11.C.( N/ 'd .ae.Wr{ PrbFre r6t^ \ '11-19 \ lLr '8art 5 D'emb"rrooq \er |erJ

Die hydrogeologischen Ergebnisse derThermalwasser-bohrung in den oberen Muschelkalk für das Merkel'sche Badin Essl ingen am Neckar

von RupERr PRrrrE!, Stuttgart, und wrtHttM scHtoz, Esslingen

Mit 6Tabel l€n und 1o Abbi ldungen

ZUSAMMENFASSUNCrn Esslingen mNeckarmrde für den Betrieb des im lugendstil erbauten, neu

renovierten Me*el'schen Bades durch eine lohrung €in themales Minenl

msser erschlossen (TB lsslingen Merkel'sches !ad). Der Standort befindet sich

in der Talaue .les Neckars md damit tektonlsch lm östüchen lildergraben knapp

lokm südöstljch der Heilquellen von Stuttgat Bad Cannstatt und _Berg in der

2o3 m tiefen Bohrung mrde in 155,5 m der Unterkeuper und in 175 5 m Tiefe der

Obere MuscheLkalk €reicht. Bereits im Linguladolomlt des Unterkeupers stellte

sich artesischer Auslauf ein, der im Tigonodusdolomit des oberen Muscheltalks

nochmals kr:jJtig zunalm. Däs erbohrte Grundwasser steht unter hohem

atesischem Diuck von anfangs 2,3 bar über Gelände. Die rrgiebigteit des

aquif€rs ist selü hoch, mit kurzfristigen Auslauftaten während der Bohnrbeiten

von bis zu etwa t5o l/s Durch einen dreistltfigen auslautuersuch mit bis zu 3()l/s würde die hohe Transmissivität von T = 1 1() ' m1/s elmittelt und eine eiirem

weit reichende Druckreaktlon nachgewiesenDas 32 "c wäJme, salz und gasreiche Wasser ist nach der übljchen Mineral

wass€rNomenklatur als Na Cä_Cl So4 Hcor_Minenl Thermalwasse.Säuerring

mit 8t g/1 gelösten Mineralstoffen chuakterisiert und von henoragender Be

schaffenheit. aufgrund der hoch gespmnten, im Neckartal afteslschen Druck

va.Ldttnr. c " . r , t r t ,d gL.g- dür . '

Die isotopenhydrologischen Xrgebnisse belegen erwartungsgemäß ein se]rJ

ältes Grmdwasser ohne junge Komponente. Iü die Deuterium und Sauerstoft

18 Verha tnisse ergibt sich zusammen mit den Daten aus umliegenden Tief

brunnen md Grundwassermesssteuen ein differenziertes abei plausibles

Strömungsbild.Die geohydraulischen, hydrochemischen, isotopenhydrologischen und geo

themischen Befunde sowie die hohe co, Irlhrung des Thermalwassers der TB

xsslingen Merkel sches Bad erlauben in Verbindung mlt den Daten äus der 5 km

wesiflidwestlich gelegenen Tiefbohrung und Grundwassemessstelle Schan

hausen un.l den Themalwasser nrschLießungen jm Bereich albvorland ud

mittlere nördliche schwäbische alb (Bad uraclr Beuren, Bad Boll, Bad

Ditzenbach) eine Uare charakteasierung des tiefen Flleßsystems im O beren Mu

sch€lkalk des südlichen bis südÖstlichen Fildergrabens Dabei handelt es sjch um

den generetl südlichen zustrom zu den Heilquellen von Stuttgat Bad Camstatt

und Stuttgan Berg, der neben dem nedrig konzentrierien md gasamen

generell wesilichen zustom diesen o-qellen hauptsäcflich die erhöhte Tem

tRUPERT PRE5TEI Und WITH€LM 5.Hloz

Dlö hydrogeologis.hen Ergebnisse derThermalwasrerbohr!18 i i l r , i r r f t i Jh. ces. Nat! rkd€. wü dtem berg 165. iährgang - Teil i Stuti8aft,r5. Dezember 2oo9

peratur, die hohe Salzfiacht und das gelöste ftere cO, zulillirl l)i, rt rrH, Irlnahm€rate in Xssllngen von deuuich unter 2lA bzw l?r,tl !rL/'l rH CLr,r flmaximal Entnahme gemäß mssenechuicher lrlaubriis) !li i' 1tl r j,i,, Iit L,lrd, r ig . . I de, . r8d. c. I Fr q . - l l - . " r , hp. LSchlüsselwö eri oberer Muschelkalk, tektonischer Lrildcrtirirlr'r ! 1, lil , ll

system, Themal und Mineralwasser, Salzftacht, COr iührurrlj, rr)1,, r r (i,1)

ln 2oo5 in Esslingen am Neckd a well for mineräl water ('lB lissi|lt(rlMcrkelt.hes Bad) was drilledto adepthof2o3 m lnto the upperpatol thc U ppcrMuschelkalk aquifer The encountered thermäl and lüghly mineralized waler i3used for the Merkelsches Bad, a newly renovaied lugendsiil baths The well js

located in the Neckar iver valley, in the eastern area ofthe tectonic Fildergraben,in a distance of nearly ro km southeastward of the Stuttgart mineral spings. Theencountered groundwater has a hlgh hydJaülic pressure of 2,3 bar above gromdlevel lecause of the high transmlssivity of the aquifer (T = 11o " m'/s)the discharge of the mmeräl water during the drrlling reachedsholl time flow Etes ofabout 15o l/s.adischage test showed remarkable pressure rcactions in distmtobseration wells in the Upper Muschelkalk aqufer.

The Na ca cl so4 HcOs t,?e mineral and thermalwater br"c)contains 8,7 g/l

Isotopic rcsults show, that tnis deep groufdw?ter is very old, without a youg

Together with stable isotope, hydrochemical, hydraulic and geothe.mal dataof wells in the suounding ärea (Iildergraben, Swabian alb and forelandischamhausen, Bad Urach, Be uren, Bad Boll, Bad Ditzenbach) a differentiated butplausible characterizatlon of the deep flow system in the upper Muschelkalkaquifer results. The Stuttgart mineral springs are mainly chuacterlzed by ihesoutheminflow,thättränsports heai,hjgh mineräl anddissolved cäJbon dioxide

The low discharge rate for the Merkeltches lad in Isslingen ofless than 2llsrespectively r7r,8 m3/day (wäter right concession) excludes certainlydamage ofthe Stuttgart mineral springs.

