Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen einer pilotmaßstäblichen Boden- und Grundwassersanierung am Industriestandort „Hydrierwerk Zeitz“. Auf dem Gelände einer ehemaligen Benzolproduktionsanlage wurden großflächige Kontaminationen von Boden und Grundwasser festgestellt. Mittels moderner Erkundungstechnik konnten die Haupteintragsbereiche des dominierenden Schadstoffes Benzol erkundet und eingegrenzt werden. Verschiedene Arten von Grundwasser-, Boden- und Bodenluftbeprobungen sowie geophysikalische Verfahren erlaubten eine exakte Lokalisation des Schadstoffquellbereiches sowie der sich hieraus ausbildenden Schadstofffahne. Ziel der am Standort durchgeführten Pilotsanierungen war die Beseitigung der Schadstoffquelle, um eine weitere Nachlieferung in die Schadstofffahne zu unterbinden. Der Schadstoffquellbereich der hier behandelten Pilotsanierung war auf eine Kubatur von ca. 15 x 9 x 11 Kubikmeter begrenzt. Als Hauptkontaminant lag mit einem Anteil von 98% Benzol vor. Weiterhin wurden Toluol, Ethylbenzol sowie Xylol in geringen Mengen angetroffen. Aufgrund der hochvolatilen Eigenschaften des vorliegenden Hauptkontaminanten Benzol wurde am Standort eine thermische Sanierung der gesättigten sowie ungesättigten Zone durchgeführt, die eine Extraktion von rund 8 Tonnen Benzol erzielte. Im Zentrum der Sanierungskubatur wurde mit Hilfe von drei Injektions¬brunnen ein Dampf-Luft-Gemisch injiziert und eine Zieltemperatur im aus¬gewiesenen Sanierungsbereich von 85 ˚C erreicht. Diese Temperatur übersteigt den Siedepunkt von Benzol (80,1 ˚C) und führt zu einem vollständigen Übergang des Schadstoffes in die Gasphase. Durch sechs das Sanierungsfeld eingrenzende Extraktionsbrunnen wurde der Schadstoff dem Untergrund entzogen und an der Oberfläche durch eine thermische Nachverbrennungsanlage geleitet. Eine Problematik dieser Sanierungstechnik ist die exakte Lokalisation der sich im Untergrund ausbreitenden Front des Sanierungsmittels. Aufgrund von Inhomogenitäten in gesättigter und ungesättigter Zone kommt es zur Ausbildung von präferentiellen Fließpfaden. Diese Strukturen verhindern eine radialsymmetrische Ausbreitung des Sanierungsmittels und sorgen dafür, dass zum Teil große Bereiche der Sanierungskubatur nicht abgereinigt werden. Weiterhin findet ein sehr großer Energieverlust durch teilweises Austreten des Dampf-Luft-Gemisches in Bereiche außerhalb der Sanierungskubatur statt. Eines der Hauptziele dieser Arbeit war daher die Durchführung eines geoelektrischen Monitorings, das es erlaubte, durch Messung von elektrischen Widerstandsänderungen im Untergrund Position und Lage des Sanierungsmittels zu bestimmen und solche Bereiche zu lokalisieren, die keine Abreinigung erfuhren. Weiterhin konnten durch dieses Monitoring präferentielle Fließpfade erkundet werden, die zu Energieverlusten von über 60% im Verlauf der Sanierung führten. Als innovatives Verfahren wurde am Sanierungsstandort ein 3-dimensionales geoelektrisches Monitoring durchgeführt; ein Verfahren, das Messungen an Oberflächenelektroden mit Messungen an im Untergrund eingebrachten Bohrlochelektroden verknüpft. Mit diesem Verfahren konnten hochaufgelöste 3-dimensionale Abbildungen erstellt werden, die die Ausbreitung des injizierten Sanierungsmittels im Verlauf der Sanierung abbildeten. Um eine in dieser Auflösung vergleichbare Abbildung der Temperaturbereiche im Untergrund durch Messungen mit fest installierten Temperaturmessketten zu erlangen, wäre eine unverhältnismäßig große Menge an Sensoren notwendig gewesen. Somit war die Entwicklung eines geoelektrischen Monitoringsystems die einzige Möglichkeit, den Sanierungsverlauf so zu verfolgen, dass während des Betriebes Optimierungsmaßnahmen durchgeführt werden konnten. Abschließend konnte das Sanierungsverfahren in Kombination mit Temperaturmessungen außerhalb des Sanierungsbereiches bewertet und Erkenntnisse für Verbesserungen bei zukünftigen Anwendungen gewonnen werden. / The work presented here was carried out within a pilot scale soil- and groundwater remediation project at the former industrial area „Hydrogenation plant Zeitz”. Beneath a former benzene production facility a large scale contamination of soil and groundwater was found. Using modern exploration technologies main spill and infiltration zones for the principal contaminant benzene as well as residual or floating phases could be identified. A variety of methods for sampling of groundwater, soil and soil-air, as