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Journal Cover Grundwasser
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   Hybrid Journal Hybrid journal (It can contain Open Access articles)
   ISSN (Print) 1432-1165 - ISSN (Online) 1430-483X
   Published by Springer-Verlag Homepage  [2352 journals]
  • Dominierende Prozesse bei der thermischen In-situ-Sanierung (TISS)
           kontaminierter Geringleiter
    • Authors: Uwe Hiester; Laura Bieber
      Pages: 185 - 195
      Abstract: Zusammenfassung Schadstoffe wie chlorierte, aromatische oder polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (CKW, BTEX, PAK) oder Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) stellen für viele Wasserressourcen eine erhebliche Gefährdung dar. Die Schadstoffe kontaminieren Geringleiter aufgrund deren beträchtlichen Speicherpotenzials meist langfristig. Thermische In-situ-Sanierungen (TISS) haben sich zur Sanierung kontaminierter Geringleiter bewährt, wobei sich die Anwendungsbereiche in den letzten 10 Jahren stetig erweitert haben. Abhängig von den hydrogeologischen und geologischen Randbedingungen und den zu sanierenden Schadstoffen können sich die dominierenden Prozesse bei der Sanierung jedoch stark voneinander unterscheiden. Der Beitrag fasst die Anwendungsbereiche thermischer Sanierungen zur Reinigung kontaminierter Geringleiter und die hierbei sanierungsrelevanten Prozesse bei der Boden- und Grundwasserreinigung zusammen. Der Sanierungsverlauf bei der Beseitigung von Leichtflüchtern (CKW-Schaden) bzw. der Förderung residualer Ölphase wird anhand von Projektbeispielen verdeutlicht.
      PubDate: 2017-09-01
      DOI: 10.1007/s00767-017-0366-z
      Issue No: Vol. 22, No. 3 (2017)
       
  • Nachrichtenteil für Grundwasser-Heft 3/2017
    • Pages: 235 - 250
      PubDate: 2017-09-01
      DOI: 10.1007/s00767-017-0372-1
      Issue No: Vol. 22, No. 3 (2017)
       
  • Nachrichtenteil für Grundwasser-Heft 4/2017
    • Authors: Jörg Böger
      PubDate: 2017-10-25
      DOI: 10.1007/s00767-017-0375-y
       
  • Nachlassender Nitratabbau im Grundwasser und deren Folgen – abgestufte
           modellgestützte Bewertungsansätze
    • Authors: Siegfried Wilde; Carsten Hansen; Axel Bergmann
      Abstract: Zusammenfassung In vielen Wassergewinnungsgebieten gewährleisten Abbauprozesse im Grundwasserleiter die Minderung der Nitratbelastung und ermöglichen so die Entnahme nitratarmer Rohwässer. Das Nitratabbauvermögen der Grundwasserleiter ist überwiegend an organische Kohlenstoffverbindungen und Eisendisulfide gebunden, die als endliche Ressourcen dauerhaft aufgezehrt werden. Bei unveränderten Eintragsbedingungen führt dies prinzipiell zu steigenden Nitratkonzentrationen im Grund- und Rohwasser. Im Rahmen eines vom DVGW geförderten Forschungsprojektes wurden die Konsequenzen des nachlassenden Nitratabbauvermögens für 38 Einzugsgebiete mit Porengrundwasserleiter untersucht und bewertet. Eine vierstufig angelegte Vorgehensweise erlaubt dabei eine Anpassung an gebietsspezifische Bedingungen und an die Erfordernisse der Bewertung. Auf Grundlage aktueller und prognostizierter Nitratkonzentrationen im Rohwasser wurde die anhand eines Schwellenwertes und Zeithorizonts definierte „Nachhaltigkeit“ einer Grundwasserbewirtschaftung bewertet. Je nach Bearbeitungsstufe wurden unterschiedlich aufwändige hydrogeochemische Modelle und Methoden genutzt, um sukzessiv Systemverständnis und Prognosesicherheit zu erhöhen. Damit konnten sowohl die Folgen und Risiken einer Nitratbelastung des Rohwassers erkannt und bewertet, als auch die Wirkung von Grundwasserschutzmaßnahmen aufgezeigt werden.
      PubDate: 2017-10-09
      DOI: 10.1007/s00767-017-0373-0
       
