masses the volumes of the aquifer were calculated using a three dimensional Computer model working with polynomal regressions of higher order. As far as possible the model shows good results; therefore it can be used in the future in basins with even less informations. A model of time and volume was made describing the decrease of the waterhead; the same model supports the Parameters used for the analysis of the groundwater Situation indicating that the Parameters are correct.

Beschreibung: thesis

Beschreibung: DFG, SUB Göttingen

Beschreibung: Die Untersuchungen der Grundwasserbeschaffenheit und der hydrogeologischen Zusammenhänge erstrecken sich auf das nördliche Stadtgebiet von Berlin (West), das ein Teil des Einzugsgebietes der oberen Havel ist. Das betrachtete Grundwassersystem erfaßt die im Hangenden des mittel oligozänen Septarientons in normaler stratigraphischer Abfolge ausgebildeten Ablagerungen des Oberoligozäns, Miozäns und Pleistozäns Die Mächtigkeiten der auftretenden Schichtfolgen sind abhängig von einer durch Salzbewegungen verursachten Aufwölbung im NE und einer im W gelegenen Salz-Emigrationszone. Folglich treten die größten Mächtigkeiten (ca. 380 m) im W des Untersuchungsgebietes auf. Die pleistozänen Ablagerungen erreichen ihre größten Mächtigkeiten im Bereich einer Erosionsrinne, die im mittleren Teil des Untersuchungsgebietes bis in den Septarienton eingeschnitten ist. Die Betrachtung der Druck- und Fließverhältnisse zeigt sowohl für das tiefere, gespannte Grundwasser der tertiären Schichtfolgen als auch für den oberen Grundwasserleiter einen hauptsächlich nach SW gerichteten Grundwasserabstrom. Für die Potentialdifferenzen zwischen dem oberen und dem gespannten Grundwasser kann in den Bereichen großer Grundwasserentnahmen ein relatives Ansteigen der Druckfläche des tieferen Grundwassers erkannt werden. Die höhere Druckfläche des tieferen Grundwassers weist, in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der stauenden Schichten, auf ein Aufsteigen tieferer Grundwässer hin. Dies wird bekräftigt durch die Ergebnisse der geothermischen Untersuchungen, die für die entsprechenden Bereiche eine großflächige positive geothermische Anomalie erkennen lassen. Der Chemismus der untersuchten Grundwässer läßt im allgemeinen mit zunehmender Tiefe eine Abnahme der Gesamtmineralisation erkennen. Die durchschnittliche Gesamtmineralisation der tieferen Grundwässer liegt mit 15.07 mval/1 unter der des Grundwassers der pleistozänen Schichten (17.38 mval/1). Die räumliehe Betrachtung der Mineralisationsverteilung läßt für die tieferen Grundwässer im NE- und SE-Teil des Untersuchungsgebietes eine erhöhte Mineralisation erkennen, die hauptsächlich auf höhere Kalziumsulfatgehalte zurückzuführen ist. In westlicher Richtung kommt es, durch Reduktionsvorgänge, zu einer Abnahme der Mineralisation. Im tieferen Bereich der Rinne und in den oberoligozänen Schichtfolgen läßt sich das Auftreten von alkalihydrogenkarbonathaltigen Wässern erkennen, deren Entstehung auf Ionenaustauschvorgänge zurückzuführen ist. Die Spurenmetallgehalte zeigen im Grundwasser der tertiären Schichtfolgen, bedingt durch die auftretenden Gesteine, für die Elemente Aluminium, Kupfer und Zink deutlich höhere mittlere Gehalte. Die gegenüber dem Grundwasser der oberoligozänen Schichtfolgen höheren mittleren Bor-, Kupfer- und Nickelgehalte im Grundwasser der miozänen Schichten stehen in Verbindung mit der primären Anreicherung dieser Elemente in den organischen Ablagerungen des Miozäns. Für das Auftreten der Elemente Chrom (III), Strontium und Eisen lassen sich keine Unterschiede zwischen dem tiefen und dem oberflächennahen Grundwasserleiter erkennen.

