Modellierung der Grundwasseraltersverteilung im subterranen Ästuar unter hochenergetischen und mesotidalen Bedingungen am Beispiel einer Barriereinsel (Spiekeroog, Nordwestdeutschland)

Nele Grünenbaum1, Janek Greskowiak1, Gudrun Massmann1
1 FAK V IBU, Universität Oldenburg

O 9.10 in Grundwasser-Oberflächenwasser Interaktionen: Prozesse und Methoden

22.03.2018, 15:00-15:15, 1

Die intertidale Zone in küstennahen Aquiferen ist ein dynamischer Bereich, in dem terrestrisches Grundwasser sowie tidegesteuertes, zirkulierendes Meerwasser aufeinandertreffen. Submarine Grundwasseraustritte wurden in den vergangenen Jahren als wichtiger Eintragspfad für Nährstoffe und Spurenmetalle vom Land ins Meer identifiziert. Mehrere Feld- und Modellierstudien dieser Süß-Salzwasser Interaktionen lassen vermuten, dass die unterirdischen Austritte überwiegend im Bereich der Niedrigwasserlinie auftreten. Um die Relevanz dieser Austritte auf die lokalen Stoffkreisläufe abschätzen zu können, ist es wichtig, Kenntnis über die Fließwege, Aufenthaltszeiten und Austauschmengen von in- und exfiltrierendem Wasser in der intertidalen Zone zu erhalten.

In der vorliegenden Studie wurden an einem mesotidalen Strand einer Barriereinsel (Spiekeroog, Nordwestdeutschland, Tidenhub 2.7 m) umfangreiche Geländeuntersuchungen im Grundwasser der intertidalen Zone durchgeführt. Ziel war es die Grundwasserdynamik, Strömungsmuster, Aufenthaltszeiten und Salzverteilung nachzuvollziehen.

Dazu wurden temporäre Grundwassermessstellen installiert und mit Datenloggern ausgestattet. Neben den Grund- und Oberflächenwasserständen wurde auch die elektrische Leitfähigkeit aufgezeichnet. Zudem wurden Grundwasserproben für die Altersdatierung mittels Tritium-Helium-Methode entnommen. Die Strandtopographie und ihre zeitliche Dynamik wurden mit Hilfe eines 3D-Laserscanners ermittelt.

Die Salzgehalte der entnommenen Grundwasserproben für die Altersdatierung deuten auf eine Mischung unterschiedlich alten Meerwassers und süßem Grundwasser hin und lassen demnach nur Abschätzungen hinsichtlich der Grundwasseralter zu. Nichtsdestotrotz lässt sich über die Tritium- und Helium-Gehalte ein Ansteigen des Grundwasseralters Richtung Niedrigwasserlinie erkennen.

Mit Hilfe der Wasserstandsdaten und einer zeitlich gemittelten Topographie wurde mit der USGS Software SEAWAT ein 2-dimensionales, dichteabhängiges Strömungsmodell aufgebaut. Dieses hatte das Ziel, die gemessene Salzverteilung und die Grundwasseralter und damit die Strömungsmuster und Aufenthaltszeiten in erster Näherung modellhaft abzubilden. In einem nächsten Schritt soll mit dem Modell untersucht werden, wie sich Änderungen in der intertidalen Strandtopographie auf das Grundwasserströmungsregime auswirken.



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