Untersuchung der Flusswasserinfiltration in voralpinen Schottern mittels Zeitreihenanalyse

• Published in: Grundwasser 2009-09, Vol.14 (3), p.179-194
• Main Authors: Vogt, T., Hoehn, E., Schneider, P., Cirpka, O. A.
• Format: Article
• Language: eng ; ger
• Subjects: Aquifers; Correlation analysis; Drinking water; Earth and Environmental Science; Earth Sciences; Electrical resistivity; Fachbeitrag; Foundations; Geoecology/Natural Processes; Geoengineering; Gravel; Groundwater; Hydraulics; Hydrogeology; Hydrology/Water Resources; Infiltration; Methods; Mixing ratio; Qualitative analysis; Residence time; River water; Rivers; Sand aquifers; Soil Science & Conservation; Temperature; Test procedures; Time series; Tracers; Water infiltration; Water protection; Water Quality/Water Pollution; Water wells
• ISSN: 1430-483X; 1432-1165
• DOI: 10.1007/s00767-009-0108-y

Kurzfassung 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.