  • Vier Jahre Editorenteam der Grundwasser – Die Mischung macht’s
    • Authors: Traugott Scheytt; Gudrun Massmann
      PubDate: 2017-10-05
      DOI: 10.1007/s00767-017-0374-z
       
  • Automatisierung des Verfahrens nach Beyer & Schweiger (1969) zur
           Bestimmung von Durchlässigkeit und Porosität aus Kornverteilungskurven
    • Authors: Georg J. Houben; Martin Blümel
      Abstract: Zusammenfassung Die Porosität ist eine wichtige Größe in der Hydrogeologie. Das empirische Verfahren von Beyer und Schweiger (1969) erlaubt neben der Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit die Bestimmung der gesamten und der nutzbaren Porosität aus Kornverteilungskurven. Es ist aber aufgrund seines graphischen Charakters aufwändig anzuwenden und anfällig für Ablesefehler. Die zugrundeliegenden Kurven wurden digitalisiert und durch mathematische Funktionen emuliert. Daraus wurden ein Tabellenkalkulationsblatt und ein Visual-Basic-Programm abgeleitet, mit denen das Verfahren für eine beliebige Anzahl von Proben automatisch durchlaufen werden kann.
      PubDate: 2017-08-14
      DOI: 10.1007/s00767-017-0370-3
       
  • Hydraulische Optimierung des Reaktionsraumes um einen Infiltrationsbrunnen
           zur unterirdischen Enteisenung
    • Authors: Rico Bartak; Wolfgang Macheleidt; Johannes Ahrns; Thomas Grischek
      Abstract: Zusammenfassung Bei der unterirdischen Enteisenung (UE) wird sauerstoffhaltiges Wasser (Infiltrat) in den Untergrund geleitet, um einen Reaktionsraum zu erzeugen, in dem das gelöste Eisen adsorbiert, oxidiert und zurückgehalten wird. In Teil 1 wurde für einen Versuchsbrunnen mit vertikal stark differenzierter Eisenkonzentration im Grundwasserzufluss eine Verdopplung der Verfahrensergiebigkeit durch die Inaktivierung eines Filterabschnitts (Infiltrationssteuerung) im Vergleich zur konventionellen Infiltration simuliert. In Teil 2 wurde die Vorzugsvariante konzeptionell in einem halbtechnischen UE-Feldversuch realisiert. Zur Infiltrationssteuerung wurde ein Packer eingesetzt, der zur Förderung evakuiert im Filterrohr verblieb. Zunächst wurde der Eisendurchbruch im Förderwasser in Zyklen mit konventioneller Infiltration aufgezeichnet. Durch den darauffolgenden Einsatz des Packers wurden der Eisenrückhalt um 25 % und der Ergiebigkeitskoeffizient bezogen auf einen Eisenvergleichswert von 5 mg/l um 50 % erhöht. Aufgrund des unzureichenden Puffervermögens des Grundwassers (pH-Wert-Absenkung bis 4,2 im zurückgeförderten Infiltrat (Reinfiltrat)), ist der Versuchsstandort ohne eine Aufhärtung des Infiltrats nicht geeignet für die UE. Dieser Umstand wurde in den Simulationen nicht berücksichtigt, und die Eisenkonzentrationen im Förderwasser lagen deutlich über den in der Praxis üblichen Grenzwerten. Der Nutzen einer Infiltrationssteuerung konnte dennoch aufgezeigt werden.
      PubDate: 2017-08-09
      DOI: 10.1007/s00767-017-0369-9
       