well as different geophysical methods allowed for the exact localisation of the contaminant source zone and the contaminant plume emerging from the source zone. The objective of the pilot remediation was the (partial) removal of the contaminant source to prevent further supply to the contaminant plume. The source area of this pilot remediation was limited to a cubature of about 15 x 9 x 11 meters. Benzene as the main contaminant was assessed with a share of 98%. Additionally low concentrations of toluene, ethylbenzene, as well as xylols were found. Since the main contaminant benzene is characterised by high volatility, a thermal remediation approach for the saturated as well as unsaturated zone was conducted at the site which allowed for the extraction of about 8 t of benzene. By the help of three wells a steam-air-mixture was injected into the central section of the remediation cubature and a target temperature of 85 ˚C was reached. This temperature exceeds the boiling point of benzene (80.1 ˚C) and leads to a complete volatilisation of the contaminant. Six extraction wells surrounding the remediation cubature removed the contaminant from the subsurface and delivered it to a catalytic combustion system. The exact localisation of the spreading steam front in the subsurface is the main problem of this remediation approach. Preferential flow paths develop due to inhomogeneities in the saturated and vadose zone of the subsurface. These structures inhibit a radial-symmetric spreading of the steam-air-mixture and, hence, prevent the remediation of large sections of the cubature. Additionally a very high loss of energy into sections outside the target area takes place. To overcome this problem, it was one of the main objectives of this work to perform a geoelectrical monitoring of the remediation approach which allowed the localisation of the steam-air-mixture by measuring electrical resistivity distributions in the sub¬surface. In addition, the development of preferential flow paths which led to energy losses of over 60% during the remediation could be explored. As an innovative concept for this remediation method a 3-dimensional geoelectrical monitoring was conducted; a procedure that combines measurements at surface electrodes with measurements at borehole electrodes installed in the subsurface. With this method a high resolution 3-dimensional imaging could be established which displays the spreading of the steam-air-front during the remediation process. To achieve such an imaging with comparable resolution with standard temperature sensors installed in the subsurface, an unreasonable number of these sensors would have been necessary. The development of the geoelectrical monitoring system was the only approach that allowed the observation of the treatment process as well as optimisation of the remediation system during active remediation. Ultimately the remediation procedure could be evaluated with additional measurements outside the remediation zone and information for the enhancement of further applications could be obtained.

In geschichteten Reservoiren mit geringer Matrix-Permeabilität kontrollieren überwiegend Bruchsysteme den Fluidtransport. In Kalk-Mergel-Wechselfolgen sind allerdings die vertikale Kluftausbreitung sowie die Vernetzung der Kluftsysteme zwischen den unterschiedlichen Schichten sehr variabel, was schließlich die Permeabilität in diesen bruchkontrollierten Reservoiren erheblich beeinflusst. Innerhalb einer Schichtfolge führen diverse sedimentologische Merkmale (z.B. sedimentäre Schichtung und diagenetische Bankung) zu kontrastreichen Gesteinseigenschaften und wirken somit als Spannungsbarrieren. Spannungsbarrieren, wie beispielsweise lithologische Kontakte oder mächtige Mergellagen, können die Kluftausbreitung in geschichteten Gesteinen ebenfalls verhindern und erschweren zusätzlich die Vorhersage potentieller Fluidwege. Aufgrund dessen ist es entscheidend Schichten, die sich mechanisch einheitlich verhalten („mechanische Einheit“) zu finden. