HU - Hydrogeologie und Umwelt

Zeitschrift des Lehr- und Forschungsbereichs Hydrogeologie und Umwelt (ISSN 09309-3757)

Redaktion: BGI, Greisingstr. 8, D-97074 Würzburg

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Heft-Nr. 2 (1991)



Kurzfassungen



Heft 2, S. 1-31: 

Hydrogeologische Untersuchungen zur Einzugsgebietsbestimmung der Mittelstreuer Quelle (Unterfranken)

M. Hofmann, P. Udluft, H.-Ch. Krzemin


Schlagwörter:
Unterfranken, Buntsandstein, Muschelkalk, Einzugsgebiet, Karst

Kurzfassung: Das Einzugsgebiet der Mittelstreuer Quellen liegt im Buntsandstein und Muschelkalk nördlich und nordwestlich der Quellen. Innerhalb des Buntsandsteingebietes findet der größte Teil des Grundwasserumsatzes auf Trennfugen statt, wobei diese Trennfugen überwiegend störungsbedingt sind. Der Muschelkalkaquifer hat seine größte Wasserwegsamkeit auf verkarsteten Fließbahnen. Auf der Linie zwischen Ostheim v.d. Rhön und den Quellen ist der höchste Verkarstungsgrad zu vermuten. Der hohe Karstdrän in diesem Bereich bewirkt, daß von den Seiten (östlich und westlich dieser Linie) Grundwasser in diesen Bereich strömt, dort gesammelt und zu den Mittelstreuer Quellen abgeführt wird. Aus der berechneten Wasserbilanz ließen sich folgende Größen für das Einzugsgebiet ermitteln. Als mittlerer langjähriger Niederschlag ergaben sich 644 mm, als mittlere potentielle Verdunstung 509 mm und eine aktuelle Verdunstung 410 mm. Für die mittlere langfristige Grundwasserneubildung konnte ein Wert von 7,5 l s-1 km-2 berechnet werden. Der mittlere Hohlraumanteil innerhalb des gesamten Einzugsgebietes beträgt ca. 0,4 %, die mittlere Schüttung an den Mittelstreuer Quellen liegt bei 266 l s-1. Hieraus ergibt sich eine Einzugsgebietsgröße von 35,5 km². Berücksichtigt man einen Abflußanteil durch Versickerung der Streu (Kupfermühle bei Ostheim v.d. Rhön) von geschätzt 40 l s-1, der zu den Quellen fließt, so reduziert sich das Einzugsgebiet auf eine Größe von ca. 30 km². Mit Hilfe von Modellrechnungen konnte nachgewiesen werden, daß ein dauerhafter Abfluß von 266 l s-1 an den Mittelstreuer Quellen nur durch einen verkarsteten Drän zwischen Ostheim v.d. Rhön möglich ist, wobei entlang dieser Linie kf-Werte von 0,1 m s-1 auftreten müssen. In der weiteren Umgebung dieses Sammlers treten Durchlässigkeitsbeiwerte von 10-4 m s-1 auf, innerhalb des Buntsandstein Durchlässigkeitsbeiwerte von ca. 10-5 m s-1. Aus den Modellrechnungen erhält man eine Filtergeschwindigkeit zwischen der Kupfermühle und den Quellen von ca. 63 m d-1 und eine Porengeschwindigkeit von ca. 157,5 m d-1. Nach höheren Niederschlägen können sich jedoch aufgrund eines vergrößerten Gefälles erhöhte Fließgeschwindigkeiten ergeben.