EINTEITUNGl)as r9o7 eföf fnete Me*clsche Bad rn Esshngen besi tzt e i |e k le jne aber sehr! l r i j f f ,dcf( t r r rLI tcx( |Lr l / l .S(hwimnihrLumirrU(ndi i i , . l i { i .dcf l , rhren2ooll , j ! r ,x,rrv l ) r l ) i l , lL i , l r r ' ,x ,vnrLwLLnl( sc l , , rLr , I r s l r ! lLw,,rk, I r l r r t f nwurdewi i l i ! , r ! i , l { r l , l : r i ,L i ,Hi , r l t r , i l , , r , , rw{) | , r , { l ; r I r , \ ( i . | | , , , r I r I | { | | | r r lMir ! r rL o, l . rMrir , r r l l l r , r f r w rrr r 7u r : l ! l I i

l iLr( iLr l r i l rL, , r r rL, l l l | r ] [ i I r l ] l I r i , \ ,1 [ , .11 ,1, ,1, , r ] , r r ' ! l nrr i l ) i , rL l r r l , r lWirLlr r l ( , r l tv , , r i r , r , ' r t / , ! ) r , r ! r ! lNr ' l r l r r r l vL ' tL ' r l , , l1 1,1(] i L l l ( lLrrr li I r l ! , r r rw, l t , , r tL!rr l f r A| | l , , r ) ln ' r l r lL iHl , r , l l , ,Hrrrrr l l , , r r Arrr , l l i , r , l , : : : r r r i

Standott im Oberen Muschelkälk des Fildergrabens lnesisch g€spannl€s,therm ales, CO) führendes, sälzreiches Mineralwasser ausreichender Xrgiebiekeiieß.hlossen werden kmn. Auf die besondere Situation, dass sich der Standodzwar außerhalb des HeilquellenschutzgeLiets Stuttgart aber bezuglich desAquifeß im oberen Muschelkall< im zustrom zu den Herlquellen von S-BadCannstatt und Berg befindet, Mrde nachdrücklich hjngewiesen. Däraus ergabsich, dass die Nutzug eines unter Esslingen im Oberen Muschelkalk erschlossenen Vorkommens nu mit geringer Entnahmerate betrieben werdenkann, um die Heilquellen im Unterstrom nlcht zu schadigen. Thematisietmrden auch die hohen bolrnechnlschen Anforderungen zur Beherscfung derartesischen Druckverhältnlsse sowie die möglicheMeise edorderiche Inteisenung des Mineralwassers vor einei Nutzung für ladezwecke.

Die günstigen lrfolgsaussichten eines Erschließungsve6uchs mrden insbesondere düch die Xrgebnisse denool durchgefllhtlen, 3r9m tiefen Tiefbohrung sche ausen (PRnsrnr. & ScHr.oz 2oor,I"age s. abb 1)untemauert, dieebenfalls den Oberen Muschelkalk als Aufschlussziel und Aquifer eneicht hatund drin mit einem ergiebigen (jedoch nicn't genutzten) Mineralthermalsäuerling fündig wurde

a!ftraggeber zu Duchführung des Projekts warer dje Stadtwerke lsslingenam Necke GmbH & Co. KC (Teclnischer Direktor Dipl. Ing. W rotz). Die Ingenieubetreuug der Ersclrlleßung edolgte durch Dr W Bausch -lngenieue &ceologen, Holzmaden. ausführende Bohr- und lrunnenbau rirma war geo Bohrteclmik Gmbtt, Blaustein Bermäringen (Hr. B. Kloct) Die bohrlochgeophysrkaLischen Messungen und lernsehbefahrungen rurden durch brg Brunnenpr:iJdienst, Buch m lrlbach, die Messungen zum Auslautuersu.h durch das Ingenieurbüro Karch KjrchentelLinsfurt, in den Messstellen der DB aG durch geon,Ingenleurgeselschaft für wasser und Boden mbH, stuttgart,.durchgeführt. Diehydrochemrschen Analysen feti gte das Labor des Landesamts fit Geologie, Rohstoffe und Bergba'r im Regierungsprasidium rreibug (LGRB im RPI), die isotopenhydrologischen B€stimmungen dje Hydroisotop cmbH,schweitenkirchen.

STANDORT, BOHRABIAUI UND BRUNNTNAUSBA .Da eine fteie Gninflache oder dergleichen im nahen unfeld des Merkel'schenBades nicht verfugbar war, mrrde die Bohrung auf dem befestigten Hof auf derRückseite des Bades in der fier dicht bebauten Neckar Talaue der Isslingerlnnensiadl angesetzt. Der standot befindet sich im tektonischen lildergraben(Abb.r), etwa rkm SW der bisher tartieden nordöstiichen Randverwerfungender Grabenslruttur (GK5l] Stuttgafr und Umgebungi !ruNNrR 1998). Unter etwa

5 rn mlchi gen qua(llren Tälablagerungen folgen hier dre schichten der lunteMfr l r ' l |or i rNL or. los Mit tL.ren Keupeß mit ge r in g mäch hgen, mögl icheMeiserLrnl t i r l t rL.r i N' $L.r ' (k f obfr .n l lunt{ ,n McrgcL un( i darunter dcn Kieselsand-

l ) i , , l , r l ILrrr f wLr, l , l r i {1, . r i / { lv t l r i , ) l i l l , : , , )7,r) rnr j l , r isrrr r l , , l l i r i r r rr r r l l l , , , r i l , , l ) l l , l ih, l lLr+lr , l l l i , ) l . r r r r lk . l Lr i l I iL]r . l rvrr i r l I i , r i rLr \L( ,1

RUPERT PREsrrr und W iHE$ S<tsroz

Die hydrogeologirchen ErBebnisee derThermalwa$erbohrung in Esslifgen

i ldergraben

3A223Eo 3630

Abb. r Ubersicr'islageplan der TB Esslingen Merkel sches Bad mit umgebendenBohrungen, Grundwassermessstellen und TieJbrunnen, verlauf des geoogr lhc.chl . . rabb, u d" l ru l J nFndp. dF SrdbFns

gebracht Dabej wurden folgende Botudurclmesser venvändt und Spenrohre

, .8on Bohd-r 'h lp a (8olrn. la dohr r8 r , . w ede, ge .ogp_.his 44,o m Bohrduichmesser 46() mm,API-Rohri3 3/8 , einzementieri.l,is 157,0 m (unterk€uper) Bohrdurchmesser 3r3 mm, Ausbäuvenoh.ung cFK

r5oo, Durchmesser 219 mm, einzementiert,l,s ,oJ.o m (En.lteufe, oberer MuschelkaLk) Bohrdurchmesser 196 mm, ausbau

vcrrohru.g bis 196,0m CFK rooo, Filterrohr, Durchmesser 4 r/2 . freistehend,tri tlc s Packer an däs einzementierte GlK.Volhohr 2r9 mm angeschlossen

y, l r i r r l in l i . r !ho$!,rr s i r . l $nr i t gnrfr( lwrr ( r l r ' lLr f ' r l t schichlen deslrr iLcr l ( ,Lr l r ' r r r r i i l r I r ( )1tr ! , rMu!f i lkrr lkr l ) I t ILr I i I r , r i ( r ) | ) I l ) . l in. l . t s lch in/w r i l l , r ] r r , , r i , , r l r rLrr I i r l , , l t r ,Lr , l , , r ,1, , r o l l r i ,

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lh.6es. Natü rkde. Wü ttem berg Stuttgart, r5. Dezember 2oo9

TB Esslingen flerkelsches Bod

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abb.2- stratigEphisches Bohryro{rl, Gamma-Ray-rogder TB nsshngen Merkelkches Bad.

und Ausbauzeichnung

GEOLOGISCHE ERGEENISSEDas nachfolgende stratigraphische Boh?rofl (s. auch abb ,) der Themalwasserboluung TB Esslingen Merkel sches lad beruht auf der lnterlretätlon derlohrproben sowle des Gamma'Ray Logs (GRr; s abb 2) durch die autoren, Dr.wolfgang Bauschund PIolDr Theo Simon (rGR! im RPF) Das GRL ist detailliertmit jenem der Tieftohrung Schamhausen (LGRB Nr.BO 722rlo5706, PrnsrEL &ScHLoz ,oor) parallelislerbar, jedoch ist die scltrchtenfolge des MltteLkeupers,'lbp Kies€lsandstein bis Basis Gipskeuper. in Esslingen 5 m gerlnger mächtig Diecrl)olirl, Sfh chienfolge lag am Standort 15m (Top Kieselsandstein) bis 2()m(l l r r ls ( 1r t ) f r ) l roh.r i ls . rwenel