  • Hydraulische Optimierung des Reaktionsraumes um einen Infiltrationsbrunnen
           zur unterirdischen Enteisenung
    • Authors: Johannes Ahrns; Rico Bartak; Thomas Grischek; Richard Pörschke
      Abstract: Zusammenfassung Bei der unterirdischen Enteisenung (UE) wird sauerstoffhaltiges Wasser zur Erzeugung eines Reaktionsraumes in den Untergrund geleitet. Neben den hydraulischen Eigenschaften des Grundwasserleiters variiert häufig auch die Grundwasserbeschaffenheit über die Tiefe. Die ungleichmäßige Durchflussverteilung entlang der Filterstrecke von Vertikalfilterbrunnen führt zur Ungleichverteilung des Sauerstoffs (Reaktionsraum) hinsichtlich der Eisenkonzentration im Grundwasser und somit zu einer geringeren Verfahrensergiebigkeit. Deshalb wurden Möglichkeiten zur hydraulischen Optimierung der Reaktionsraumausbildung durch eine Infiltrationssteuerung untersucht. Anhand von Tracer- und Pumpversuchen wurde ein hochaufgelöstes Brunnenmodell kalibriert, welches zur Planung der optimalen Verfahrensergiebigkeit für einen Versuchsbrunnen mit zwei hydraulisch getrennten Filterbereichen genutzt wurde. Eine aktive Steuerung war nur durch die Inaktivierung eines Teilbereiches der Filterstrecke möglich. Für einen Packer, welcher die Filterstrecke des oberen Filterbereiches bei Infiltration entsprechend der hier angesetzten Eisenkonzentrationsverteilung um 4/5 der Gesamtlänge inaktiviert und bei der Förderung evakuiert im Brunnen verbleibt, wurde eine Verdopplung der Ergiebigkeit im Vergleich zur konventionellen Infiltration (Infiltrationsrohr oberhalb des Filters, kein Packer) simuliert. Diese Vorzugsvariante mit Infiltrationssteuerung wurde später zur Planung eines Feldversuchs genutzt, welcher in Teil 2 vorgestellt wird.
      PubDate: 2017-08-09
      DOI: 10.1007/s00767-017-0368-x
       
  • Push-Pull-Tests in einer isolierten Einzelkluft – Geländeversuche und
           numerische Modellierung
    • Authors: Judith Orilski; Stefan Wohnlich
      Abstract: Zusammenfassung Push-Pull-Tests sind ein häufig genutztes Verfahren zur Bestimmung hydraulischer Parameter, wenn nur eine Bohrung gegeben ist. Die Auswertung der Versuche mittels numerischer Modelle ist oftmals aufgrund der Heterogenität des Untergrundes mit Schwierigkeiten verbunden. In dieser Geländestudie wurden tracergestützte (Eosin, Tinopal, Chlorid) Push-Pull-Versuche in einer isolierten Kluft in Sandstein durchgeführt. Die empirischen Durchgangskurven wurden mit denen eines idealisierten numerischen Einzelkluftmodells verglichen. Durch eine Sensitivitätsstudie wurde zuvor der Einfluss einzelner Transport- und Versuchsparameter auf die Ausbildung der Durchgangskurven beurteilt. Eine vereinfachte analytische Methode diente der Ermittlung weiterer Transportparameter. Die idealisierte Kluft wurde durch eine gleich Eins gesetzte Porosität realisiert, die Verdünnung des Tracers im Bohrloch konnte durch eine spezielle Eingabefunktion berücksichtigt werden. Es zeigte sich, dass sich die Form des Peaks durch advektiv dominierte Prozesse durch das Modell recht gut nachbilden lässt, das dispersiv-diffusiv bedingte Tailing dagegen nicht ausreichend genau erfasst werden kann.
      PubDate: 2017-08-08
      DOI: 10.1007/s00767-017-0371-2
       
