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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  [2329 journals]
  • Nachrichten
    • PubDate: 2017-05-16
      DOI: 10.1007/s00767-017-0359-y
       
  • 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
       
  • Empirische Verfahren zur Ableitung verschiedener Porositätsarten aus
           
    • Authors: Sven Fuchs; Michael Ziesche; Peter Nillert
      Abstract: Zusammenfassung Für die Berechnung hydraulischer Strömungsvorgänge in Lockergesteinen ist die realitätsnahe Quantifizierung der verschiedenen Hohlraumvolumenanteile (z. B. Gesamtporosität, durchflusswirksame Porosität, entwässerbare Porosität) erforderlich. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick zu den im deutschsprachigen Raum angewandten empirischen Verfahren der Porositätsschätzung aus Ungleichkörnigkeit und/oder Durchlässigkeitsbeiwert und bewertet diese hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit sowohl in der Hydrogeologie tertiärer und quartärer Lockergesteine Norddeutschlands als auch für Berechnungen von Schüttkorngütern. Die Literaturstudie umfasst Arbeiten von Lejbenson (1947), Istomina (1957), Beyer (1964), Hennig (1966), Golf (1966), Marotz (1968), Beyer und Schweiger (1969), Seiler (1973), Bureau of Reclamation (1984), Helmbold (1988), Beims und Luckner (1999), Balke et al. (2000) sowie Helmbold (2002).
      PubDate: 2017-04-20
      DOI: 10.1007/s00767-017-0355-2
       
  • 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
       
  • Implizite Berechnung der Grundwasserneubildung (RUBINFLUX) im
           instationären Grundwasserströmungsmodell SPRING. Eine neue Methodik für
           regionale, räumlich hochaufgelöste Anwendungen
    • Authors: Harald Zepp; Christoph König; Julius Kranl; Martin Becker; Barbara Werth; Michael Rathje
      Abstract: Zusammenfassung Das auf Grundlage der Software SPRING erstellte Grundwassermodell für das Stadtgebiet von Düsseldorf (217 km2) gab den Anstoß zur Entwicklung einer neuartigen, robusten Methodik zur Ermittlung der Grundwasserneubildung (RUBINFLUX). Flächendifferenziert und mit täglicher Auflösung waren Neubildungswerte für ein 708 km2 umfassendes Gebiet zu ermitteln. RUBINFLUX ist eine an Lysimeterabflüssen geprüfte Methodik, die bewährte Berechnungsroutinen mit einer e‑Funktion für die Sickerwasserabgabe aus dem wasserungesättigten Bodenspeicher kombiniert. Die steuernde Variable ist hierbei die zeitvariante Differenz zwischen der aktuellen und der Bodenwasserspeicherung bei Feldkapazität. Die berechneten Grundwasserneubildungswerte werden in SPRING als Randbedingung 2. Art an der Oberfläche eines jeden Netzelements angesetzt. Die Interaktion der 32 Gewässersysteme mit einer Gesamtlänge von 2800 km wurde instationär mit einer bilanzierenden Randbedingung berücksichtigt. Nach instationärer Kalibrierung anhand von 871 ausgewählten Grundwassermessstellen über 6 Jahre war es möglich, die zeitliche Variation der Grundwasserstände auch an Beobachtungspunkten zufriedenstellend zu modellieren, die von Rhein- und Ruhrwasserständen weitgehend unbeeinflusst sind. In der Implementierung in das Softwarepaket SPRING hat sich RUBINFLUX als geeignet erwiesen, komplexe Hydro-Systeme abzubilden.
      PubDate: 2017-04-12
      DOI: 10.1007/s00767-017-0354-3
       
  • Preservation of commonly applied fluorescent tracers in complex water
           samples
    • Authors: Viet Cao; Mario Schaffer; Yulan Jin; Tobias Licha
      Abstract: 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
       
  • Nachrichten
    • PubDate: 2017-02-10
      DOI: 10.1007/s00767-017-0352-5
       
  • Grundwasserfließgeschehen Mecklenburg-Vorpommerns – Geohydraulische
           Modellierung mit Detrended Kriging
    • Authors: Toralf Hilgert; Heiko Hennig
      Abstract: Zusammenfassung Für Mecklenburg-Vorpommern wurde landesweit die Grundwasserdruckfläche berechnet. Das gewählte Verfahren ist eine Kombination aus geohydraulischer Modellierung und Detrended Kriging. Dabei wurde das generelle Grundwasserfließgeschehen (Trendfläche) mithilfe einer horizontal-ebenen Grundwasserströmungsmodellierung abgebildet. Die Abweichungen der gemessenen Grundwasserstände von der modellierten Trendfläche unterlagen keinem regionalen Trend mehr und konnten somit über das Ordinary Kriging interpoliert werden. Aus der Summe der Trendfläche und der interpolierten Residuen ergab sich anschließend die Grundwasserdruckhöhe. Die Vorgehensweise ermöglichte es überdies, die Plausibilität der gemessenen Wasserstände durch einen Vergleich mit den geohydraulisch berechneten Wasserständen zu prüfen und sie ggf. unterschiedlichen Grundwasserleitern zuzuordnen. Das Ergebnis sind zwei geohydraulisch begründete Grundwasserdruckflächen – die Druckfläche für den flächenhaft verbreiteten Hauptgrundwasserleiter und die Druckfläche für den jeweils oberen Grundwasserleiter, die lokal von der des Hauptgrundwasserleiters abweichen kann.
      PubDate: 2017-02-01
      DOI: 10.1007/s00767-016-0348-6
       
