Uni-Bayreuth

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Fließdynamik der Süßwasserlinse unter der Dünenheide der Insel Hiddensee, Ostsee

Christian Dötschel1, Tammo Meyer1, Maria-Theresia Schafmeister1, Stephan Weise2
1 Angewandte Geologie/Hydrogeologie, Universität Greifswald
2 Department Catchment Hydrology, UFZ - Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung

P 6.5 in Grundwasser-, Boden- und Oberflächenwasser-Interaktionen

Die Insel Hiddensee ist der größten deutschen Ostseeinsel Rügen westlich vorgelagert. Sie erstreckt sich ca. 20 km in nord-südlicher Richtung und maximal 2 km breit, zumeist jedoch nur wenige 100 m. Dem Süßwasservorkommen dieser Insel, die von Ostseewasser mit einem durchschnittlichen Salzgehalt von 14 ‰ umgeben ist, kommt im Zusammenhang mit Tourismus und vor allem dem empfindlichen vegetationsökologischen Gleichgewicht eine besondere Bedeutung zu. Im Untersuchungsraum, der Dünenheide im Zentralteil der Insel Hiddensee, wurden daher zwei ca. 500 m lange Transsekte ausgehend von der westlichen Ostseeküste landeinwärts mit jeweils acht flachen Piezometern angelegt, um die saisonalen hydrodynamischen Fluktuationen zu beobachten. Im Juli 2012 sowie im April 2013 wurde neben den hydrochemischen Hauptinhaltsstoffen (nur 2013) die Isotopie des Wassers (δ2H, δ18O, Tritium) sowie der δ13C-Wert des gelösten anorganischen Kohlenstoffs (δ13CTIC) bestimmt.

Der im Arbeitsgebiet etwa 7-8 m mächtige unbedeckte mittelsandige Grundwasserleiter wird im Liegenden durch eine Mudde bzw. durch Geschiebemergel begrenzt. Die Heidelandschaft zeichnet sich durch Dünen und Talbereiche aus mit Höhen zwischen 1 und 3 m üNN. Die Flurabstände variieren räumlich und saisonal zwischen 1,77 m (Aug. 2012) und -0,12 m (Apr. 2013). Der hydraulische Gradient ist vorwiegend 1,7 bis 2,5 ‰nach Westen geneigt, jedoch verschiebt sich die Grundwasserscheide der Insel saisonal (Nov. 2012) auf bis zu 450 m Distanz zur Westküste. Die Abstandsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit des hydraulischen Gradienten mit 8 bis 20 cm/d geschätzt.

Während sich im Süd-Transsekt (ST) kein merklicher Ostseewasser-Einfluss findet, zeigen im Nord-Transsekt (NT) die von der Küste zum Insel-Inneren abnehmenden Chloridgehalte geringe Beimengungen an (unter einem Prozent). Aus den Tritiumgehalten beider Beprobungskampagnen am NT lassen sich die Verweilzeiten des Grundwassers zu „jünger als 6 Jahre“ eingrenzen, sogar saisonale Schwankungen scheinen sich abzubilden. Derartige Schwankungen werden durch die in den δ2H- und δ18O-Werten beobachteten Variationen in, gemessen an dem begrenzten Untersuchungsgebiet, unerwartet ausgeprägter Weise bestätigt.

Mit 3,8 – 8,6 mg/L liegen die Sulfatgehalte des NT‘ systematisch höher als jene des ST‘ (0,8 – 3,5 mg/L; mit Ausnahme des Piezometers an der Wasserscheide: 13 mg/L). Die mit den Sulfatgehalten im NT korrelierenden δ13C-Werte des gelösten gesamten anorganischen Kohlenstoffs deuten auf kleinräumige biogeochemische Prozesse. Dieser Befund wird durch Analogien im Nitratgehalt und durch eine sich andeutende weitere Korrelation mit dem Deuterium-Exzess unterstützt.

Als erstes Fazit gehen wir davon aus, dass das die hydrogeochemischen Bedingungen für das vegetationsökologische Gleichgewicht auf räumlich und zeitlich kleiner Skala bemerkenswerten Variationen unterliegen dürfte.

Letzte Änderung 11.11.2013