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist, den Einfluss von sedimentologischen und diagenetischen Merkmalen und petrophysikalischen Eigenschaften vertikaler Kluftausbreitung in Kalk-Mergel-Wechselfolgen der Jurassischen Blue Lias Formation (Bristol Channel Becken, Großbritannien) abzuschätzen, um verschiedenartige Spannungsbarrieren und mechanische Einheiten zu definieren. Zu diesem Zweck wurden sechs Profile untersucht, welche sich durch unterschiedliche morphologische Variationen auszeichnen (d.h. von kalkdominiert zu mergeldominiert). Die Untersuchungen umfassen Kombinationen aus sedimentologischer (z.B. Geländeuntersuchungen, Dünnschliffpetrografie, Rasterelektronenmikroskopie, CaCO3- and Corg-Messungen), quantitativ strukturgeologischer (z.B. Charakterisierung von Kluftsystemen) sowie petrophysikalischer Daten (z.B. Spaltzug- und Druckfestigkeits-, Rückprallhärte- und Porositäts-Messungen). Im Rahmen der quantitativen strukturgeologischen Untersuchungen wurden unter Verwendung einer modifizierten Scanline Methode (Durchführung einer flächengestützten Kluftanalyse) über 4000 schichtübergreifende Klüfte betrachtet. Generell wird angenommen, dass der Kluftabstand mit zunehmender Bankmächtigkeit zunimmt und die Kluftdichte dementsprechend abnimmt. Diese Studie zeigt jedoch, dass dieser Zusammenhang nur eingeschränkt auf Kalkbänke dieser Abfolgen anwendbar ist und nur auf Schichten mit lateral planaren Oberflächen (wohlgebankte Kalkbänke) übertragen werden kann. Bei Bänken gleicher Mächtigkeit mit allerdings irregulären Oberflächen (semiknollige Kalkbänke) variieren die Kluftabstände innerhalb dieser Bänke beträchtlich. Das bedeutet, die Kluftabstände sind in semiknolligen Kalkbänken eher unregelmäßig wohingegen die Abstände in wohlgebankten Bänken eher regelmäßig sind. Des Weiteren sind in wohlgebankten Kalken ein höherer prozentualer Anteil von schichtgebundenen Klüften (57 %) ausgebildet. Dagegen sind in semiknolligen Kalken ein höherer Anteil nicht-schichtgebundener Klüfte ausgebildet (67 %). Entscheidend für die Kluftausbreitung in geschichteten Gesteinen ist nicht nur die Kluftverteilung der einzelnen Bänke, sondern auch verschiedenartige Spannungsbarrieren, wie beispielsweise lithologische Kontakte, Mächtigkeiten und Heterogenitäten von Mergeln hemmen die Kluftausbreitung. Anhand der vertikalen Kluftstoppung an lithologischen Kontakten und vertikale Kluftausbreitung durch Schichten wurden Spannungsbarrieren identifiziert (schichtgebundene vs. nicht-schichtgebundene Klüfte). Da nicht alle lithologische Kontakte die Ausbreitung von Klüften in geschichteten Gesteinen verhindern, wurde in dieser Studie der Terminus für 50 % Kluftstoppung an diesen Kontakten verwendet („mechanische Grenzflächen“). Zusätzlich wurden bestimmte Mergellagen, die >0.20 m mächtig sind, durch mechanische Grenzflächen begrenzt sind und weniger als 50 % nicht-schichtgebundene Klüfte beinhalten, als „mechanische Puffer“ definiert. Die Charakterisierung des Kluftsystems wird neben der vorherrschenden stark heterogenen Kluftverteilung in der Blue Lias Formation, auch durch eine signifikante Variation des Diagenese-Einflusses von Abschnitt zu Abschnitt erschwert. Beispielsweise wurden in Wales drei Teilprofile genauestens untersucht, welche trotz ihrer räumlich nahen Lage und relativ zeitgleichen Entstehung unterschiedliche sedimentologische und diagenetische Merkmale in Meter- bis Mikrometer-Skalen aufweisen (von früh lithifiziert bis physikalisch kompaktierte Abfolgen). Darüber hinaus sind diese durch unterschiedliche Muster der Kluftstoppung an Kontakten und Kluftausbreitung innerhalb der Bänke charakterisiert. Lithologische Kontakte in diagenetisch beeinflussten Abfolgen sind tendenziell eher graduell und somit keine mechanischen Grenzflächen. Wenn zusätzlich der Unterschied zwischen den CaCO3-Konzentrationen zwischen Kalken und Mergeln niedrig ist, kann die Abfolge als eine mechanische Einheit definiert werden, welches die Kluftausbreitung begünstigen würde. Die Vorhersage der Konnektivität von Kluftnetzwerken ist in lithologisch heterogenen Kalk-Mergel-Wechselfolgen, wie die in der Blue Lias Formation, aufgrund unterschiedlicher Kluftverteilung innerhalb einzelner Bänke, unterschiedliche diagenetische Einfluss und verschiedenartiger Spannungsbarrieren schwierig. Das ist insbesondere für die Charakterisierung der Kluftnetzwerke und ihre Nutzung in Aufschluss-Analogstudien problematisch, welche für die Einschätzung des Fluidtransports in solchen Systemen verwendet wird. Die Ergebnisse dieser Studie sind zur Optimierung der Quantifizierung von Kluftverteilung und -ausbreitung in heterogenen Gesteinsabfolgen entscheidend und präzisieren die Definition mechanischer Einheiten. Diese Definition ist eine wichtige Voraussetzung für die Vorhersage von Kluftpermeabilitäten und folglich entscheidend für Fluidtransportmodelle.