RUP!Rr PREsrtu und WTHETM ScHroz

Die hydrogeooBischen Ergebnisse derThermalwa$efbohrung in E5slifgen

LGRB Nr. BO 722to7129i R = 35 23 o5o,73,H = 54 oo o37, oo, Ansatzhöhe 237,45 mNN

o 48 m O_qanäi, q (48/5,() m),,o m Autrüllung

48mKies, sandig und etwas schlutrig, helbraungrau; Neckarkies

5,o m Ton / Tonstei4 rotbnun und giüngrau (Olrartär, oder Obere BunteMergel)

39,o m Bunte Mergel-Iormation, km3 (>34m)13,o m Kieselsandsteinschichten

39,om Untere Bunte Mergel, ab 30m mit Glps

48,o m schilfsandstein-Iomation, km2 (9 m)

42m Dunkle Mergel

48 m Schilfsandstein, in Nomafazies155,5 m Gipskeuper-Iomation, km1 (107,5m)

76m obere Bunte, Graue und untere Bunte xsthedenschichten

77 m Acrodus'Corbula Horizont- ü6 m MitUerer Gipshorizont üd Bleiglanzbankschichten

133m Dunkelrote Mergelr39 m Bochinger Horizontr55,5 m Grundgipsschichten

175,5 m Unterkeuper, ku (ro m)- 158,5 m Grenzschichten- r60,5 m Ungulaschichten (mii ringlladolomit)

rbo.o m Anop.ophord>. i 1e (a r ^

1-on' bat l- 169,2 m Albetlbantschichten (mit Sandigen Pflanzenschiefem)- 174, o m Hauptsandsteinschichten und nstherienschichten,- 175,5 m Basisschichien

- 2o3.o m oberer Mus.helkall<, no (>rZ5n)

- r85,o m Trigonodusdolomit- 2o3,o m Künzelsauer Schichten und zuunterst Meißner Schichten

(bei188 m Tonhoizont 6, bei 19r,5 m Tonhorlzont 5)

Na{h der Geologischen Karte GK5o Stuttgart und Umgebung (BruNNEr 1998,{lorL llcil ,) fällt die Schichtfläche Keuper/Muschelkalk am Standort innerhalb(1.$ |iLdcrgrab€ns nach Südosten ein. Tatsächlich wurde diese Grenze knapp)o tri litjher angetrotren als bisher in der Schichtlagerungskalte konstruiert. In, Lrcr . lwa 55 m nordöstLich entfernten BohrunS l i l r c lnc l idwi i rmesonde wurdel lk l lasi$ KLcsclsandstcinschichten bczog.n rLr l NN I l l r l i rHs B m i iefel an-

B, l ro l11,nr l$,ndcr l l l l lsr l lngorM.rkcl 's lx$l l r r l ' i r i r r r i r r r rLrrsrLr lc i r reSiörung(tr1( '

L i .xür Ltrr Nrhlx iokrh , l ( $ s l rn( l ( ) | l r t l r , rx l r I ) r i r . | l , r ! r r , l . I l )nr lb$iLiondcrl | rL lLr l l r I l i r , ru l lwrsi , r | l ) l r r r r l t Lr ' r prr) l { 'N|x l i l ryr | | , , f i { \ "1,U !1r rr S(hrr iL lzf l I l Al) l ) l

.lh.ces. Natu rkde. Wü lttem berg i t r t tcrr t , ,5. o*urb"*t ' s" ' t " ,q

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lNNrul oqpH

Abb.3. ( i , r )LoHirdr.r Lrn( i hydrcgcobf l is(hcr Srhnl t t SW - NO von d( l r Grundwrrf l f f i r { , rL$!1{r l l ( l Srhir I | r l r i r r ! r r r 7|r l l l l lNNlLrrglr i M(r*f l '5( 'h(rs l lx( l r r t zu ( l I f

nor l l i l$tLt( tx,r j ILt( t f rHr lh, l | Rl | | i lv f ru/ t l |Hf l l

IRUPERT PRESTEL und wrrHE!M scHroz

Die hydrogeologi5chen Ergebnis5e derlherma wa$erbohrung ln Esslingef Naturkde.Württemberg , 'st, t t i i . t , ,s. o"i".u"' '" .g s"t".

HYDROGEOLOGISCHE BOHRBEFUNDE

Di€ quärtärenKiese wären ab 4,15 m,also nul in jlüem untersten Abschnitt, nassb?w. im Crundwasser. Für den Kieselsandstein ist Grundwasseduhrung an'zunehmen, aber fü das Bohrloch nlcht dtell belegt. h den Schichten desKeupers wurde ab 30 m (Untere lunte Mergel) wechselnd, aber prakiisch durch'gehend bis zur Basis Gips, in den crundgipsschichten nach \,'lsueller Anspncheder Bohrproben auch Anhydrit angetroffen.

Am 13.o8.2oo5 erfolgte bereits ]n 159m Tiefe unter Ansaiz jm haherenUnterteuper, in den rjngulaschrchten der,,r. Zutriti" von Grundwasser, der raschartesisch w.urde. Das mli etwa 4 bis 5 l/s auslaufende wasser war gasreich,schaumend, geruchlich H,S-fuhren d, nach Handmessgeräten ,8,5 'c warm undm it ! 3oo {S/cm elettrlscher leitfähigtelt hoch minenlisiert line provisodscheMessung des Drucks mittels Manometer ergab in küzfristig geschlossenem Zunand 2,3 bar über celände, entsprechend 260m NN

Bohnochgeophysikalisch und fernsehiechnisch mrde dieser I zutntt imLrnguladolomit in r58t bis 159,4m Tiefe aus einer tlatrenden schichtfuge mitKlufttreuzung idenufiziert. Die Temperatur des zuintts im Bohrloch wurde bei

U9.5 m mit 29,7'c gemessenNach Setzen der GFK Rohre 2r9 mm bis 156,0 m Teufe wurden die A.beiten mit

r96 mm Bohrdurchmesserfotgesetzt. Am o7.o9.2oo5ft.urden ab r7o m Teufe imHauptsandstein des Unterteupers bis r83,5m Teufe 1m Tngonodusdolomit weitere, zuunterst sehr starke Zutritte von Grundmsser angefahren Die Auslaufrates t Leg auf geschätzte To l/s Auch nach den Daten des Auslautuersuchs mit biszu lo l/s bei einerAbsenlung des Drucks von 2,32 auf r,96 bar über Gelände lässtsich auf eine Auslauftate auf Geldndeniveau, je nach Höhe des Eintrittswiderstrnds, zwischen 70 und 19o l/s eirrapolieren

llLe erneute bohrlochgeophysikalische Aufnähme ergab von 17o,o bis 18r,2m2t 7, zufluss und von 182.2 bis 183,5m Teufe 75 % Zufluss der Auslaufrate Nachticr f-ernsehaufnahme efolgt dieser Hauptzutntt aus einer markantenI ro r izontalen Icuft bzw. Hohlraumstruttur im Trigonodusdolomit, Medelm mitrixrüber vertikalen Klüften, die msgesamt im caliper rog aber wenig auffälligrif.l n diesem Flow Log bei nndteufe war der,Ä Zutritt" im Linglladolomitt]|Lr.h d e hohe lließrate aus dem Hauptaustitt im Trigonodusdolomit voliliirdrg unterdrückt und nicht mehr zu erkennen. Die elektrische Leitfährgkeit

,1,.r Zullü$e wurde im lohrloch mit 4ooo Fs/cm (ftir ,5 'c) und deren Temr,r i r !ür InLt 32,3 'C gemessen.