  • Verfahren zur Analyse klimatischer und anthropogener Einflüsse auf die
           Grundwasserstandsentwicklung
    • Authors: Gunter Wriedt
      Abstract: Zusammenfassung Einschränkungen bei der Anwendung des Wiener-Mehrkanalfilters zur Analyse anthropogener Einflüsse auf die Grundwasserstandsentwicklung erfordern ein von unbeeinflussten Referenzmessstellen unabhängiges Prüfverfahren. Dieser Artikel stellt einen einfachen Ansatz vor, den Zusammenhang zwischen Grundwasserstand und Klimaparametern für Grundwasserstandsmessstellen zu analysieren. Hierzu wird eine theoretische „klimatische Ganglinie“ aus der monatlichen klimatischen Wasserbilanz unter Berücksichtigung der Einflüsse der ungesättigten Zone sowie der lokalen Grundwasserstandsamplitude abgeleitet. Über einen Vergleich mit der beobachteten Grundwasserstandsdynamik können die Übereinstimmung mit der Entwicklung klimatischer Kenngrößen und mögliche anthropogene Einflüsse beurteilt werden. Für 284 von 573 untersuchten Grundwassermessstellen in Niedersachsen konnte zwischen 1981 und 2015 eine natürliche Gangliniendynamik nachgewiesen werden. Anthropogene Einflüsse waren an 221 Messstellen nachweisbar, für 68 Messstellen war keine Einordnung möglich. Eine Zuordnung konnte damit für 88 % der Messstellen erfolgen. Für unbeeinflusste und geringfügig beeinflusste Messstellen wurde eine hohe Anpassungsgüte erreicht. Über eine Kreuzvalidierung für zwei Zeiträume konnte die Prognosefähigkeit des Verfahrens für unbeeinflusste Messstellen dargelegt werden.
      PubDate: 2017-01-27
      DOI: 10.1007/s00767-016-0349-5
       
  • One Frog in a Well? Many Frogs in Many Wells!
    • Authors: Stefan Peiffer
      PubDate: 2017-01-26
      DOI: 10.1007/s00767-016-0351-y
       
  • ‘Frog in a Well’ or a pending paradigm shift in
           hydrogeology?
    • Authors: K. Udo Weyer
      PubDate: 2017-01-25
      DOI: 10.1007/s00767-016-0350-z
       
  • Hydraulic linkage of a storm water tank to a karst spring
           (Gallusquelle)
    • Authors: Morgan Tranter; Ferry Schiperski; Johannes Zirlewagen; Traugott Scheytt
      Abstract: Abstract A significant proportion of the global water supply is ensured by karst aquifers. However, these are often highly vulnerable to contamination. A storm water tank located in the rural karst catchment area of the Gallusquelle spring (Swabian Alb, southwest Germany) about 9.1 km away was identified as a potential source of contamination. A tracer experiment was carried out in order to evaluate this hydraulic connection. For this, 2.5 kg of the fluorescence dye sulforhodamine G was injected directly at the spillway location. The proposed hydraulic connectivity of the storm water tank to the Gallusquelle spring has been confirmed with this experiment. The maximum tracer velocity of 149 m h−1 highlights rapid groundwater flow through karst conduits. The low tracer mass recovery rate of 14.1% is an indication of a retention capacity along the flow path. This was confirmed by a release of withheld tracer triggered by a heavy storm event 16 days after the injection.
      PubDate: 2017-01-20
      DOI: 10.1007/s00767-016-0346-8
       
  • Verminderte Tiefbrunnenergiebigkeit durch Versandung und Versinterung bei
           Veränderung der Grundwasserchemie
    • Authors: Christoph Knuth; Frank Wisotzky; Norbert Becke
      Abstract: Zusammenfassung In drei Tiefbrunnen einer Wassergewinnung am Niederrhein wird ein Nachlassen der Brunnenergiebigkeit beobachtet. Für die Untersuchung der Ursache der Minderung der spezifischen Brunnenergiebigkeit wurden sowohl Feststoffanalyseverfahren (Mikroskopie, Canorg-Messungen, XRD-Analysen, REM-Analysen) genutzt, als auch hydrogeochemische Berechnungen durchgeführt. Eine untersuchte Probe aus dem Brunnensumpf weist sowohl auf einen hydromechanischen Eintrag von Sand aus dem Aquifer in den Brunnen hin, als auch auf die Bildung von Inkrustationen in Form von Calcit (Versinterung) innerhalb des Brunnens. Ausgewertete Wasseranalysen zeigen, dass sich im Verlauf der letzten 10 Jahre nahezu alle gemessenen Ionenkonzentrationen erhöhten, was auf eine generelle Änderung der hydrochemischen Verhältnisse des Aquifers hindeutet. Hydrogeochemische Modellrechnungen zeigen zudem, dass Übersättigungen bezüglich der Mineralphasen Eisenhydroxid und Calciumcarbonat vorliegen und so eine Bildung von Inkrustationen möglich ist.
      PubDate: 2017-01-04
      DOI: 10.1007/s00767-016-0347-7
       