  • Hydrogeologische Untersuchungen im oberflächennahen Opalinuston
           (Bohrloch Lausen, Schweiz)
    • Authors: Tobias Vogt; Uwe Hekel; Andreas Ebert; Jens K. Becker; Daniel Traber; Silvio Giger; Monika Brod; Christian Häring
      Abstract: Zusammenfassung Der Opalinuston wird in der Schweiz als Wirtgestein für die Lagerung radioaktiver Abfälle detailliert untersucht. Bei der Erstellung eines Erdwärmesondenfeldes in Lausen (Kanton Basel-Landschaft, Schweiz) bot sich die Möglichkeit, eine hydraulisch-hydrochemische Charakterisierung des Opalinustons von der Verwitterungszone bis in den unverwitterten Fels durchzuführen, um die vorhandene Datenbasis zu Dekompaktionseffekten zu verbessern und zu ergänzen. Dazu konnte eine der 146 m tiefen Erdwärmesondenbohrungen als Kernbohrung durch den oberflächennahen Opalinuston abgeteuft werden. Mit einer Serie von hydraulischen Packertests in unterschiedlichen Tiefen wurde eine Abnahme der hydraulischen Durchlässigkeit von 10−4 m/s im verwitterten oberen Bereich des Opalinustons bis 10−13 m/s ab 28 m Tiefe unterhalb der Dekompaktionszone ermittelt. Des Weiteren konnten in den dekompaktierten Bereichen verschiedene Grundwassertypen nachgewiesen werden. Auch die Strukturuntersuchungen zeigen ab einer Tiefe von 18 m das Ende der Verwitterungszone und ab 28 m das Ende des Einflusses der Dekompaktion auf die hydraulische Durchlässigkeit an.
      PubDate: 2017-06-30
      DOI: 10.1007/s00767-017-0363-2
       
  • Hydrogeologische und gesteinsphysikalische Eigenschaften der
           
    • Authors: Wilhelm G. Coldewey; Dominik Wesche
      Abstract: Zusammenfassung Das Münsterländer Kreidebecken ist das größte zusammenhängende Sedimentbecken Deutschlands. Die Ablagerungen werden dominiert von den Schichten der Oberkreide. Hierin nehmen die Tonmergel der Emscher-Formation eine besondere Bedeutung ein. Diese dichten den oberen Grundwasserleiter des Campan und des Quartär gegen den unteren Grundwasserleiter des Oberkarbon und Cenoman/Turon ab. Aufgrund ihrer abdichtenden Eigenschaften schirmt die Emscher-Formation die unter der Kreide liegende Steinkohlenlagerstätte im Oberkarbon ab und reduziert die Menge der zu fördernden Grubenwässer und die damit verbundenen Kosten der Wasserhebung.
      PubDate: 2017-06-28
      DOI: 10.1007/s00767-017-0365-0
       
  • Zur Hydrogeologie veränderlich fester Gesteine mit Sulfatgestein,
           Beispiel Gipskeuper (Trias, Grabfeld-Formation)
    • Authors: Wolfgang Ufrecht
      Abstract: Zusammenfassung Im süddeutschen Schichtstufenland wird der bis zu 120 m mächtige Gipskeuper (Trias, Grabfeld-Formation) aus Tonsteinen mit einzelnen karbonatischen, zumeist dolomitischen Bänken sowie aus Sulfatgesteinen aufgebaut. Bei Kontakt mit Grundwasser unterliegen die zu den veränderlich festen Gesteinen zählenden Tonsteine der Verwitterung und Entfestigung, die Sulfatgesteine nach Umwandlung in Gips der Subrosion. Da beide Prozesse tiefen- und reliefabhängig sind, entwickeln sich daraus im Gipskeuper komplexe Aquifergeometrien mit jeweils hoher Bandbreite der hydraulischen Eigenschaften. Im Extremfall kommen innerhalb des Gipskeupers Nicht‑, Gering- und Karstgrundwasserleiter nebeneinander vor. Die Prozesse der Aquifergenese werden am Beispiel des Stuttgarter Talkessels beschrieben.
      PubDate: 2017-06-26
      DOI: 10.1007/s00767-017-0362-3
       