ÖRTL CHE UND RECIONALE 6EOHYDRAULISCHE VERHÄLTNISSEi l l rKr i rLrr tdcrgcohydr.ul ischenVerhäl tn issewurdevomr7.o6.bis09.07.2006,.r ,L ' r r rLI l i l r . r Aüsl 'Lr lv.rsrLch InLt ro, 20 rn( l lo l /s l r l c l t ratc über le 4 iagei l r i l l , l i i l i rL ) ' l r , i l r ' l r rUi l r l t , r r r l , ,ArLsl 'Lr l r , ) /4,)rrrr 2 i r | ( , r l ) ic IL ießrLlr , rL w1r( l i , r l t r ,z i iHoi i rLr l , l l r r t ) i l l , , r f NLrL/L H,, l , rL l iLr l l , ! r i l ! ! h gfwi i l rLL , r r, l , i r l l l , l i r r r i , , r r ! l ; r rw,r l l , | , 1)rr o.rk l l , ) r . | | / r r r r l i : r l l i l ) ! ,M| l r r r r r t f r lrh.r AI l rL] l i rLr , r l . r ) i r r ( l i , l f ,v{ f i l i r r l ) . r r l I r . l rk1r | r r lL.r f rLI i i r lkr , l , l ) l l

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Abb.4. Wrl ! , r rL, , i ! ls l ! r i r ] | | r i ( | i l ( '

( i I r i i lwir r { r r ( r r 1( l , , r r s, lurrrLlr i r ! r r r ! il l ( /4/ l r r r r l Mir l r l , r r l r r l ( rLr , I r i r r L i r f , r , 41,1, r ) v, , r wr ih l f , r l , ,1 i ,1 r i i r , i , i , r r l, | | . , r lL l l l r I , r Arr l r r r lv , r rL i f i l r r r , l , r I l l r r r1r t ] , r ,M,,N, l rL, l in i l t ix j

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oi" nyat"g""t.litit'"'. Eis"onlsse derTherhälwass€rbohrLnB in Esslingen

wer i, Redox Potenzial un.l Sauerstoffgehalt am Brunnen begann en md endeten

le l Woche vor md na.h der Auslauf?hase ln den umliegenden Messstellen

; urden dle Druckhohen riber den versuch htu aus langftistig lontinuierhh aui

gezeichnet Am nnde d er auslauJstufen und der wiederanstlegs Messung waren

in der TB Esrlingen Merkellches lad noch kerne stationären Verhältnisse

erreicht Der Ruhedructwurde, geringftigig schwankend, vor Beginn der l Aus

laufstufe mit 2,33 bar bzw 236,24m NN + 23,1m = 259 54m NN gemessen {zur

generellen Übeßnht s abb. t Damlt besteht zu Auslauft'he del Inselquelle

;ife Ditrer€nz von rd 34m auJ 1o,nkm Entfemung und folglich ein na'\ezu

gleich hoher hydiaulischer GndienL wie er bereits für di€ Grundwässemess

stelle Schämhausen ermittelt mrde Die Duckabsenkungen in TB Esslingen

M.rkel sch cs Bad sind m 1ab 1 r aufgelistet

Tab.11: Druckabsenkung in TB lsslingen Merkellches Bad beim dreistuiigen

Auslautuersuch und beim Wiederanstleg

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Die Druckabsenkung zeigt eine Reichweite von über 20 km ln CWMMähdentaL

ist der Aquifer |icht odernur zeltweise schwach in den übngenMessstellen dn_

gegen hoch gespannt. Die Absenkungsbetr,ge si'd nicht direkL vom Abstend

;o; Auslauf Otr der TB Issljngen abhängig Die ÖstLichen Fildergraben Rand

verwertungen drirft€n ats hydraulische Bara ere wirken dje relative N ähe der BK

174/3 GM;nd BK U.1/4 GM zü den auslaufcnden (Jleil )O-qellen \on Stuttgart

Ba; Cannstatt und Berg stabilisiert bzw vermndert in diesen Messstellen die

Absenkmg. A|lf .he weiteren Wässerstandsschvvantungen {s Gangliriien in

abb.4) infolge Gezeiten, hydrologischer Xinflüsse und hier nlcht erhobener zu

sätzLicher Grundwasserentnahmen aus d€m aquifer wird im Rahmen djeserAr

beit nicht eingegangen

Die vier hydrochemischen Analvsen des IGRB aus dem zeltraumJuni 2006 bis

lmi 2oo8 stimmen bei def meisten Parametem weltgehend überein (Tab' ':)

Die

analysen von ,0116 dokumentieren die pfysikalische und hydrochemische Kon

stan; der l4inerelisatlon während des Austaufversuchs aufgrmd der hohen

Auslaufrate von bis zu 3c) l/s entstricht die Wassertemperatur amlrunnenkopf

Q4=o

l l l L/4/r( M

lr l i / /4 ( lM ) t ,41

M l i l ' rL,Ll r t ) r f /

t1= 9b,92t2 - 9515t3 - 96,25i4 = 16E,65

(-)s1 = 0,66

sl = 3,61

r).mnach betrug der Druck am Efde der Auslaufstufe von 3o l/s noch 1'97 lre

Lw rund r9.7mLlber Gelände. Aus.len Daten ergibt sich Q/s = o,oo83 m'z/sund

rriherudgsweise ermlttelt die hohe Transmissivlfät von T = 1 1() ': m'/s etwas

itrilrcr.ls $e in der cWM Scharnhausen mit T = o 8 1c) : m)/s ermittelt r/nlde

r. wrsseßtandsganglinien der Grundwassermessstelen im Oberen Muschel

krlk i( r74l:l CM, scharnhausen und Mahdental sind aus Abb'4 eßichtlich die

wi, l iL lssfen Dlten,zusl tz l ichauchf:üiBr17.t4GM,sind inTab r 2zusammen

Tirb 1 ,, )ru.r ( rbsenkung (C esä mtbe irag) m u mlieg€nden CrL'ndwasscrmess

,LL, , ri l{ rr auslaulveßuch n TB lsslingen Merkel'sches tsad (zur l-age der

I i lL, IL| |Lr | r I I t | ' I l l rL l . r IL|r l lvorr t r r rx r ! ' kakt ionxzer l

, tWM lr | , r l l r t , , r lkrr i ) Al) ! rkrr f l l ( r r )

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Err i , 'c. .R!?!!I ft!,M 9r4 rylti'!!9:!11!92Die hydrogeologischen Ergebnisre d€rThümalwd*rboh;u;;ir Jh. 6es. Naturkde.würt temberg 165. lahlgäns-rei , ' i t ' t te. , t ,15. D"*;U" i ,oog 5" i1" +

(3r.4 "c) nahezu der Temperatur im zuflussbereich wegen der weit geingerenAuslaufrate bei der Probenahme am 09 06 2oo8 ist die wassertemperatu mit,7,3 "C etrvas niediger. Die Konstanz der Minerälisation mrde durch die neueUntersuchung bestätigt.