Beschreibung: The quality of groundwater and hydrogeological relationships of the northern part of the town of Berlin (West), a catchment area of the upper part of the river Havel, were investigated. The observed groundwater System belongs to the stratas above the middle oligocene "Septarienton", in the normal sequence of upper oligocene, miocene and pleistocene. The thicknesses of the occuring layers are influenced by a salt dorne in the NE and a rim syncline in the W, caused by salt tectonics. Consequently the greatest thickness (~380m) is found in the Western part of the investigated area. The pleistocene deposits obtain their greatest thickness in the area of an erosion channel which is in the middle of the investigated area, incised into the middle oligocene Septarienton. The investigations of the relations between artesian head and groundwater flow of the deeper confi ned groundwater in the tertiary strata and of the upper aquifer proved a groundwater flow mainly in southwestern direction. The potential differences between the upper and the confined groundwater shows in the areas of ground-water lowering a relative rising of the hydrostatic pressure of the deeper groundwater. The higher artesian head of the deeper groundwater points to a rise of deeper groundwater, dependent on the permeability of the less permeable layers. This is confi rmed by the results of the geothermical investigations, which show a great positiv geothermal anomal y for these areas. The Chemical composition of the investigated groundwater shows a decreasing total mineral isation with increasing depth. The average total -mineral isation of the deeper groundwater of 15.07 mval/1 lies beneath the level of the groundwater of pleistocene layers (17.38 mval/1). Spacial observations of the mineral isation-distribution show a higher mineral isation for the deeper groundwater in the NE- and SE-part of the investigated area, which is mainly based on a higher calcium-sulfat-content. In the W a decrease of mineral isation, caused by reduction processes, can be observed. In the deeper part of the channel and in the upper oligocene layers an occurrence of alkali-hydrogencarbonat-water, caused by ion-exchange reactions, is recognizable. Trace-metalls contents in the groundwater of the tertiary layers have a definite higher average content of the elements Al, Cu and Zn, caused by the occuring Sediments. The concentration of B, Cu and Ni is higher in the groundwater of the miocene layers than in the groundwater of the upper oligocene layers, this is caused by the primary enrichment of these elements in the organic deposits of the miocene. There are no differences recognicable between the upper and the lower aquifers concerning the occurrence of the elements Co(III), Sr and Fe.

Beschreibung: Les recherches concernant la composition de l'eau souterraine et les relations hydro-geologiques Interessent la partie nord de la ville de Berlin (Ouest), qui fait partie de l'aire d'al imentation de la Havel superieure. Le Systeme de l'eau souterraine considere englobe les Sediments de l'oligocene superieur, du miocene et du pleistocene, surmontant strati graphiquement les couches de l'oligocene moyen (Septarienton). Les puissances des differentes series strati graphiques sont influencees par un bombement au Nord-Est, du ä une tectonique salifere, et par une zone d'emigration salifere situee a' l’ouest. En consfequence les puissances maximales (environ 380m) apparaissent dans la partie ouest du terrain analyse. Les formations du pleistocene atteignent leur plus grande epaisseur au niveau d'une gouttiere d'erosion pentue, encaissee dans la partie moyenne du terrain analyse jusqu'au Septarienton. L'observation des conditions de pression et d'ecoulement montre, tant pour l'eau souterraine profonde et captive des suites de couches tertiaires, tant pour les aquiferes superieurs, un ecoulement principalement vers le Sud-Ouest. Pour les differences de pression entre les eaux souterraines superieures et captives on note dans les terrains, desquels on preleve beaucoup d'eau, un soulevement relatif de la surface de pression de l'eau souterraine profonde. Le plus haut plan de pression de celle-ci indique donc que les eaux souterraines profondes montent en fonction de la permeabilite des couches accumulees. Ceci est renforce par les resultats des analyses geothermiques, qui montrent une anomal ie geothermique positive sur une grande surface des terrains en question. Les caracteri stiques hydrogeochimiques des eaux souterraines analysees font apparaTtre en general une diminution de la mineral isation totale en fonction de 1 ’augmentation de la profondeur. La mineral isation totale moyenne des eaux profondes souterraines est avec 15.07 mval/1 inferieure ä celle des eaux profondes des couches pleistocenes(17. 38 mval/1). La repartition horizontale de la mineral isation laisse apparaTtre pour les eaux profondes de la partie Nord-Est et Sud-Est du terrain analyse une mineral isation surelevee, qui est due principalement a une haute teneur en Sulfate de calcium. Vers 1 'ouest, la mineral isation diminue par l'effet de processus de rfeduction. Dans les terrains du fond de la gouttiere et dans les series de couches de l'oligocene superieur on remarque l'apparition d'eaux contenant du NaHCOp provenant du processus de changements des ions. Les teneurs de metaux traces dans les eaux souterraines des series tertiaires montrent nettement-conditionne par les roches y apparaissant- des valeurs moyennes elevees pour l’aluminium, le cuivre et le zinc. Les teneurs moyennes en bore, cuivre et nickel des eaux souterraines des couches du miocene, surelevees par rapport aux eaux souterraines des couches de l'oligocene superieur, sont en relation avec l'enrichissement primaire de ces elements dans les gisements organiques du miocene. En ce qui concerne la repartition des eie ments chrome( III), Strontium et fer aucune difference est notable entre les aquiferes profonds et ceux pres de la surface.