  • Safety-relevant hydrogeological properties of the claystone barrier of
           a Swiss radioactive waste repository: An evaluation using multiple lines
           of evidence
    • Authors: Andreas Gautschi
      Abstract: In Switzerland, the Opalinus Clay – a Jurassic (Aalenian) claystone formation – has been proposed as the first-priority host rock for a deep geological repository for both low- and intermediate-level and high-level radioactive wastes. An extensive site and host rock investigation programme has been carried out during the past 30 years in Northern Switzerland, comprising extensive 2D and 3D seismic surveys, a series of deep boreholes within and around potential geological siting regions, experiments in the international Mont Terri Rock Laboratory, compilations of data from Opalinus Clay in railway and motorway tunnels and comparisons with similar rocks. The hydrogeological properties of the Opalinus Clay that are relevant from the viewpoint of long-term safety are described and illustrated. The main conclusions are supported by multiple lines of evidence, demonstrating consistency of conclusions based on hydraulic properties, porewater chemistry, distribution of natural tracers across the Opalinus Clay as well as small- and large-scale diffusion models and the derived conceptual understanding of solute transport.
      PubDate: 2017-06-26
      DOI: 10.1007/s00767-017-0364-1
       
  • Themenheft: Geringleiter
    • Authors: Ingrid Stober; Andreas Gautschi
      PubDate: 2017-06-23
      DOI: 10.1007/s00767-017-0367-y
       
  • Die neue Tiefbohrung Weißenstadt im Granit des Fichtelgebirges
    • Authors: Luisa Röckel; Ingrid Stober
      Abstract: Zusammenfassung Im Granit des Fichtelgebirges wurde die 1835 m tiefe Thermalwasserbohrung Weißenstadt abgeteuft. In der Tiefbohrung wurden zahlreiche geophysikalische, hydraulische und hydrochemische Untersuchungen durchgeführt. Mit zunehmender Tiefe konnte eine deutliche Abnahme der Durchlässigkeit, eine Zunahme des Gesamtlösungsinhaltes sowie eine Änderung des Wassertyps festgestellt werden. Die Ergebnisse werden mit anderen Bohrungen im kristallinen Umfeld verglichen. Ein Vergleich mit den Tiefbohrungen Urach 3 und der Kontinentalen Tiefbohrung (KTB) erbrachte überraschenderweise ähnliche hydraulische und hydrochemische Ergebnisse zu der wesentlich weiter entfernten Bohrung Urach 3, jedoch sehr unterschiedliche Ergebnisse zu der nahe gelegenen KTB.
      PubDate: 2017-06-20
      DOI: 10.1007/s00767-017-0361-4
       
  • Erratum to: Biodegradability and ecotoxicity of commercially available
           geothermal heat transfer fluids
    • Authors: Andreas Tiehm; Kathrin R. Schmidt; Birgit Körner; Frank Sacher; Rachel Conrad; Henner Hollert
      PubDate: 2017-05-09
      DOI: 10.1007/s00767-017-0360-5
       