Die hauptsächlichen gelösten Bestandteile shd ca. 2,3 g/l calciumsllfat undca.4,1gll Natriumchlorid Das erschlossene wasser ist nahezu sauerstofffrei(Messugen wälrcnd des Auslaüveßuchs gleichbteibend o,r mg/l)und nitratfrei, es ist eisenreich, fluondhältig und reich an gelöstem KoNendioxid.

Nach der nir I ineralwä$er üblichen Klassifikation nach MofAquivälentprozenten (ab ro mmol(eq) %)ist das erscNossenewasservom Na ca cl soLHcO3Typ {Abb.5). Aufgrund des cehalts an freiem Kohlendiond von über rooo mg/l

Tab.2: chemische Beschaffenheit des Wassers im oberen Muscheltalk derTBIsslingen Merkel sches Badr (onzentrationsangaben in mg/l

ist das wasser außerdem als ,Sauerling" zu bezeichnen aufgrund der wassertempeEtu von über 2() 'C ist es auch ein Themalwasser

Die Beschaffenheit des Wassers derT! Esslingen Merkel'sches Bad ergänzt undbestätigt das bestehende Gesamtbild des Strömmgssystems im Oberen Muschelkalk im Bereich der nördlichen Schwäbischenalb, des albvodands und desIildergrabens ejnschließlich d es O-uellgebiets des Muschelkatk Grundwasse6 imCannstatter Becken. Die Wassertypen sind bei den hochkonzentrierten Wässerndes Cannstatter Beckens, den watssem des näheren südhhen zustrombereichs

{StuttgartWangen, Stuttgat-Gaisburg), des weiteren südlichen Zustrombereichs (xssljngen) und des zentralen Fildergnbens (scharnhausen) übereinstimmend (Tab.3). vom zentralen lildergraben weiter nach Südosten lns Alb-vorland wird auch in Beuren der gleiche wassert,? mgetroffen Im Osten desAlbvorlands und im Bereich der nördlichen schwäbischen AIb (Relchenbach/I1ls,

Bad Bol1" Bad Ditzenbach) sind die erschlossenen Muschelkälkwässer nur aui-grund des geringeren Gehalts an gel0stem Kohlendiond etwas alweichend, dadie Hydrogenkarbonatkonzentration unter die nomenklatorisch definierte rommol(eq) %-Crenze fällt. Noch etwas weiter ösuich (Göppineen, Bad Überkjngen) f:illt die Chloidkonzentration ab und die sufatkonzentration steigt, so

Tab.l: Wasseitypen von Muschelkalk wässern im Bereich der nördllchenSchwäbischen Alb, des Albvorlands und des lildergrabens.

Bohrung

TB Xssllngen Merkelsches Bad

LGRB, Freiburg Na Ca Cl SOa HCO3

InselquelleStuttgartBerg

LGRB, Ireiburg Na Ca Cl SOa HCO3

GWM SchamhausenBK17.4/lGM

LGRB, Ireibug Na Ca Cl SOa HCOI

Stuttgad-wangenBK 171/4 GM

IGRB,Ireibug Na Ca Cl SOa HCOr

StuttgärfGaisb!rg IGRB, Freiburg Na ca Cl SO{HCO3Na Ca Cl SOa HCO3

Itr) l

,LL, , l l ,LtLr l ! l l r r l r [Fr i ( )LLr I

26 rc \966 CLUA Stuttgart Na Ca Cl SOa

?1471997 IFAC, Stuttgä11 Na Ca Cl-SOrlF C, Stut tgart

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Nä Ca Cl SOa

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LGRB

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LGRB

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LGRB

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LGRB

5,86Ca 992 9lr8

72,9 72,9 r8

K166o 168o

3,22 3,61 3,r4 4,18o,166

l . l 5,85 5,61 6,4o 6,628,80 8J9 a,j2 9,24

r l

N( )r

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o.lr4987o.153 o,r57 o,164

2454 245.) 2530

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RUPERT PRE'TEI UNd WLLHETM s' tsLOZ

'I rE DeLrJd oB-olog -Lr"r 'Cpbß,pde ' ' -nJ{" ebol- 'un8 r . r r8", 5tLt tgart , r5 Dez0nh0r ) t ! ! r r r l , / /' ih. a;;n"ü,td. w,,ti".b",s

- ' . - - ' - do! Dr lzerb. .h C. i r : rus 2 21.01.?0C3- TB Essljrgen ierksis.fre3 tsod 09 06 2cuts

^bh.6 !orotLLrR DiagrarnnL von MineüLthernalwässen aus detri O|erc.

ML l i , , (x lk dcr '1ts lssLingen Merkel sdres l :d und aus Grundwasscrmcss, , , r Lrd je{bfunnen i t r r !crc ldr f i ldcrträlen, Albvor land r fd nordl ichc

Die hohe MrneraLisation des in der TB Esslingen Merkel'sches tlad .rr( li oJ:i rr'lMuschelkat G ndwassers ist nähezu einzigatig im betracniclcn slfonrrl|,system, wie es auch das ScHonr.r.nR Dlagramm (Abb.6)ze gt [in schr nrh., v( rwandter ist allerdings das Bad Ditzenbacier Grundwasser im oberen Muschclkalk (Canisiusquelen 1 ünd r). Die Chloridkonzentration ist dort veigleichb!rhoch und welst auf die Herkunft des hoch mineralisierten Mus.helkalk Grundwassers im ösUichen Fildergraben hin. ln Ütereinstimmung mii den hydrauLischen Verhältnissen bewegt sich im Beirachturgsgebiet ein Grundwasserstrom mit hoher Chloridnacht aus dem Bereich dermitueren schwäbischenalb,wesdnhvonladDitzenbach, racf Nordwesten in Richtung Esslingenmd stuttgart (Abb. 7) In den Randberei chen dleses Grundwasserstroms enkt die chloidkonzentration allm,hhch äb Im westen bei lad urach sindnoch ca rooo mg/Lund im Osten bei Bad Übcrkingcn nur no.h .a 600 7oo mg/l chloid im Grundwasser des oberen Muscheltalks vorhanden

welter im westen des Strömungssystems (z ! Rommelsbach, Bonlanden)weisl das Muschelkalk Grundwasser nur noch geinge chlondkonzent.ationenaul da derZustrorn hier aus westlicher Richtmg efolgt Imwesuich gelegenen. ru dr. ern"rbrdr S Spbp ,r dFr v. 'p lJ roEpon

Zusammer mit der rracht an gelöstem Steinsalz, calciumsulfat, cakit undDolomit wird arch das gelöste l{ohlendioxid aus dem Bereich der mrttlerenSchwäbischen Alb nach Nordwesten in Richtung lsslingenund zum aufstregsgebiet des thermalef Muschelkalt Grundwasseß im cannstatter lecken transportie'1. Der latenle Transport des gelösten Kohlendioxids aus südlicherRi.ltung zum cannstatte. lecken hin ist dürch mehrere Muschelkalk Grudwasseraufscllüsse (BK 1744 GM, BI. 17t4 GM, GWM scharnhausenl imsüdli.hen Zustrombereich zum cannstatrer lecken nachgewtesen (Prrsrrl &scEroz roor) Die T! nsshngen Merkel'sches Bad bestätrgt nochmlls diese Verhältnisse Die Modellvorstellung zur cenese der Stuttgarter Mineralwässer, dieim cannstatter Becken durch die Zumischung von aufsteigender Sole austieferen Stockwerten (Mituerer Muschelkalk. Buntsandstein üd Kristallin) entstehen sollen. ist damit nicht mehr hlltbar