Beschreibung: thesis

Beschreibung: DFG, SUB Göttingen

Beschreibung: Die Arbeit behandelt die in vielen Küstengebieten auf tretende Erscheinung des Eindringens von Meerwasser in den Untergrund des Binnenlandes und die daraus resultierende Grundwasserversalzung (Küstenversalzung). Zur Klärung dieser Frage wurden im ostfriesischen Küstengebiet seewärts und landwärts der Süßwasser-/Salzwassergrenze mittels spezieller Bohrungen aus Tiefen zwischen 5 und 300 m u.G. insgesamt 46 Grundwasserproben entnommen, der Stoffbestand analysiert, die Sauerstoff- und Schwefel -Isotopenverhältnisse ermittelt und die Radiokohlenstoffkonzentration bestimmt. Ergänzende Untersuchungen betrafen die Dynamik der Versalzungsvorgänge. Ein hydrochemisches Profil durch die Versalzungsfront zeigt, daß im Untersuchungsgebiet eine durch intrudiertes Meerwasser verursachte Versalzung bis zu 16 km landeinwärts der heutigen Küstenlinie und bis in einer Tiefe von 250 m u.G. nachzuweisen ist. Unterhalb dieser Tiefe ist eine zunehmende GrundwasserVersalzung durch hochmineralisierte Tiefengrundwässer zu beobachten. Der intrudierte Meerwasserkörper ist sowohl hinsichtlich Art und Konzentration der gelösten Salze als auch altersmäßig heterogen. Die Versalzung erfaßt gutdurchlässige quartäre wie geringdurchlässige tertiäre Ablagerungen. Die Form der Süßwasser-/Salzwassergrenze ist keine mehr oder weniger flach einfallende Fläche, sondern eine Verzahnung zwischen süßwasser- und salzwassererfüllten Schichten, so daß hochversalzte Wässer von Süßwässern unterlagert werden können. Die Versalzung des Grundwassers im Untersuchungsgebiet ist nicht das Ergebnis eines einheitlichen Vorgangs; auf Grund der hydrochemischen Untersuchungen und Radiokohlenstoffdatierungen sind innerhalb des durch intrudierte Meerwässer versalzten Bereichs mindestens 3 Salzwasserkörper zu unterscheiden, die zu verschiedenen Zeiten in den Untergrund eingedrungen sind. Zwischen dem Altersaufbau der Versalzungsfront und dem großklimatischen Geschehen der letzten 7000 Jahre scheinen Zusammenhänge zu bestehen.