  • Methodenvergleich zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit
    • Authors: Katharina Storz; Hagen Steger; Valentin Wagner; Peter Bayer; Philipp Blum
      Abstract: Zusammenfassung Die Kenntnis der hydraulischen Durchlässigkeit (k f -Wert) ist die Grundvoraussetzung für das Prozessverständnis der Grundwasserbewegungen im Untergrund. Daher existieren zahlreiche Labor- und Feldmethoden zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit, deren Anwendung allerdings zu deutlich unterschiedlichen k f -Werten führen kann. Zur Quantifizierung dieser Variabilität wurde der k f -Wert eines Quarzsandes (Dorsilit) nach vier Methoden bestimmt: (1) Korngrößenanalyse, (2) Bestimmung nach Kozeny-Carman, (3) Durchlässigkeitsversuche in der Triaxialzelle, und (4) Durchflussversuche in einem Technikumsversuch in einem künstlichen Grundwasserleiter. Der Durchflussversuch wird aufgrund des großen untersuchten Volumens als am ehesten repräsentativ in Bezug auf einen tatsächlichen Grundwasserleiter angenommen. Die im Permeameterversuch bestimmten Werte weichen davon nur gering ab, während die empirisch ausgewerteten Korngrößenanalysen um eine Größenordnung darüber liegen und außerdem eine große Spannbreite aufweisen. Dies wurde durch die Analyse von k f -Wert-Bestimmungsmethoden aus Literaturdaten bestätigt. Daher wird die Eignung von Korngrößenanalysen für die Bestimmung des k f -Wertes grundsätzlich infrage gestellt und die Anwendung von Permeameterversuchen zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit empfohlen.
      PubDate: 2017-04-20
      DOI: 10.1007/s00767-017-0353-4
       
  • Ihre Grundwasser – wohin soll’s gehen?
    • Authors: Traugott Scheytt; Gudrun Massmann
      PubDate: 2017-04-13
      DOI: 10.1007/s00767-017-0358-z
       
  • Abschätzung des Einflusses von Parameterunsicherheiten bei der Planung
           und Auswertung von Tracertests unter Verwendung von Ensembleprognosen
    • Authors: Stephan Klotzsch; Martin Binder; Falk Händel
      Abstract: Zusammenfassung Bei der Planung von Tracerversuchen spielen die Unsicherheiten der geohydraulischen Parameter eine erhebliche Rolle. Werden diese Unsicherheiten nicht berücksichtigt, kann das dazu führen, dass z. B. der Tracerdurchbruch verpasst wird. Eine Möglichkeit zur Berücksichtigung dieser Unsicherheiten bei der Planung ist die Ensembleprognose. Durch die beispielhafte Kopplung eines Ensembleprognosealgorithmus mit zwei kombinierten analytischen Stofftransportmodellen wird die Anwendbarkeit des Verfahrens auf geohydrologische Problemstellungen demonstriert. Dabei eignet sich der vorgestellte Algorithmus nicht nur zur Prognose (Vorwärtssimulation), sondern auch zur Parameterbestimmung (Rückwärtssimulation). Die Funktion der Parameterbestimmung kann versuchsbegleitend zu einer Verringerung der zur ursprünglichen Prognose verwendeten Unsicherheiten und damit zu einer Verbesserung selbiger eingesetzt werden. Der Algorithmus wurde in einer Software umgesetzt, welche über die Website des Instituts für Grundwasserwirtschaft der TU Dresden zur freien Verfügung heruntergeladen werden kann.
      PubDate: 2017-04-12
      DOI: 10.1007/s00767-017-0357-0
       
  • Preservation of commonly applied fluorescent tracers in complex water
           samples
    • Authors: Viet Cao; Mario Schaffer; Yulan Jin; Tobias Licha
      Abstract: Water sample preservation and pre-treatment are important steps for achieving accurate and reproductive results from tracer tests. However, this is particularly challenging for complex water mixtures prior to fluorescence analysis. In this study, the interference of iron and calcium precipitation with nine commonly applied conservative tracers, uranine, eosin, 1‑naphthalene sulfonate, 1,5-naphthalene disulfonate, 2,6-naphthalene disulfonate, 4‑amino-1-naphthalene sulfonate, 6‑hydroxy-2-naphthalene sulfonate, 1,3,6-naphthalene trisulfonate, and 1,3,6,8-pyrene tetrasulfonate, was investigated in batch experiments. In general, the observed results are influenced by precipitates. A technique consisting of pH adjustment and centrifugation is described for preserving samples and avoiding the impact of these precipitates on the tracer test results.
      PubDate: 2017-04-11
      DOI: 10.1007/s00767-017-0356-1
       
 
 
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