5OTOPENHYDROLOCIEsolopenhydrologische Untersuchungen können zum Verständnis des lließy,,L,,rrl,.rnes crundwa$enorkommens beitragen Das in der TB €sslingen

Mr.r i,l ,li.i Bad eßchlossene Muschelkalk Crundwasser ist autgrund seiner, L l i . r K1i i , , r ( i oxrdlülrrung nrht für e ine

^Lterst 'est immung mi i derr lc M€

Li,) , r r r , I rLL )r tu l r d je lösunB vor Bcogefem,LrC freietr i (ohle.dlor idEas

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Die saueßtoffj8 und Deuteium signatu der Wa$ermoLeküle ble b1 niGrundwasserleiter in der Regel erhalten. wässer meteorischen Ußpn'ngs, dicalso in den Wasserkreislauf einbezogen sind, liegen mit dem Saueßtollr8/Deuteium wertepaar auf oder nahe an der Niederschlagsgeraden (ö:H = 8ö'!o + ro) Kaltzeruich neugebildete Crundwässer sind isotopisch leicht, ebensowässer, die in topographisch höheren Regionen neugebildet wu.den. Wannzeitlich neugebildete Wässer sind isotopisch schwer.

Tab.4: Isotopengehalte des MLlschelkälk'crundwassers der TB rsslingenMerkel'sches Bad und weiterer XnlnahmesteLlen (alle Messungen Fa. Flydrolsoto!, schwejterkirchen)

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(TU) (%. sMow (% sMow)TB Issljngen Merkel'sches lad 73,4TB Essligen M€rl.Fl schFs !ad 76.3

9,59,77 6g,t

BergerUrqrell 9,51

9,53BKr74 3 GM 71.3!K 17i14 GM 69,8CWM B4A 9,27 64,1lrunren Mauris.her Gärten 9,3\ 63,8

8.74 6r5GWM Schamhausen

GWM ScharnhausenGWM Scharnhausen 71,4GWM ScharnhausenGopprn gen stäuferquele 19 12199o 75.1

19 r . r199o 9,66 68,1

19.r2199o 9,939,89

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l r f , l l ) rL l r , rbrch canis ius iI r1 l l j rL/r , r l ) r . l r ( r n isrüs rr , l ) Lr , f l , ( lL ( i in is lLrs ,1! i l r r r l rL l t i (JL , i I

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TRUPERT PRT5T4 UNd WILHETM SCH@Z

5eite lo Di€ hydrogeoogischen Ergebnisse derThermalwasserbohrung in Erelingen

hwadungsgemäß ist das wassd der TB Xsslingen Mertel'sches Bad tntiumftei.!s enthält somit kein Crundwasser, das in den letzten 50 lahren neugebildet

Die gemessenen Sauerstoff 18 und Deut€rium Gehälte des Isslinger Muschel-kalk crundwassers sind relativ leicht und haben sich seit der enten Bestjmmung(,006)etwas zu lelchteren Seite hin entlvickelt (2oo9). 1n der zusänmenschaumit den sauentoff 18 und Deuterium'Gehalten von Muschelkalk Grundwässem de. nüneren undweiteren Umgebung zeigt sichfolgendes Bild (Abb.8):

Alle wertepaare sjnd enUangderNiederschlagsgeradenvetejlt,sie sindalso allein den meteodschen Kreislauf einbezogen. Bei nühere. Betrachtung zeichnensich 4 wertegruppen ab, wobei zur vereinfachung nur die ör3O Werte genannt

Grup?e r: isotolisch leichte ö13O wete von ca. 1o,3 bis 11 % SMOWln dlese cruppe fäIen die Muschelkalk wässer von Tl xsslingen Merkel'schesBad, cöppjngen Stauferquelle, Boll rhermalquelle (Boll r, Bad Überkrngen otto1ud Otto r, Bad Diizenbach Canlsius 1md canisius r. Es händelt sichdäbel umregional zusammengehorige wässer des ösuichen Betrachtungsraums: denNordbereich der Schwäbisch€n alb, das ösuiche albvorland und den ösulchen

Gruppe 2: isotopisch relativ leichte ör3o werte von ca. 9,? bis 1o,2 %" SMOW.In dlese cruppe fallen die Mus.helkälk wässer von Ulach 2, Beuren 1, GwMScharnhausen, BK 17.4/3 GM und Bl< 17.1/4 GM. Diese Wässei relhen sich regionalauf enUäng €ines langgestreclten, relativ schmalen Bereichs von der nordlichenschwäblschen Alb (Bad urach) riber das albvorlmd (Beuren) jn den ?entalenFildeignben (SchamhaDsen) bis in den südlichen Randber€ich des cannstatterBeckens (Stuttgart wangen und Gaisbug). Das Muschelkälk-Grundwasser vonBäd Urachhatte urspnmglich-in denlgToerJahren einen öt3o wert von-ro,o%" (KoLLnR & FRrlDRrcHsEN 198,), nach der neueien Isotopengehalismessungvon 199o einen etwas schwererenwert ( 9,66 %). Hier zeichnet sjch vermuuichinzwischen ein stärterer zustrom von tiefem Grundwasser des westLichen Zu

cruppe 3: isotopisch schwerere öüo wede von ca 9,4 bis 9,8 %. sMow.Xs handelt sich dabeium die stuttgarter Mjneralwässer im Cannstatter Becken:z. B. Inselquelle, Berger Urquell, Velelbrunnen und Wilhelmsbrunnen r.Je stärkerdie Vemrschung mit niederkonzentiierten Wässern ist, desto stärker isl dieTendenz zu schwereren lsotopenwelten.

Gruppe 4: isotoplsch schwere örro Wcric vor ( : , ) ( ) ( ) l ) is 9,1 % sMoWDabci hand.Lt cs $ich ur ' . lc | (x i , , r (on7olr i r l , , r l ,ar tLLrLl t t r r rLIr Mirr f t i rwr l : , ! t ,d i .nrrno.h#'rr l | I Ar l f i | , ( l l r i l r r l j i i r l f r rTrr ! r i , r t r i , r r l .n lx! l rk0r i^tr l r l r ' r l r ' r lw,$rx,r i (1 l l ( iwM l14A) , ! l , r k. l r r f rLol{ l r , r Arr l , , , l rL lLr i r r (Ar! t1r I l l ' '

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RUPERT PRE9ITT UNd W LHT$ SCdtOZ

sei te r2 Die hydrogeologl5chen ErEebnissedefThefmawa$erbohr!ng in E$ ingen

Mombachqüelle) Is handelt $ch dabei um jüng€re Crundw,sscr mit meisthöheren Tntiumgehalten (PRrsrx L 1987).

lh. Ces. Naturkde. Württemberg Stuttgart, r5. Dezember 2oo9

zusammenJa$end lassen sich die lrgebnisse der Isototenunteßuchungen sodeuten, dass der Muschelkllk Crundwasserlelter im astlichen Berer.h desletrachtungsraums von ßotoplsch leichten Grundwassern erflillt ist Wahrscheinlich wu.den diese Wässer während einer kälteren Klimateriode neugebildet Die TB Esslingen Mertel'sches Bad hat den na fdl i.f stcn verbreitungsbererch dieses sehr alten Wassers im ljldeigraben erschlossen von lad urachüber den zentralen Fildergraben bis in den Süden vor Stuttgart zieht sich einBand mit noch relatrv Leichten SauerstoJl.l8- und Deutcrium weten (ca ör3o10 %,, ö:H 70 %").Is handelt sich dabei wahrschelnll.h um Mischwässer mit

