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Grundwasser
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ISSN (Print) 1432-1165 - ISSN (Online) 1430-483X
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  • Bildung von Senkungsmulden in Lösslehm durch subterrane Erosion

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      Abstract: Zusammenfassung Eine temporär aktive Bachschwinde nahe der Stadt Koblenz ermöglicht einen Einblick in den lokalen Grundwasserfluss im Rheinischen Schiefergebirge. Ein im Lösslehm ausgespülter Erosionstunnel leitet Oberflächenwasser ab, dessen unterirdischer Verlauf anhand vierer Senkungsmulden und durch einen Quellaustritt oberflächlich angezeigt wird. Die Entstehung der Senkungsmulden wird mit subterraner Erosion erklärt.
      PubDate: 2022-06-07
       
  • Eine Echtzeit-Online-Methode zur Beurteilung der künstlichen
           Grundwasseranreicherung und Grundwasserentnahme

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      Abstract: Zusammenfassung Eine nachhaltige Wasserversorgung in urbanen Gebieten stellt aufgrund des Nutzungsdrucks sowie vielfältiger anthropogener Einträge eine große Herausforderung dar. Künstliche Grundwasseranreicherung hat das Potenzial, den Wasserbedarf zu decken und ggf. vorhandene Schadstoffkonzentrationen zu verdünnen. Durch hohe Infiltrationsraten kann zudem eine hydraulische Barriere gegenüber Schadstoffen aus anliegenden Nutzungsflächen entstehen. Grundvoraussetzung, um diese Barriere so effektiv wie möglich nutzen zu können, ist die genaue Beschreibung der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Schutzfunktion. Im geschilderten Fallbeispiel für ein Trinkwassergewinnungsgebiet in der Nordschweiz präsentieren wir ein einfaches Online-Werkzeug. Es wird genutzt, um die große Menge der erhobenen Daten zu digitalisieren sowie um die Interpretation von Konturenkarten zu ergänzen, indem es die Auswertung erhobener Daten vereinfacht und Grundwasserfließrichtungen und -magnituden visualisiert. Die Ergebnisse können zur Beschreibung komplexerer Fließsysteme genutzt werden, was zu einer effizienteren Grundwasserbeobachtung führt.
      PubDate: 2022-06-02
       
  • Grundwasser- und Oberflächenwasserumsatz in Trinkwasservorkommen der
           Östlichen Bodenwöhrer Senke, Oberpfalz

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      Abstract: Zusammenfassung Die Östliche Bodenwöhrer Senke in der Oberpfalz, Bayern, bietet aufgrund ihrer besonderen geologischen Situation ergiebige Grundwasservorkommen in Keuper- und Oberkreidesandsteinen, die durch mehrere Wasserversorgungsunternehmen genutzt werden. Es wurde das verfügbare Grundwasserdargebot bestimmt sowie eine Bilanz des regionalen Grund- und Oberflächenwasserumsatzes erstellt. Zur Differenzierung von drei Hauptgrundwasserstockwerken wurde das Wasserbilanz-Modul eines Grundwasserströmungsmodells verwendet. Die isolierte Lage der Grundwasservorkommen innerhalb des umrahmenden kristallinen Grundgebirges bedingt einen weitgehend vollständigen Übertritt des Grundwassers in Flüsse und Bäche an den Randbereichen der Bodenwöhrer Senke. Anhand des Oberflächenwasserumsatzes, welcher durch Abflussmessungen während des Projektzeitraumes ermittelt wurde, konnte die modellgestützte Bilanz überprüft werden. Über die Messung von Grundwasserständen konnte die Veränderung des Grundwasserspeichers erfasst werden. Die Einzeljahre 2011 bis 2014 wichen aufgrund stark wechselnder klimatischer Bedingungen in beide Richtungen sehr deutlich vom Mittelwert ab. Ihr Mittel ergab dennoch ein nachhaltiges Grundwasserdargebot in der Bodenwöhrer Senke. Die Jahre 2015 bis 2020 dagegen führten aufgrund der Abfolge mehrerer trockener Jahre zu sinkenden Grundwasserständen und reduzierten Abflüssen.
      PubDate: 2022-05-31
       
  • Nachrichtenteil für Grundwasser-Heft 2/2022

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      PubDate: 2022-05-11
       
  • Identifikation von Stoffeinträgen aus dem Alterzbergbau in die
           Freiberger Mulde