Der Bericht liefert einen Überblick über die geologischen Gegebenheiten entlang der geplanten Schienenneubaustrecke zwischen Dresden und Prag, die als Teilabschnitt des Middle-East-Korridors zum Trans-Europäischen Netz gehört. Er beinhaltet ein geologisches 3D-Modell entlang der Trasse, die Ergebnisse geophysikalischer Untersuchungen im Bereich der Struktur Börnersdorf und Ergebnisse geotechnischer Untersuchungen an ausgewählten Punkten. Die Veröffentlichung richtet sich an Ingenieur- und Planungsbüros, Forschungs- und Lehreinrichtungen sowie Behörden.

Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen einer pilotmaßstäblichen Boden- und Grundwassersanierung am Industriestandort „Hydrierwerk Zeitz“. Auf dem Gelände einer ehemaligen Benzolproduktionsanlage wurden großflächige Kontaminationen von Boden und Grundwasser festgestellt. Mittels moderner Erkundungstechnik konnten die Haupteintragsbereiche des dominierenden Schadstoffes Benzol erkundet und eingegrenzt werden. Verschiedene Arten von Grundwasser-, Boden- und Bodenluftbeprobungen sowie geophysikalische Verfahren erlaubten eine exakte Lokalisation des Schadstoffquellbereiches sowie der sich hieraus ausbildenden Schadstofffahne. Ziel der am Standort durchgeführten Pilotsanierungen war die Beseitigung der Schadstoffquelle, um eine weitere Nachlieferung in die Schadstofffahne zu unterbinden. Der Schadstoffquellbereich der hier behandelten Pilotsanierung war auf eine Kubatur von ca. 15 x 9 x 11 Kubikmeter begrenzt. Als Hauptkontaminant lag mit einem Anteil von 98% Benzol vor. Weiterhin wurden Toluol, Ethylbenzol sowie Xylol in geringen Mengen angetroffen. Aufgrund der hochvolatilen Eigenschaften des vorliegenden Hauptkontaminanten Benzol wurde am Standort eine thermische Sanierung der gesättigten sowie ungesättigten Zone durchgeführt, die eine Extraktion von rund 8 Tonnen Benzol erzielte. Im Zentrum der Sanierungskubatur wurde mit Hilfe von drei Injektions¬brunnen ein Dampf-Luft-Gemisch injiziert und eine Zieltemperatur im aus¬gewiesenen Sanierungsbereich von 85 ˚C erreicht. Diese Temperatur übersteigt den Siedepunkt von Benzol (80,1 ˚C) und führt zu einem vollständigen Übergang des Schadstoffes in die Gasphase. Durch sechs das Sanierungsfeld eingrenzende Extraktionsbrunnen wurde der Schadstoff dem Untergrund entzogen und an der Oberfläche durch eine thermische Nachverbrennungsanlage geleitet. Eine Problematik dieser Sanierungstechnik ist die exakte Lokalisation der sich im Untergrund ausbreitenden Front des Sanierungsmittels. Aufgrund von Inhomogenitäten in gesättigter und ungesättigter Zone kommt es zur Ausbildung von präferentiellen Fließpfaden. Diese Strukturen verhindern eine radialsymmetrische Ausbreitung des Sanierungsmittels und sorgen dafür, dass zum Teil große Bereiche der Sanierungskubatur nicht abgereinigt werden. Weiterhin findet ein sehr großer Energieverlust durch teilweises Austreten des Dampf-Luft-Gemisches in Bereiche außerhalb der Sanierungskubatur statt. Eines der Hauptziele dieser Arbeit war daher die Durchführung eines geoelektrischen Monitorings, das es erlaubte, durch Messung von elektrischen Widerstandsänderungen im Untergrund Position und Lage des Sanierungsmittels zu bestimmen und solche Bereiche zu lokalisieren, die keine Abreinigung erfuhren. Weiterhin konnten durch dieses Monitoring präferentielle Fließpfade erkundet werden, die zu Energieverlusten von über 60% im Verlauf der Sanierung führten. Als innovatives Verfahren wurde am Sanierungsstandort ein 3-dimensionales geoelektrisches Monitoring durchgeführt; ein Verfahren, das Messungen an Oberflächenelektroden mit Messungen an im Untergrund eingebrachten Bohrlochelektroden verknüpft. Mit diesem Verfahren konnten hochaufgelöste 3-dimensionale Abbildungen erstellt werden, die die Ausbreitung des injizierten Sanierungsmittels im Verlauf der Sanierung abbildeten. Um eine in dieser Auflösung vergleichbare Abbildung der Temperaturbereiche im Untergrund durch Messungen mit fest installierten Temperaturmessketten zu erlangen, wäre eine unverhältnismäßig