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Untersuchung der Flusswasserinfiltration in voralpinen Schottern mittels Zeitreihenanalyse


Vogt, Tobias; Hoehn, Eduard; Schneider, Philipp; Cirpka, Olaf A (2009). Untersuchung der Flusswasserinfiltration in voralpinen Schottern mittels Zeitreihenanalyse. Grundwasser, 14(3):179-194.

Abstract

Grundwasserfassungen in der Nähe von Flüssen können durch die Infiltration von Flusswasser beeinflusst werden. Aus Sicht des Trinkwasserschutzes interessiert vor allem, welcher anteil des geförderten Wassers aus dem Fluss stammt und wie lange das Flussinfiltrat im Grundwasserleiter verbleibt, bevor es gefördert wird. Hierzu können Markierversuche durchgeführt werden, die jedoch bei größeren Flüssen mit einem erheblichen Stoffeintrag verbunden sind. Als Alternative zu Markierversuchen stellen wir Methoden vor, um aus Zeitreihen der elektrischen Leitfähigkeit und der Temperatur quantitative Aussagen zu Mischungsverhältnissen und Aufenthaltszeiten abzuleiten. Wir empfehlen ein mehrstufiges Vorgehen bestehend aus: (1) einer qualitativen Analyse, (2) der spektralen Ermittlung des saisonalen Temperatur- und Leitfähigkeitsverlaufs, (3) einer Kreuzkorrelationsanalyse und (4) der nicht-parametrischen Dekonvolution der Zeitreihen. Wir wenden diese Methoden an drei Standorten im Grundwasserstrom des Thurtales im schweizerischen Mittelland an. An Standorten ohne gute Flussanbindung oder mit exfiltrierenden Verhältnissen können die aufwändigen Zeitreihenanalysen nicht angewendet werden, die Messreihen zeigen jedoch die entsprechenden Verhältnisse an. An Standorten mit dauerhafter Flussinfiltration kann aus den Zeitreihen die Durchbruchskurve eines Markierversuches rekonstruiert werden, ohne einen künstlichen Markierstoff in den Fluss geben zu müssen.

Abstract

Grundwasserfassungen in der Nähe von Flüssen können durch die Infiltration von Flusswasser beeinflusst werden. Aus Sicht des Trinkwasserschutzes interessiert vor allem, welcher anteil des geförderten Wassers aus dem Fluss stammt und wie lange das Flussinfiltrat im Grundwasserleiter verbleibt, bevor es gefördert wird. Hierzu können Markierversuche durchgeführt werden, die jedoch bei größeren Flüssen mit einem erheblichen Stoffeintrag verbunden sind. Als Alternative zu Markierversuchen stellen wir Methoden vor, um aus Zeitreihen der elektrischen Leitfähigkeit und der Temperatur quantitative Aussagen zu Mischungsverhältnissen und Aufenthaltszeiten abzuleiten. Wir empfehlen ein mehrstufiges Vorgehen bestehend aus: (1) einer qualitativen Analyse, (2) der spektralen Ermittlung des saisonalen Temperatur- und Leitfähigkeitsverlaufs, (3) einer Kreuzkorrelationsanalyse und (4) der nicht-parametrischen Dekonvolution der Zeitreihen. Wir wenden diese Methoden an drei Standorten im Grundwasserstrom des Thurtales im schweizerischen Mittelland an. An Standorten ohne gute Flussanbindung oder mit exfiltrierenden Verhältnissen können die aufwändigen Zeitreihenanalysen nicht angewendet werden, die Messreihen zeigen jedoch die entsprechenden Verhältnisse an. An Standorten mit dauerhafter Flussinfiltration kann aus den Zeitreihen die Durchbruchskurve eines Markierversuches rekonstruiert werden, ohne einen künstlichen Markierstoff in den Fluss geben zu müssen.

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Item Type:Journal Article, refereed, original work
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Institute of Geography
Dewey Decimal Classification:910 Geography & travel
Language:German
Date:2009
Deposited On:04 Mar 2014 14:17
Last Modified:05 Apr 2016 17:44
Publisher:Springer
ISSN:1430-483X
Publisher DOI:https://doi.org/10.1007/s00767-009-0108-y

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