Beschreibung: This work deals with the intrusion of sea water into the underground of binnen lands and with the resulting groundwater salinization, which is a common phenomenon of many coastal areas. For the solution of this problem in the coastal areas of East Frisia in all 46 groundwater samples have been taken from special boreholes (depth between 5 and 300 m below surface) located seaward and landward of the fresh water-/salt water boundary. The mineral contents of the ground-water samples have been analysed, the isotope relations of oxygen and sulphur have been determined and the concentrations of radiocarbon have been assessed. Further investigations dealt with the dynamics of salinization processes. A hydrochemical section crossing the salinization front shows, that within the area of investigation salinization caused by sea water intrusion can be demonstrated up to 16 km landwards from the recent coast line and down to a depth of 250 m below surface. Below this depth an increasing salinization of highly mineralized deep groundwater can be observed. The intruded sea water body is very heterogenous regarding the kind and concentration of soluted salts as well as regarding its age. The salinization incorporates both the well permeable Quaternary layers and the less permeable Tertiary sediments. The form of the fresh-water/salt-water interface is no more or less slightly dipping plane, but an interfingering of layers with salt water and layers with fresh water; thus highly mineralized waters can be underlain by fresh waters. The salinization of the groundwater in the investigated area is not the result of a uniform process. On the base of the hydrochemical investigations and the radiocarbon datings within the area affected by sea-water intrusion at least three different salt water bodies can be distinguished which intruded at different times into the underground. Apparently a correlation exists between the age relations within the salinization front and the large scale climatic history of the last 7000 years.

Beschreibung: thesis

Beschreibung: DFG, SUB Göttingen

Beschreibung: Bei der Auswertung von' Fernerkundungsdaten wurde bisher davon ausgegangen, daß die untersuchten Objekte angenähert LAMBERT'sch reflektieren. Daß diese Annahme für Pflanzen falsch ist, wurde schon vor über 10 Jahren erkannt und seitdem mehrfach systematisch untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurde in grundlegender Weise das Reflexions verhalten von natürlichen Gesteinsoberflächen untersucht. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Richtungsverteilung der reflektierten Strahlung unter verschiedenen geometrischen Bedingungen gerichtet. So wurde als Simulation der natürlichen Geländebedingungen, wie sie etwa in den Alpen vorliegen, der Beleuchtungswinkel, die Probenneigung und der Detektorstand systematisch variiert und der Einfluß dieser Veränderungen auf das Reflexionsverhalten der Gesteine registriert. Die meisten Messungen erfolgten im Labor mit Hilfe eines speziell für diesen Zweck konstruierten Meßtisches, Als Proben dienten natürliche Gesteinsproben, die vorher unter Geländebedingungen gemessen worden waren. Bei den meisten Proben handelte es sich um Karbonatgesteine; wenige Ausnahmen, wie z,B. Sandsteine, wurden als Sonderfälle studiert. Bei zahlreichen Vergleichs- und Kontrollmessungen wurde versucht, den Zusammenhang zwischen Labor- und Geländemessungen herzustellen, Als wichtigstes Ergebnis wurde nachgewiesen, daß die Reflexion bei keiner der untersuchten Proben dem LAMBERT‘schen Reflexionsgesetz folgt: Der Reflexionsfaktor hängt also von den geometrischen Bedingungen ab, bei denen die Messung erfolgte, Sonnenstand, Hangneigung und Detektorstand sind als zusätzliche Parameter zu berücksichtigen. Die Ursachen für diese Richtungsabhängigkeit der Reflexion sind einerseits die innere Struktur − also die Ausbildung von primären Reflexionsflächen, die sich auf die Gesteinsoberfläche durchprägen − und andererseits die Rauhigkeit oder Relieftiefe der Oberfläche. Die größten Abweichungen vom LAMBERT'schen Reflexionsverhalten wurden bei größeren Zenitdistanzen, besonders bei schrägem bis streifendem Lichteinfall beobachtet. Die Konsequenzen für die Bildverarbeitung sind eindeutig: Bei der Klassifizierung und Identifizierung von Gesteinen aus Fernerkundungsdaten muß das Geländerelief und die Beleuchtungssituation mit berücksichtigt werden. Schon die unterschiedliche Beleuchtung auf verschieden geneigte Flächen gleicher Oberfläche erzeugt unterschiedliche Grauwerte für die einzelnen Flächen. Das gilt für jede Oberfläche, unabhängig von ihrem Reflexionsverhalten. Das richtungsabhängige oberflächenspezifische Reflexionsverhalten bewirkt (je nach der Winkel Konfiguration) eine weitere Veränderung der Grauwerte. In dieser Arbeit wurde gezeigt, wie die Korrektur der Beleuchtungsverhältnisse mit Hilfe eines digitalen Geländemodells erfolgen könnte. Die aus einer topographischen Karte entnommenen Höhendaten bilden die Grundlage für eine radiometrische Reliefkorrektur, bei der die durch schräge Beleuchtung verfälschten Grauwerte so korrigiert werden, daß die Ergebnisse einer Aufnahme ohne Relief entsprechen. Somit sind alle korrigierten Aufnahmen, unabhängig vom Sonnenstand, untereinander vergleichbar. Die Wirkung der Korrektur wurde an einem Modellgelände demonstriert. Eine Korrektur von vollständigen Aufnahmen, wie z.B, ganzen LANDSAT-Szenen, war bis zur Fertigstellung der Arbeit wegen der begrenzten Rechnerkapazität noch nicht möglich. Mit einer erweiterten Rechenanlage wird es aber in Zukunft möglich sein, eine ganze Szene in Hinblick auf ihre Beleuchtungsverhältnisse zu korrigieren. Der nächste Schritt, die gesteinsspezifische Korrektur mit Hilfe der ermittelten Labordaten, kann dann ebenfalls mit Hilfe des digitalen Geländemodells erfolgen.