große Menge an Sensoren notwendig gewesen. Somit war die Entwicklung eines geoelektrischen Monitoringsystems die einzige Möglichkeit, den Sanierungsverlauf so zu verfolgen, dass während des Betriebes Optimierungsmaßnahmen durchgeführt werden konnten. Abschließend konnte das Sanierungsverfahren in Kombination mit Temperaturmessungen außerhalb des Sanierungsbereiches bewertet und Erkenntnisse für Verbesserungen bei zukünftigen Anwendungen gewonnen werden. / The work presented here was carried out within a pilot scale soil- and groundwater remediation project at the former industrial area „Hydrogenation plant Zeitz”. Beneath a former benzene production facility a large scale contamination of soil and groundwater was found. Using modern exploration technologies main spill and infiltration zones for the principal contaminant benzene as well as residual or floating phases could be identified. A variety of methods for sampling of groundwater, soil and soil-air, as well as different geophysical methods allowed for the exact localisation of the contaminant source zone and the contaminant plume emerging from the source zone. The objective of the pilot remediation was the (partial) removal of the contaminant source to prevent further supply to the contaminant plume. The source area of this pilot remediation was limited to a cubature of about 15 x 9 x 11 meters. Benzene as the main contaminant was assessed with a share of 98%. Additionally low concentrations of toluene, ethylbenzene, as well as xylols were found. Since the main contaminant benzene is characterised by high volatility, a thermal remediation approach for the saturated as well as unsaturated zone was conducted at the site which allowed for the extraction of about 8 t of benzene. By the help of three wells a steam-air-mixture was injected into the central section of the remediation cubature and a target temperature of 85 ˚C was reached. This temperature exceeds the boiling point of benzene (80.1 ˚C) and leads to a complete volatilisation of the contaminant. Six extraction wells surrounding the remediation cubature removed the contaminant from the subsurface and delivered it to a catalytic combustion system. The exact localisation of the spreading steam front in the subsurface is the main problem of this remediation approach. Preferential flow paths develop due to inhomogeneities in the saturated and vadose zone of the subsurface. These structures inhibit a radial-symmetric spreading of the steam-air-mixture and, hence, prevent the remediation of large sections of the cubature. Additionally a very high loss of energy into sections outside the target area takes place. To overcome this problem, it was one of the main objectives of this work to perform a geoelectrical monitoring of the remediation approach which allowed the localisation of the steam-air-mixture by measuring electrical resistivity distributions in the sub¬surface. In addition, the development of preferential flow paths which led to energy losses of over 60% during the remediation could be explored. As an innovative concept for this remediation method a 3-dimensional geoelectrical monitoring was conducted; a procedure that combines measurements at surface electrodes with measurements at borehole electrodes installed in the subsurface. With this method a high resolution 3-dimensional imaging could be established which displays the spreading of the steam-air-front during the remediation process. To achieve such an imaging with comparable resolution with standard temperature sensors installed in the subsurface, an unreasonable number of these sensors would have been necessary. The development of the geoelectrical monitoring system was the only approach that allowed the observation of the treatment process as well as optimisation of the remediation system during active remediation. Ultimately the remediation procedure could be evaluated with additional measurements outside the remediation zone and information for the enhancement of further applications could be obtained.