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      Abstract: Zusammenfassung Die Freiberger Mulde, die einen Teil des Freiberger Reviers entwässert, weist hohe Schwermetall‑, Arsen- und Sulfatbelastungen auf. Besonders der Abschnitt zwischen Berthelsdorf und Siebenlehn ist stark durch den Alterzbergbau sowie die Bunt- und Edelmetallurgie geprägt. Das Ziel von zwei Messkampagnen war die Identifikation aller punktueller Einleiter in diesem Abschnitt, um mittels einer Frachtbilanzierung die wesentlichen punktuellen Einleiter sowie mögliche diffuse Zutritte von Arsen, Blei, Cadmium, Kupfer, Eisen, Nickel, Nitrat, Sulfat und Zink zu identifizieren. Hierbei wurden acht punktuelle Einleiter identifiziert, die maßgeblich für eine entsprechende Frachtzunahme im Untersuchungsgebiet verantwortlich sind. Die Aufstellung der Frachtbilanzen erfolgte nach einem vereinfachten Ansatz, der Rückschlüsse auf mögliche diffuse Zutritte oder Verluste durch z. B. Rückhalt, Abbau und Versickerung erlaubt. Dabei zeigte eine Bilanzierung über das gesamte Untersuchungsgebiet nur eine geringe Aussagekraft. Erst durch eine abschnittsweise Bilanzierung entlang des Untersuchungsgebietes wird ersichtlich, dass sich Eintrags- und Rückhalteprozesse abwechseln und möglicherweise innerhalb der Abschnitte überlagern. Dies liefert nützliche Erkenntnisse für weitere Betrachtungen der Belastungsursachen und die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie im Einzugsgebiet der Freiberger Mulde.
      PubDate: 2022-04-29
       
  • Berechnung der kf-Werte geschichteter Aquifere aus geologischem Profil und
           Transmissivität

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      Abstract: Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird ein einfaches Verfahren zur Abschätzung der kf-Werte (Durchlässigkeitsbeiwerte) geschichteter Grundwasserleiter aus geologischem Profil und Transmissivität von Grundwassermessstellen vorgestellt. Vorausgesetzt ist dabei, dass die Mächtigkeiten der einzelnen Schichten sowie die Transmissivitäten, bestimmt aus Pumpversuchen, bekannt sind und die Anzahl der Pumpversuche größer oder gleich der Anzahl der Schichten ist. Die Berechnung der kf-Werte erfolgt durch die numerische Lösung eines überbestimmten Gleichungssystems, das mit Excel berechnet werden kann.
      PubDate: 2022-04-12
      DOI: 10.1007/s00767-022-00510-9
       
  • Erratum zu: Berechnung von Temperaturfahnen im Grundwasser mit
           analytischen und numerischen Modellen

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      PubDate: 2022-04-11
      DOI: 10.1007/s00767-022-00513-6
       
  • Amphibien in der Grundwasserforschung und was wir daraus folgern

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      PubDate: 2022-04-01
      DOI: 10.1007/s00767-022-00511-8
       
  • Berechnung von Temperaturfahnen im Grundwasser mit analytischen und
           numerischen Modellen

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      Abstract: Zusammenfassung Mit zunehmender Anzahl an Grundwasserwärmepumpenanlagen steigt auch das Potenzial an Nutzungsüberlagerungen. Im Rahmen des wasserrechtlichen Genehmigungsverfahrens ist es daher erforderlich, u. a. die von einer Anlage ausgehenden Temperaturfahnen im Grundwasser zu berechnen. In Baden-Württemberg wurde als Erweiterung des für Anlagen ≤ 45.000 gültigen Leitfadens des Umweltministeriums Baden-Württemberg kWh/a das Thermische Online-Modell (TOM) entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein vereinfachtes, browserbasiertes, numerisches Grundwassermodell. Ziel dieser Studie ist, die mit TOM berechneten Ausdehnungen von Temperaturfahnen durch mit analytisch und einem kalibrierten numerischen Modell berechnete Temperaturfahnen zu evaluieren. Der Vergleich mit den analytischen Berechnungsmethoden zeigt, dass diese die Ausbreitung der Temperaturfahnen in Relation zu den numerischen Modellen grundsätzlich überschätzen. Für kleine und mittlere Anlagen (< 10 l/s) wurden mit TOM vergleichbare Ergebnisse wie mit einem kalibrierten numerischen Modell berechnet. Für größere Anlagen (Energieentzug > 45.000 kWh/, > 10 l/s) ist aufgrund der weiträumigeren Ausbreitung der Temperaturfelder, die Simulation mit einem kalibrierten numerischen Planungsmodell zu empfehlen.
      PubDate: 2022-03-07
      DOI: 10.1007/s00767-022-00509-2
       
