Vergleich verschiedener Tracer einschließlich organischer Mikroschadstoffe zur Charakterisierung von Grundwasser-Oberflächenwasser Interaktionen in einem verkarsteten Fluss (Ammer, Tübingen)

Clarissa Glaser1, Marc Schwientek1, Tobias Junginger2, Benjamin Gilfedder3, Martina Werneburg1, Christian Zwiener1, Christiane Zarfl1
1 Universität Tübingen
2 Université de Strasbourg
3 Universität Bayreuth

3.11 in Grundwasser-Oberflächenwasser-Interaktionen - vom Flussabschnitt zum Einzugsgebiet

27.03.2020, 14:30-14:45, Telemann-Saal

Ein verbessertes Verständnis der Interaktionen zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser in Karst-Einzugsgebieten ist unerlässlich aufgrund derer wichtigen Funktion für die Trinkwasserversorgung. Ziel dieser Studie war die Untersuchung der Anwendbarkeit ausgewählter Umwelttracer für die Quantifizierung und Lokalisierung von Grundwasserzuflüssen in einem Flussabschnitt (ca. 6 km) der von Verkarstungen geprägten und von einem Kläranalgenablauf belasteten Ammer (~ 1m³ s-1) in Baden-Württemberg. Die gewählten Tracer unterschieden sich nach ihrer Herkunft (1) in überwiegend aus dem Kläranalagenablauf stammende Verbindungen (Carbamazepin, Tramadol, Natrium, Chlorid) und (2) in geogen dominierte Tracer (Sulfat, Radon, elektrische Leitfähigkeit). Aufgrund des zu erwartenden Tagesgangs der Emissionen aus der Kläranlage wurden zwei kontrastierende Beprobungsmethoden verglichen, die (1) die Fließzeit der Wasserpakete berücksichtigen („Lagrange Probenahme“) oder (2) Fließgleichgewicht in der Ammer zugrunde legen. Die Ergebnisse der jeweiligen Probenahme unterscheiden sich signifikant, und eine Lagrange Probenahme scheint entscheidend für die Interpretierbarkeit der Konzentrationen für die aus der Kläranalage stammenden Stoffe. Punktuell unerwartet erhöhte Konzentrationen von Carbamazepin und Tramadol im Flusslauf deuten auf in die Ammer fließendes Grundwassers als Ursprung, da das von einer Kläranlage beeinträchtigte Flusswasser des Zuflusses „Kochhart“ erwiesenermaßen in das Grundwasser infiltriert. Die Anwendung des Finite-Element-Modells „FINIFLUX“ führte zu verlässlichen Grundwasserzuflüssen (insgesamt 0.27 m³s-1) für Radon (R²=0.9). Identifizierte erhöhte Grundwasserzuflussraten im untersuchten Flussabschnitt stimmen mit der Lage von Störungen überein, die im Einzugsgebiet in anderen Arbeiten gemessenen wurden. Gängige Konzepte zu Oberflächen-Grundwasser-Interaktionen in porösen Medien sind demnach schwer auf die Ammer zu übertragen, wohingegen die Abbildung der beobachteten Konzentrationsverläufe mit Ansätzen für geklüftete Grundwassersysteme möglich erscheint.



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