Veröffentlichung auf: deutsch



 Heft 2, S. 33-58:

The Inadequacy of Stabilization ponds Treatment as Manifested by the Effects of Khirbet As-Samra Effluent on the Groundwater Quality of the Surrounding Area

[Die Auswirkungen unzureichend geklärter Abwässer auf das Grundwasser der umgebenden Gebiete von Khirbet-As-Samra (Jordanien)]

E. Salameh, H. Hannayan


Deutsche Kurzfassung:
Jordanien gehört zu den semiariden Gebieten der Erde. Die Wasserreserven des Landes sind äußerst begrenzt. Steigende Lebensqualität und ein beachtliches Bevölkerungswachstum haben zu einem erhöhten Wasserverbrauch geführt. Zunehmende Industrialisierung und wachsende Kapazitäten in der Landwirtschaft führen zu einem zusätzlichen Wasserbedarf. Die erneuerbaren Wasservorkommen des Landes sind nahezu aufgebraucht. Bei anhaltender Entwicklung ist bereits Ende dieses Jahrzehnts mit einer Wasserknappheit zu rechnen. Gegenwärtig werden auch fossile Grundwasservorkommen in bestimmten Gebieten für die Bewässerung genutzt. Fehlende Planung und mangelndes Umweltbewußtsein haben dazu geführt, daß nur unzureichend behandelte Abwässer von den Klärwerken in die Nebenflüsse und die Wadis eingeleitet werden, wie das Abwasser von Khirbet As-Samra (KS), das in den Wadi Dhuleil eingeleitet wird. Das Grundwasser im Bereich des Wadi Dhuleil wies vor der Inbetriebnahme das Klärwerkes im Jahre 1985 eine sehr gute Qualität auf. Das Grundwasservorkommen diente sowohl der Trinkwassergewinnung als auch zu Bewässerungszwecken. Die Inbetriebnahme der Kläranlage führte zu einer Verschlechterung der Wasserqualität. Durch die Kontamination mußten viele Brunnen für die Trinkwassergewinnung geschlossen werden. Das kontaminierte Wasser wurde aber weiterhin für die Bewässerung landwirtschaftlich genutzter Flächen verwendet (z.B. Tillawi und Hashimiya Brunnen). Für die vorliegende Studie wurden drei Brunnen unterhalb und zwei oberhalb der Kläranlage ausgewählt und analysiert. Desweiteren wurden bereits existierende Daten der letzten 20 Jahre in die Studie miteinbezogen, um die Effekte der Kläranlage auf das Grundwasservorkommen zu evaluieren. Nach Inbetriebnahme hat sich die Wasserqualität der Brunnen unterhalb KS dramatisch verschlechtert, die Konzentration der gelösten Stoffe nahm drastisch zu, der Wasserspiegel stieg um 20 cm an. Verstärkend wirkte sich die Einleitung häuslicher Abwässer aus. Die steigenden Grundwasserstände in Richtung KS werden von einer zunehmenden Verschlechterung der Wasserqualität begleitet. Da eine weitere Kontaminationsquelle in der Umgebung von KS ausgeschlossen werden kann, ist diese als Grund für die Grundwasserverschlechterung anzusehen. Im Gegensatz zu den Brunnen unterhalb der Kläranlage zeigten die Brunnen oberhalb bis zum Jahr 1981 / 1982 nur einen kleinen Konzentrationsanstieg, welcher auf ein Überpumpen zurückzuführen ist. In den darauffolgenden Jahren kam es infolge erhöhter Niederschläge zu einem Grundwasseranstieg, begleitet von einer Zunahme der Gesamtionenkonzentration. Nachdem die Niederschläge 1986 auf die Normalwerte zurückgingen, pendelten sich sowohl die Grundwasserstände als auch die Ionenkonzentrationen auf ihre ursprünglichen Werte ein. Es besteht Anlaß zu der Befürchtung, daß die Khirbet As-Samra-Kläranlage und deren Effluent die Wasserqualität nachhaltig beeinflussen. Dies betrifft insbesondere das Grundwasservorkommen entlang des Wadi Dhuleil, wie alle in der näheren Umgebung der KS-Kläranlage gelegenen Vorkommen.

