Geological model of an alpine lateral valley with implications for the design of a groundwater monitoring network – the example of the Padaster Valley (Eastern Alps, Austria)

During the construction of the Brenner Base Tunnel (BBT), on the Austrian project side about 12 million m3 of tunnel excavation material have to be disposed of in landfills, since this material cannot be used as aggregate. Therefore, the Padaster Valley, a side valley of the Wipp Valley, will be filled in with nearly 8 million m3 excavation material and with a maximum filling height of about 78 meters. Due to the size of the disposal site and the settlements situated immediately downstream, the geological underground conditions and in particular the hydraulic behaviour of the groundwater body play an important role for the planning and the construction of the disposal site. Based on field data, borehole and pit logging and sampling, geophysical investigations and lab data, a conceptual geological model was established for the complex sediment content of the quaternary infill of the Padaster Valley. Combining above data and the established conceptual geological model, Multiple Point Geostatical Simulation (MPS) was used to derive a quantitative and realistic volumetric representation of the sedimentary infill. It is the basis for the conceptual hydro geological model of the Padaster Valley. For the design of the groundwater monitoring network of the complex site the elaboration of a hydrogeological conceptual model in the early project phase was essential. We assume several flow systems in the quaternary infill lacking thick or continuous layers in form of aquitards or aquicludes; most of the hydraulic impact is due to fine-grained sediment lenses and layers within the soft rock body. The hydrogeological conceptual model with implications to the groundwater monitoring network in the alpine valley site is discussed. The results of this study shall contribute to a better comprehension of the complex geological conditions and hydrogeological processes in alpine side valleys. Im Zuge der Errichtung des Brenner Basistunnels (BBT) müssen auf der österreichischen Projektseite ca. 12 Millionen m3 an Ausbruchsmaterial deponiert werden, da das Material für die Nutzung als Zuschlagstoff nicht geeignet ist. Diesbezüglich wird ein Seiten tal des Wipptales, das Padastertal, mit 8 Millionen m3 Material und einer maximalen Schütthöhe von ca. 78 m aufgefüllt. Aufgrund der Größe der Deponie, aber auch der unmittelbar talseitig gelegenen Siedlung, spielen sowohl für die Planung als auch für die Ausführung der Deponie der geologische Untergrund und insbesondere das hydraulische Verhalten des Grundwasserkörpers eine wesentliche Rolle. Auf Grundlage von im Feld erhobenen Daten, Bohrungen und Schürfen, sowie geophysikalischen Er kundungen und Laborversuchen wurde ein konzeptionelles geologisches Modell für den komplexen Sedimentkörper der quartären Talfüllung des Padastertals erstellt. Durch Kombination von Erkundungsergebnissen und geologischem Modell, wurde mittels Multiple Point Geostatical Simulation (MPS) eine quantitative und realistische Darstellung der sedimentären Talfüllung erstellt. Das MPS Modell stellt dabei die Basis für das konzeptionelle hydrogeologische Modell des Padastertals dar. Zur Errichtung eines Grundwassermessstellennetztes für die komplexe Baustelle war die Ausarbeitung eines hydrogeologischen Modells in einer frühen Projektphase notwendig. Es zeigt sich, dass sich im Lockergesteinskörper verschiedene Fließsysteme eingestellt haben, obwohl augenscheinliche mächtige oder durchgehende Trennschichten in Form von Aquitards oder Aquicludes fehlen. Diesbezüglich wird auf die hydraulische Wirkung von feinkörnigen Linsen und Lagen im Lockergesteinskörper eingegangen. Weiters wird das hydrogeologische konzeptionelle Modell mit Auswirkungen auf das Grundwassermessstellennetz in dem alpinen Seitental diskutiert. Die Untersuchungen und Ergebnisse sind ein Beitrag zum Verständnis der komplexen hydrogeologischen Prozesse in alpinen Seitentälern.