  • Nachrichtenteil für Grundwasser-Heft 1/2022

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      PubDate: 2022-02-10
      DOI: 10.1007/s00767-022-00508-3
       
  • Am Limit' – Einschätzungen zur Grundwasserbewirtschaftung im
           Großraum Grünstadt (Rheinland-Pfalz)

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      Abstract: Zusammenfassung Im Großraum Grünstadt erfolgt die Wasserversorgung weitgehend dezentral aus Grundwasserleitern des Buntsandsteins. Dieser ist aufgrund der geologisch-tektonischen Verhältnisse räumlich komplex gegliedert. In Verbindung mit Abschätzungen zu Grundwasserfließrichtungen und Altersdatierungen ist eine Gliederung in bilanzierbare Teilräume möglich. Daten zu Grundwasserständen und zur Grundwasserbeschaffenheit weisen auf mitunter erhebliche Veränderungen seit etwa 1960 hin. Daten zu den Grundwasserentnahmen liegen erst ab 2013 vor. Die annähernd konstanten Absenkungsraten können als Entwicklung in der späten instationären Phase langfristiger, gering schwankender Grundwasserentnahmen interpretiert werden. Auf Basis der Wasserbilanz für den zentralen Bilanzraum wurde die dort zur Bilanzdeckung notwendige Grundwasserneubildung abgeschätzt. Sie wurde den Ergebnissen zweier methodisch unterschiedlicher Grundwasserneubildungsmodelle gegenübergestellt. Die dokumentierten Absenkungen lassen sich mit dem Neubildungsmodell auf Basis des flächendifferenzierten Bodenwasserhaushaltsmodells GWN-BW in Einklang bringen. Für den zentralen bilanzierten Teilraum ist von einer langfristig über der Grundwasserneubildung liegenden Grundwasserentnahme auszugehen.
      PubDate: 2022-01-21
      DOI: 10.1007/s00767-021-00505-y
       
  • Rekonstruktion des Druckpotenzials für den unteren Grundwasserleiter im
           Münsterländer Kreidebecken im Falle eines ungehinderten
           Grubenwasseranstiegs im Grundgebirge

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      Abstract: Zusammenfassung Im Münsterländer Kreidebecken (NRW & Niedersachsen, Deutschland) wird für das im gesamten Becken verbreitete untere Grundwasserleitersystem der Schichten des Cenomans und Turons (Untere Oberkreide) ein hydraulischer Druckausgleich zwischen dem Nord- und Südrand angenommen. Für den Fall eines ungehinderten Grubenwasseranstiegs im Grundgebirge (Karbon) würde sich in diesem Grundwasserleitersystem eine hydraulische Druckpotenzialfläche ausbilden („worst-case“-Szenario), welche sich ausgehend von hydrogeologisch begründbaren, hydraulischen Druckpunkten am Nord‑, Ost und Südrand des Beckens über das Beckeninnere aufspannen lässt. Die auf den potenziellen hydraulischen Druckpunkten des Beckens basierende und mittels ArcGIS interpolierte Druckpotenzialfläche weist ein generelles Gefälle nach Westen mit ihrem höchstgelegenen Druckpunkt im Nordosten (Fosbergquelle bei Bielefeld) und ihrem niedrigsten Druckpunkt im Südwesten (Ruhrbogen in Oberhausen) auf. Die Druckpotenzialfläche ist zukünftig für die „worst-case“-Betrachtung von Grubenwasseranstiegsszenarien in stillgelegten Bergwerken oder von aufsteigenden Tiefengrundwässern in oberflächennahe Grundwasserleitersysteme verwendbar.
      PubDate: 2022-01-21
      DOI: 10.1007/s00767-021-00506-x
       
  • Kluft-Matrix-Interaktion als bedeutendes Merkmal des Stofftransportes im
           karbonatisch gebundenen Luxemburger Sandstein

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      Abstract: Zusammenfassung Der Luxemburger Sandstein ist eine kalkgebundene Sandsteinfazies, die sich während des frühen Jura auf einem flachmarinen Schelf abgelagert hat. Mit seinem ausgezeichneten Porenanteil bildet er das wichtigste Grundwasservorkommen Luxemburgs, besitzt durch seine Klüfte und deren Bedeutung für den Grundwassertransport jedoch einen komplexen Stofftransport. Diese Arbeit untersucht mithilfe von Laborexperimenten die Kluft-Matrix-Interaktion und ihre Auswirkung auf den Stofftransport im oberflächennahen Aquifer. An Bohrkernen und frisch gebrochenem Material aus einem Steinbruch werden Matrixparameter wie Porenvolumen, effektiver Diffusionskoeffizient, Durchlässigkeitsbeiwert und Porendurchmesser ermittelt. Der Stofftransport und die Interaktion der Matrix mit den Klüften als vorrangigem Transportweg werden in einem Einzelkluftversuch im Labormaßstab mit Tracerversuchen untersucht. Der Stoffaustrag lässt sich auf die Rückdiffusion aus der Matrix in das Kluftwasser, die Durchströmung poröser Matrix-Kluft-Randzonen sowie der Kluft selbst zurückführen.
      PubDate: 2022-01-21
      DOI: 10.1007/s00767-021-00502-1
       