Beschreibung: During the evaluation of Remote Sensing Data it has been assumed up to now that the examined objects reflect approximately with LAMBERT'S law. In the case of plants it has been recognized over ten years ago that this assumption is wrong and this has led to numerous systematic examinations. In the present thesis the basics of the reflective behavior of natural rock surfaces was studied. Special emphasis was placed on the directional distribution of the reflected radiation under various geometric conditions, Natural terrain conditions, as found for instance in the Alps, were simulated by systematic variation of the angle of illumination, the sample inclination and the position of the detector. The influence of these variations on the reflective behavior of rocks was registered. Most of the measurements were done in the laboratory with the help of an apparatus which was constructed for this specific purpose. Samples of natural rocks were used; these were measured previously in the terrain. Most of these samples were carbonates; a few exceptions, such as sandstone, were also studied. During numerous comparitive and verifying measurements it was attempted to establish the correlation between laboratory and terrain measurements. As prime result, it was shown that none of the examined samples followed LAMBERT’S law of reflection. The reflection factor, therefore, depends on the geometric conditions at the time of measurement. Additional parameters that have to be accounted for are: position of the sun, terrain inclination and position of the detector. The reasons for this directional dependency of the reflection are on one hand the inner structure, i.e. the formation of primary reflection surfaces, which are imprinted on the rock surface, and on the other hand the roughness or depth of relief of the surface. The largest deviations from LAMBERT'S reflective law were noticed at larger zenith angles, particularly for sloping to glancing illumination. The consequences for the image analysis are clear-cut: during the classification and identification of rocks using remote sensing data the terrain relief and the illumination conditions have to be taken into account. Even a varying illumination of tilted areas of identical surfaces results in different gray values for the individual areas. This is true for any surface, regardless of its reflective behavior. The surface-specific directional reflectance gives rise to a further change in the gray values (depending on the angle configuration). In this thesis it has been shown how a correction of the illumination can be achieved with the help of a digital terrain model. The elevation data extracted from a topographic map give the basis for a radiometric relief correction. The gray values falsified by sloping illumination are corrected, such that the result is an image without relief. Therefore all corrected images, independent of the position of the sun, are comparable. The effect of this correction was demonstrated using a terrain model. Complete images such as LANDSAT scenes could not be corrected in this manner at the time of completing this thesis due to limited computer capacity. With a larger computer it will be possible in future to correct complete scenes in regard to the illumination conditions. The next step, a rock-specific correction with the help of data established in the laboratory, can also be achieved with the help of the digital terrain model.

Beschreibung: thesis

Beschreibung: DFG, SUB Göttingen