Ante en von kllt und warnzeiuich neu8eb ild e ten wässern Die im cannstatterBecken artesisch au{steigend€n Muschelkalk Grundwässer sind u a aufgrundihrer Tntium Markierung ohne Ausnaf m c Mi schwässer als die hauptsächLichenKomponenten sind zu nennen: hochkonzentricrtes Muschelkalk crundwasserdes südlichen Zustrombereichs, niederkonzennlcrtes Mus.helkalk crundwasseraus dem wesUichen hs südwestlicfen zrstrombereich und femer hydiochemisch durch zuflüsse äus dem Gipsl€uper gepragte, calciums!lfatreiche Grundwässer Je nach Mjschungsverhältnis varileren die Sauerstoff 18 und Deuteriumgehalte deutLnh. Dje rLiederkonzentrierten Stuttgarter Mmeralwässer sndcharattensiert duch ilüe vergleichsweis€ schwere isototis.he signatu. DF verte ung der stabjlen Isotope der MuschelLalk Grundwässer fügt sch im betra.hteten Cebiet zwanglos in das Fließsystem im oberen Muschelkalk ein.

GEOTHERMIEDie hohen Temperäturen des Grundwasers im oberen Muscheltalk im lildergraben, im

^lbvorland und der mittleren schwäbischen alb sind seit langem

betunt und wurden mil derTl Isslingen Merkel'sches lad bestätigt Der Beothermische Cradieni is i im Folgen den definiet als

^T/lz ((Temperatu auf Bohr

Iochsohle Mjttlere lähresiem!eiatur) / BohrlochtleJe)Die Temperatur äuf Bohrlochsohle im oberen Muschelkalk in 2o3 m Tiefe |e

trägt 32,5 'C.Bei enref miltleren jahr€stcm peretü von 9'c für das betrachtete Ceblef, die

auch lür älle in Täb.5 aulgelührier Bohrungen verwendet wurde, beträgl dermittlere geothermische Gradlcntbis ir den oberen Muschelkalk inL Bereicf defl l Essl ingen Merkelschcs Bad r ,57 I lhoom

DerVerBleichml ldeng.oi fcrmis.h.ncr id ienlcnv.rb.r ; , , r , r , , , '1, ' , r , , i , lw, l lent fer : i tef n i f f !dU.f( lNh5) v.nl .LrL k l '1. , l i rss i rLrr , l i r t ( , l , , ' l w,r l l |1, , ,wcnlrch(/ß.8<17r l . j (M. l r i : i .L, jL l , .Ltr f ,nI i , j ] rL, ! , t ,1, ! l r i , ,L i , , r i r11, , ,1, , ,

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e,Pe-otr^ 'of :

Abb.9. Tem!€ratur rogs (Tiefe in m) aus der TB xssLing€n Mc rkcl ri i,! ].rLund aus lohrungen, Grundwassermesssiel len und Tietorun.en i i f n, , , l lFildergraben. Albvorlafd und nardlicfe S.hwäbische Alb

In den Randberenhen des Betrachlungvaums ist nach Temp.ntL r .|, L.ILerht enröhter geothermischer cradrent von 4r K/roo m f .stzust( , l l . r A nlstrkr s i fd z! nennen d'e Bohrung LlöbLingen t l2, w.sLl ( l r rL (n r l i L l l , , , r I ,1, . r

I r i r l ! , r i r , l c sL rLrr( . r t ' rc Li , i r ( iöt f r r r |cf ( ) iL l ( l r rL ln r l i r l l ' , lL i I i iL,rr l r L l t r , r . .

r i r l t l f l { ) l r r l l icy lJ.r ( lLr . ! r i i r ( l l ( l r , r ' : ( i r i r lL r l l , , r nr i , , r Lr , l ,11 ^r ll rL l i l t , l ' ,1. , l i . r r iL r l l t r I r Mri , , r : r lw r : r : r . r ! r l r , . ! r i , , ! , . ,1 ! l r . r

1 i , r ( r r r r lv l rw, r lL I r l l , r (^ l ) l , j )r r ' r w,.r ,L , l r r l i l r l r l i , | r1, , l i f , j l t r r j r l r ' r r , l r l r r , l , r l l l

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RUP!Rr PRrsrEL und wrrHELM scHroz

Die hydrogeö ogisch€n Erg€bnisse derThermalwasserbohrung in Essl lngen

Tab.5: Geothermische Daten derT! E sslingen Merkel'sches lad und von weiarp. rn l r roP.

53gB

3506 3qo 35tg 35?t

r l , , , t l , . (Lrz, . ro Obcrer M!s.heLkalk, m'ni Mi i l lerer MuschelkaLk,3 !untsänd. I i l lL { i r , r ( l l , ( l r r r i t

r r l l , r l , lLr l l r , l [ r lNr) l ! r r ! l ! iAr l i r r i r l I iL l t l r , r l t l r l l r r r r iL,i i I rLrL,rrL r ' r .1Lrrr i r r t r , l rL M Ir i r ,Lk:r I I r l r f r lL l r r r , r ) i / | )L) ! i (Lrr : r i : ) i r r l, , i r |L l i , r , l , . r i i r r l , r , i v , ) r l l r l | i ) , - . , r i i r . i , . r l l ) ,1,1 r , l

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Abb.lo. Temperatur Verteilung in Mineralthermalwasser des oberef Muschellalks im südhchen lildergraben (zu den Temperatur Daten s Tab.4).

der Versuchsbohrung Spjeth HoJ in l$lmgen Bertheim 6,6 Khoom {hiermöglichetreise noch vom Bohrvorgang vermjndert)

Auch im Bereich des s!dwestlich€n lrldergrabenrands ist der g€oth€rmischeGradient erhöht (Tab.5, Bonländen 1), erreicht ledoch nicht die cradjenten des

Die Temperaturertcl ung jm Crundwasseßtockwe.k Oberer Muschelkalk msüdlichen Fildergraben (Alb.ro) verdeutLicht. dass Wärme aus d€m Berenh derniLtteren Schwäbßchen Al| zugeführt wird.Die geothermis.he hergie gelangtrrrut)lsächlLch m't dem Transportmedium Wasser tm verkarsteten und get , , l l f l . r oh.r .n Mus.hclkal l n den ! i l .Lergraben und nacf lanBem l l ießwegI ' , ; I i , { i r i rsLr lL.r l l ( rk.n l i . lz Al)k i l l rL!ng aui den f- lLeßw.g.n werden hierr l i l r Wr:rr , r l l . r i l r r iLLir , r r vrrr r r r r i i l I r i ,L . lwrr rh l r l ! . r 8r ' t rkrssenlr l r I i t l r i i , l r l i wL r i L r Iv1) ! l I i , r r t . l , l ] l { r I l I l { ( l r L r l t i r r r n r r r r i r | ,

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RUPERT PRESTEL UNd WITHEIM 5CHTOZ

Die hydrogeDlogis.hen Ergebni5se derThermalw:$erbohrung in Esding€n Siutt8art, i5. Dezember 2o09

nach Norden anstejgenden oberen Muscheltalk an das AufsUegs und o-lellgebiet in Stuttgad Berg und Bad cannstatt hennkommt.

