Uni-Bayreuth

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Modellierung des Abbauverhaltens von Nitrat in der hyporheischen Zone

Stefan Prinz1, Sven Frei1
1 Hydrologie Uni Bayreuth

P 15.4 in Forum of Young Hydrogeologists (H 36, NW III)

Die Flächen entlang des Roten Mains flussabwärts von Bayreuth sind landwirtschaftlich genutzt und dementsprechend gedüngt. Ziel dieser Arbeit ist die Darstellung des Transports des durch die Düngung in das Grundwasser eingebrachten Nitrats sowie des Abbaus des Nitrats in der hyporheischen Zone anhand eines Computermodells, welches mit der Modellierungssoftware Hydrogeosphere erstellt wurde. Dazu wurde zunächst mit Hilfe einer geologischen Karte der grobe Verlauf des Reliefs und die Art des anstehenden Gesteins ermittelt. Das Relief war mit Hilfe der Software „Gridbuilder“ in einer entsprechenden Griddatei zu digitalisieren. Literaturwerte der Nitratkonzentration, der Abbaurate, der hydraulischen Leitfähigkeit sowie Werte des Wasserwirtschaftsamts Hof zu Niederschlägen und Pegelständen liefern die numerischen Grundlagen, auf deren Basis das Modell schließlich arbeitet. Als Ergebnis erhält man Kurven, auf denen die am Fluss ankommende Masse an Nitrat gegen die Zeit aufgetragen ist, sogenannte Durchbruchskurven. Zunächst wurde durch das Modell die Verweildauer verschiedener konservativer Tracer unter verschiedenen Niederschlagssituationen und verschiedenen Steigungsverläufen simuliert, um die Abhänigkeit der Fließgeschwindigkeit bzw. der Verweildauer von den eben genannten Faktoren zu ermitteln. Im weiteren Verlauf wurde anstelle von den konservativen Tracern mit in der hyporheischen Zone reaktivem Nitrat gearbeitet, von welchem bei der anschließenden Analyse die nach einem Jahr am Fluss ankommenden Masse einerseits sowie die in der hyporheischen Zone abgebaute Masse andererseits ausgewertet wurden. Auf diese Weise lässt sich ermitteln, inwiefern die Ausdehnung der hyporheischen Zone relativ zur gedüngten Fläche angepasst werden muss, um durch den ausreichenden Abbau von Material die Ankunft des Stoffes am Fluss in einem Rahmen zu halten.

last modified 2013-10-09