  • Hydrogeochemie und geogene Fluorid- und Borproblematik des Emschermergels
           im Münsterland
    • Authors: Frank Wisotzky; Björn Droste; Andre Banning
      Abstract: Zusammenfassung Die Sediment- und Grundwasserchemie des Emschermergels im Münsterland (NRW) wurde untersucht. Die Geochemie (Canorg- und Spyrit) wurde an 160 Gesteinsproben analysiert. Unterhalb einer geogenen Verwitterungszone wurden unverwitterte, pyrithaltige Gesteine vorgefunden. Die Grundwasserchemie des Emschermergels in Ostwestfalen wurde anhand von 580 Einzelanalysen aus Hausbrunnen, ergänzt durch weitere Literaturdaten, zusammengetragen und ausgewertet. Die Grundwässer weisen zum Teil hohe Fluorid- und Borkonzentrationen von jeweils bis zu 10 mg/l auf – regional liegen bis zu 30 % der Wässer über 1,5 mg/l Fluorid, und bis zu 50 % über 1 mg/l Bor – die räumliche Verteilung scheint vom Vorhandensein einer Quartärüberdeckung abzuhängen. Grundwässer mit hohen Fluoridkonzentrationen zeigen geringe Ca2+-Konzentrationen und umgekehrt, was auf eine Gleichgewichtseinstellung mit der Mineralphase Fluorit hindeutet. Grenzwertüberschreitende Gehalte treten fast ausnahmslos in Ionenaustauschwässern des Na-HCO3-(Cl)-Typs mit pH > 7,5 auf. Als wahrscheinlicher Hauptmobilisierungsmechanismus beider Kontaminanten erscheint die pH-gesteuerte Desorption von Mineraloberflächen. Die geologische Primärquelle ist unbekannt, eine nähere geochemisch-mineralogische Untersuchung des Emschermergels wäre wünschenswert.
      PubDate: 2017-01-03
      DOI: 10.1007/s00767-016-0345-9
       
  • Erratum zu: CO 2 storage related groundwater impacts and protection
    • Authors: Sebastian Fischer; Stefan Knopf; Franz May; Dorothee Rebscher
      PubDate: 2016-11-07
      DOI: 10.1007/s00767-016-0344-x
       
  • Erratum zu: Stabile Isotope als Tracer zur Bestimmung der
           Abstandsgeschwindigkeit in Trinkwassergewinnungsbrunnen aus Uferfiltrat
    • Authors: Robert van Geldern; Angela Kolb; Alfons Baier; Johannes A. C. Barth
      PubDate: 2016-10-12
      DOI: 10.1007/s00767-016-0342-z
       
  • Chemische Quell- und Prozessindikatoren im Grundwasser
    • PubDate: 2016-09-28
      DOI: 10.1007/s00767-016-0340-1
       
  • Potenziale der Nutzung organischer Spurenstoffe als Indikatoren in
           Grundwasserleitern
    • Authors: Roland Reh; Karsten Nödler; Olav Hillebrand; Tobias Licha
      Abstract: Zusammenfassung Die Bewertung von Risiken für die Trinkwasserversorgung erfordert eine grundlegende hydrogeologische Modellvorstellung des Einzugsgebiets. Aufgrund der großen Heterogenität ist in Kluft- und Karstgrundwasserleitern die Anwendung ergänzender hydrogeochemischer Methoden unumgänglich. Die Aussagekraft und Anwendbarkeit der üblicherweise genutzten künstlichen Markierungsstoffe, Umwelttracer oder stabilen Isotope ist häufig limitiert. Eine Vielzahl von Studien belegt die Anwesenheit von anthropogenen organischen Verbindungen wie Pestiziden, Arzneimitteln, Rostschutzmitteln oder auch Koffein im Nano- bis Mikrogramm-pro-Liter-Bereich im Grundwasser. Dieser Beitrag zeigt beispielhaft, wie das Vorkommen sowie die Konzentrationsverteilung organischer Spurenstoffe die hydrogeologischen Eigenschaften von Grundwasserleitern reflektieren und diese damit für die Beantwortung bestimmter hydrogeologischer Fragestellungen herangezogen werden können.
      PubDate: 2016-09-26
      DOI: 10.1007/s00767-016-0338-8
       
 
 
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