No description available.

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Randwertprobleme zur Beschreibung der Ausbreitung magnetotellurischer Felder mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode numerisch gelöst. Die zwei- und dreidimensionalen Randwertprobleme zur Simulation des elektrischen oder des magnetischen Feldes, des magnetischen Vektorpotentials und des elektrischen Skalarpotentials, des magnetischen Vektorpotentials allein oder des anomalen magnetischen Vektorpotentials werden aus den Maxwell-Gleichungen hergeleitet. Auf Grundlage von Anwendung der Konvergenztheorie auf die Finite-Elemente-Lösung werden Konvergenzstudien für zweidimensionale Modelle des homogenen und des geschichteten Halbraums sowie für das dreidimensionale COMMEMI 3-D-2-Modell durchgeführt. Diese werden genutzt, um die Randwertprobleme hinsichtlich ihrer Effizienz zu bewerten. Außerdem liefern Konvergenzstudien eine Abschätzung des lokalen Fehlers der numerischen Lösung für ein realitätsnahes Modell des Vulkans Stromboli und seiner Umgebung, welches digitale Geländedaten enthält. / This thesis presents the numerical finite-element solution of different formulations of the magnetotelluric boundary value problem. Based on Maxwell\'s equations, the two-dimensional and three-dimensional boundary value problems are derived in terms of the electric or the magnetic field, the magnetic vector and the electric scalar potential, the magnetic vector potential only, or the anomalous magnetic vector potential. To evaluate their efficiency, convergence studies are performed for the two-dimensional models of the homogeneous and the layered halfspace as well as for the COMMEMI-3-D-2 model. Moreover, convergence studies yield estimates of the local error of the numerical solution for a close-to-reality model of Stromboli volcano incorporating digital terrain data.

No description available.

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In der Schriftenreihe werden alle Ergebnisse der geologischen Untersuchungen vorgestellt, die seit 2011 im Umfeld der geplanten Eisenbahnneubaustrecke Dresden-Prag durchgeführt worden sind. Der geplante mindestens 25 km lange, grenzüberschreitende Erzgebirgsbasistunnel durchquert verschiedene Gesteine und komplexe Störungszonen. Untersuchungsschwerpunkt waren die geologischen, tektonischen und hydrogeologischen Verhältnisse im grenznahen Raum des geplanten Trassenkorridos. Die Veröffentlichung richtet sich an Behörden, Institutionen, Ingenieur- und Planungsbüros, die sich mit der Umsetzung der Neubaustrecke beschäftigen sowie an die geologisch interessierte Fachwelt und Öffentlichkeit. Redaktionsschluss: 28.08.2020

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Randwertprobleme zur Beschreibung der Ausbreitung magnetotellurischer Felder mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode numerisch gelöst. Die zwei- und dreidimensionalen Randwertprobleme zur Simulation des elektrischen oder des magnetischen Feldes, des magnetischen Vektorpotentials und des elektrischen Skalarpotentials, des magnetischen Vektorpotentials allein oder des anomalen magnetischen Vektorpotentials werden aus den Maxwell-Gleichungen hergeleitet. Auf Grundlage von Anwendung der Konvergenztheorie auf die Finite-Elemente-Lösung werden Konvergenzstudien für zweidimensionale Modelle des homogenen und des geschichteten Halbraums sowie für das dreidimensionale COMMEMI 3-D-2-Modell durchgeführt. Diese werden genutzt, um die Randwertprobleme hinsichtlich ihrer Effizienz zu bewerten. Außerdem liefern Konvergenzstudien eine Abschätzung des lokalen Fehlers der numerischen Lösung für ein realitätsnahes Modell des Vulkans Stromboli und seiner Umgebung, welches digitale Geländedaten enthält. / This thesis presents the numerical finite-element solution of different formulations of the magnetotelluric boundary value problem. Based on Maxwell\'s equations, the two-dimensional and three-dimensional boundary value problems are derived in terms of the electric or the magnetic field, the magnetic vector and the electric scalar potential, the magnetic vector potential only, or the anomalous magnetic vector potential. To evaluate their efficiency, convergence studies are performed for the two-dimensional models of the homogeneous and the layered halfspace as well as for the COMMEMI-3-D-2 model. Moreover, convergence studies yield estimates of the local error of the numerical solution for a close-to-reality model of Stromboli volcano incorporating digital terrain data.