Veröffentlichung auf: englisch; english abstract



Heft 2, S. 59-111: 

Variabilität der Sickerwasserqualität - Ergebnisse von Saugkerzenmessungen

J. Grossmann, R. Kloss & P. Udluft


Schlagwörter:
Sickerwasser, Saugkerzen, Bodenchemie, Statistik, Variabilität

Kurzfassung: Die räumliche Variabilität bodenchemischer Eigenschaften wurde auf zwei Meßfeldern mit Hilfe von Saugsonden überprüft. Bei der Auswertung der Meßergebnisse stand die Bestimmung der statistischen Verteilung der Meßwerte und deren Grundparameter im Vordergrund, wobei zuvor die Meßwerte auf Plausibilität und räumliche Unabhängigkeit hin untersucht wurden. Der Einfluß verschiedener Faktoren wie Vegetation, Jahreszeit oder Meßtiefe wurde berücksichtigt. Die Ergebnisse sollen Anhaltspunkte für die Gestaltung von Meßprogrammen hinsichtlich des notwendigen Meßaufwandes und der Gestaltung der Datenauswertung liefern. In der Praxis spielt die Frage der räumlichen Variabilität von Bodeneigenschaften bei Problemen der künstlichen Bewässerung, der Entnahme von Bodenproben zur Bestimmung des aktuellen Bodenzustandes (z.B. Nmin-Untersuchungen) und der Bestimmung der Erträge bei Düngungsversuchen eine entscheidende Rolle. Zur Berücksichtigung der räumlichen Abhängigkeit muß zwischen den Probepunkten ein bestimmter Mindestabstand eingehalten werden. Mit zunehmender Anzahl der Wiederholungen wächst die Wahrscheinlichkeit, daß das Mittel der Stichprobe dem Mittel der Grundgesamtheit entspricht. Dabei ist die Kenntnis des Zusammenhanges zwischen dem Stichprobenumfang und der Größe des Vertrauensbereiches von praktischem Interesse. Voraussetzung für eine Abschätzung ist die Kenntnis der Standardabweichung der Grundgesamtheit aller möglichen Meßwerte. Die statistische Verteilung der Meßwerte wurde mit dem Chi²- und dem KOLMOGOROFF-SMIRNOFF-Test geprüft. Graphische Tests erwiesen sich als unbrauchbar. Getestet wurde auf Normal- und Lognormalverteilung der Meßwerte. Beide Verteilungstests deckten sich, abgesehen von kleinen Unterschieden, in ihren Ergebnissen. Als Einflußfaktoren für die Variabilität kommen das Konzentrationsniveau und die Meßtiefe in Frage. So nimmt die Variabilität mit abnehmender Stoffkonzentration und zunehmender Meßtiefe zu. Der Einfluß der Vegetation war im Rahmen dieser Untersuchung nicht erkennbar. Die Variationskoeffizienten liegen meistens zwischen 20 und 60 %. Extremwerte können über 100 % liegen. Die Stoffe mit der größten Variabilität sind Kalium, Nitrat und Zink. Relativ gering variabel sind Natrium und der DOC (SAK 254)-Wert.

Veröffentlichung auf: deutsch



Heft 2, S. 113-128: 

Prognose rezenter Carbonatausfällung im Tiefengrundwasserbereich.

M. Hofmann


Schlagwörter:
Carbonatlösungs-/fällungsmechanismen, Tiefengrundwasser, Unterfranken Carbonate

Kurzfassung: Einfache Massenbilanzrechnungen für die Tiefengrundwässer Unterfrankens legen eine Ausfällung von Calciumcarbonat im Fränkischen Becken nahe. Es war bisher jedoch unklar, welche physikalisch-hydrogeochemischen Vorgänge als Ursache für die Calcium-Carbonatfällung anzusehen sind. Hierzu wurden thermodynamische Modellrechnungen mit Analysen der Tiefengrundwässer durchgeführt, um den Einfluß der Ionenstärke (Mischung), des Drucks und der Temperatur auf die Sättigung gegenüber verschiedenen Mineralphasen zu ermitteln. Es zeigte sich, daß der überwiegende Einfluß auf die Calcit-Übersättigung durch Mischung der beiden Tiefengrundwassertypen hervorgerufen wird. Anhand einer Tiefenwasserbohrung bei Bad Kissingen wurden die physiko-chemischen Vorgänge quantifiziert.

Veröffentlichung auf: deutsch





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