Der deutlich hohere geothemische Gradient im Bereich X sdlngen im vergleichmit dem zent.alen Fildergnben (GWM Scharnhausen) ist auf die geingereMachtigteit der uberlagemden Schichten jm Neckanal zurückzufllhen. DieTemperaturen des crundMssers im obercn Muschelkalk sind in beidenBohrungen nahezu gleich

Während sich im stuttgater o-lelgebiet verschjedene obedächennaheGrundwAsser mit dem aus süden zuströmenden Ihermal und l ineralwassermischen und auch dessen Temperatur deuUich senken, ist das in der TB Isslingen Mertel'sches Bad erscNossene Grundwasser unvermischt und mit ca.

3, "C deuuich wärmer ä]s die utersiromig gelegenen O-uellen im cannstatter

DEUTUNC UND BEWERTUNG DER ERGEBNISSEDie Tiethohrung beim Merkeltchen Bad in Xsslingen hat im Unterkeuper undjm Trigonodusdolomit des Oberen Muschelkalks einen hochkonzentnerten Mineralthermalsäuerling eGchlossen.Das Hießsystem ist hoch eigieblg und stehttrotz der relativ geingen Tiefenlage von 159 m (r Zutrltt, ringlladolomit, ku) und183m unter Gelände (Hauptzutritt, Trigonodusdolomit, mo) unter hohemadeslschem Druck von etwa 2lr bls 23m üb€r der Geländehöhe des Standortssowie des umgebenden Nectartals.

Dj€ relativ gennge hydrochemische und (so weit untersucht) geringeisotopenhydrologische Differenz zwischen dem in der TB nsslingen und in dencf undwassemessstellenTB Schärnhausen (5 km sudwesuich), BK 17413 CM undllK 17.14 cM (6.9 und 8,5km nordwestllch) erschlossenen Grundwasser sowie{lie beim Auslaufversuch erfolgte ausgedehnte hydrautsche Reattion mit überro km Reichwerte belegen ejn kommunizierendes lließsystem im Oberen Mu-! he kalk des mittLeren und östlichen ljldergnbens, südsüdöstlich bis südÖst-r'h der l:lerl undI inerälquellen von Stuttgart Bad camstatt und Beig.ll.merkenswert ist, dass trotz der hohen Potenziäldifferenz von über 2 bar

zw schcn den relativ oberilächennahen crundwässern ln den Keuper-Sandril| rrn und im Quadär und des Mineralthermaiwasseß jm Oberen MuschelkLlk rr NeckartaL etwa zwischen Stutigat wangen/ Untertükheim undl',tr li nltcn brsher keine Aufsliegsareale von Mineralwasser und damit keinelil ( ilt(,r ir iler uberdeckung des Muschelkalt und unterkeuper AquitersI r, ( r I In t ltrworde n sind N u r im Bereich der östhhen Fildergraben'Randbrücherr l']1! h n|{ n hä1 Ur r rcHr (1988) fur den oberen Muschelkalk lypisches Mi

f i , r r l l l r i , f l r r wassr n { l . r Slubensrndstein formal ion in einem Tieibrunnen,.r( i r r l l r i r l r I r t r r l f i r i , , , , , r i l .h. f ' l . i l r r r ls l i 'U rrcrr höher.s Crundwasscrr i l , t r (wr,rk i i r l i l l ,wL(. , r r

r r r l r l | r r r l ( r r i r , l i r r r l , l , r vr)rr ( ^ tsr . (

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Stuttgart Bad cannstatt und Berg emeut bestätigt, nun aber durch geohydraulische Kennwerte in guter Näherung qumtifiziert weden.

Hyftogeologische Modellvorstellungen ud numeische Grundwasserströmungsmodele, die die vorliegenden (?rnsrEl & ScHLoz ,oor) und die lüermit vorgelegten Daten für das Fließsystem im Oberen Muschelkalk des Fildergnbens südlich der Mineräl und Heilquellen von Stutlgan Bad Cannsiatt undBerg nicht korekt berücksichtigen bzw. wiedergeben, berunen offensichtLichauf eher h,?othetischen Annalmen. Gegenüber den djrett veffügbren geohydraulischen Daten (hydraulischer Gradient und Tränsmissivität) und denBetunden zur Hydrochemie, CO: Führung ud Temperatur de, Fließsysiems imoberen Muschelkalk des ljldergrabens als südlicher Zustmm zu den hochkon-zentrieten Heilqüellerl rode die Amahme eines Alfstiegs von Sole und CO'aus tieferen Aquferen durch ,Jiefreichende Vetrertungszonen" im Quellgebietbzw Stadtgebiet Stuttgart selbst (UrRncH oo8) bisher nicht durch Aufschlusse

zwischen TB Isslingen Merkel'sches Bäd sowie GWM Scharnhausen und denMineratnermalsäuerlingen des Albvorlands und der mit0eren nördlichenschw:iblschen Alb (Bad Ulach, Beure(Bad Boll,Bad Ditzenbach; Übersichtsdarstelmg in scEr.oz & SroBER 1006) besteht für den tief Lieg€nden Aquifer desoberen Muschelkalks über mehr als ,o km Strecke eine Lücke von Aufschhissenud Daten. Gegebedalls muss ejn Teilzustrom weit von Sriden entsprechend denPotenzialverhültnissen (Sronnr & VrLLrNGrr, 1992 UrrncHuoo6) das tekto-nische Stö ngssystem des Schwäbische Ljneamenls mit Versatzbetragen bis ?ueinigen zelner Metern im weiteren Bereich des Neckanales, etlva zwischenNijningen ud Plochlngen, durchqueren Eine weitgehende VeMandtsclaftdieser Minerslthemllwässer im Oberen Muschelkalk südlich des rineämentsbezüglich Hydrochemie, Co'Führung und Isotopenhydrologic zu jcnen imFilderglabe4 nördlich des lineaments, ist gegeben. Grundsattzlich sind aberFragen zur Heikunft und xrneuerung des Mineralthermalwass€rs sowie zu aufoder absteigenden ciundwasser Zuflrissen bzw. cross-formauon nowund zumCO, aufstieg unter der Schwäbischen Alb und im Molassebecken noch nichthjnreichend geklärt. Als lclpunkte zwischendenen sich dieser Teilzustrom ausdem Molassebecken im oberen Muschelkalk bewegt, konnen die neueren TBTut ingen (cRrMM et al ,oo5) und TB Neu-Ulm (FrANz et al. 2oor; archjv

"nra aocrl fc"dprlt M,ar.lpn

Durch den hohe4 auch bei Nutzung des Treftrunnens TB rsslingenMerkelsches Bad bestehenden artesischen Drucl von etwa 2 bar riber celändeist das Mineralthermaiwassergegen das Eindringen von Fremdstotren natürlichgeschützt. Bohrungen tief€r aLs Oberkante Grundgipsschichten des Gipskeupeßnrusref allerdings im Um{€ld von eLwa 5km Radius und insbesondeie imN,r 'k i ILxl r l | I ar tesischen Dn1ckvcrh. iL ln istcn v. Lslarndig vermleden oder aul

BrLrrr l , r l , ;J)r{1lr .n, l . r bohr l , \ ' l 'n i i l i f r Ar l I r$,n konscq!.nl i ibcrw hl

RUPFRT PEEST{ UNd WITHEIM sCHlOZ

Die hydrogeDogisch€n Ergebnisse derThermalwa5eerbohtung in Essl ingen '0., .r"r 's,"s i . i i i 'st, t t j , i t , , l .o" '"n,r," ' , , ' , ,) ' . ,rr,

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Ansclrift en der Vertasser:

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