  • Themenheft „Hydrogeologie der Festgesteine“

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      PubDate: 2022-01-20
      DOI: 10.1007/s00767-022-00507-4
       
  • Bestimmung der Grundwasserneubildungshöhen für
           Festgesteinsgebiete in Niedersachsen

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      Abstract: Zusammenfassung Die Grundwasserneubildung in Festgesteinsbereichen ist aufgrund der hydrogeologischen Eigenschaften der Gesteine im Allgemeinen geringer als in den Porengrundwasserleitern der Lockergesteine. Durch das Zusammenspiel dieser Eigenschaften mit der Topographie der Mittelgebirgslandschaften Niedersachsens, findet dort neben der Grundwasserneubildung auch ein signifikanter Zwischenabfluss statt. Methodisch können in Wasserhaushaltsmodellen im Rahmen einer Abflussseparation diese Größen mithilfe von flächendifferenzierten BFI-Werten berechnet werden. Dabei geben die BFI-Werte das Verhältnis von Grundwasserneubildung zum Gesamtabfluss wieder. Für die Abflussseparation mit dem Modell mGROWA wurden BFI-Werte für das Festgestein von Niedersachsen mit im Vergleich zu vorhergehenden Modellversionen höherem Detaillierungsgrad auf Basis der Geologischen Karte 1:50.000 (GK50) integriert. Dafür wurden 455 geologische Einheiten der GK50 hydrogeologisch analysiert und parametrisiert. Vor allem wasserwirtschaftlich relevante geologische Einheiten geringerer Ausdehnung konnten so besser in der Karte der Grundwasserneubildung berücksichtigt werden. Diesbezüglich werden fünf geologische Einheiten detaillierter diskutiert. Für diese fünf Fallbeispiele wurden mittels eines U‑Tests die Zeitreihen der simulierten jährlichen Grundwasserneubildung auf signifikante Veränderungen geprüft. Es resultiert für alle Zeitreihen eine signifikant veränderte Verteilung der jährlichen Grundwasserneubildung auf einem geringeren Niveau in den gerade vergangenen beiden Dekaden.
      PubDate: 2022-01-10
      DOI: 10.1007/s00767-021-00503-0
       
  • Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeiten eines Sandsteins
           mithilfe eines Luftpermeameters

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      Abstract: Zusammenfassung Ziel dieser Studie ist die Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeiten eines Sandsteins unter Berücksichtigung der Gesteinsmatrix sowie einer Einzelkluft unter Verwendung eines tragbaren Luftpermeameters. Hierfür wurde der fluviatil-äolisch abgelagerte Bebertaler Sandstein des Oberen Rotliegenden in Sachsen-Anhalt untersucht. Es wurden die Matrixpermeabilitäten der unterschiedlichen Faziesbereiche sowie die Kluftöffnungsweiten entlang einer Schichtfuge bestimmt. Die ermittelten hydraulischen Durchlässigkeiten der Sandsteinmatrix liegen dabei zwischen 1,0 · 10−7 und 9,2 · 10−10 m/s, allerdings weisen nur 3 von insgesamt 298 Messpunkten einen kf-Wert von > 7,4 · 10−8 m/s bzw. eine Permeabilität von > 10 mD auf. Diese gehören zur homogenen und höher durchlässigen äolischen Fazies. Die bestimmte mittlere Öffnungsweite der Schichtfuge liegt bei 82 ± 12 µm. Mithilfe der ermittelten hydraulischen Eigenschaften konnte somit die effektive hydraulische Durchlässigkeit des untersuchten Sandsteins bestimmt werden. Unsere Ergebnisse verdeutlichen die praktische und robuste Anwendbarkeit des verwendeten Luftpermeameters zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeiten von Sandsteinen sowohl im Labor als auch im Gelände.
      PubDate: 2022-01-10
      DOI: 10.1007/s00767-021-00504-z
       
  • Jenseits von Sichardt – empirische Formeln zur Bestimmung der
           Absenkreichweite eines Brunnens und ein Verbesserungsvorschlag

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      Abstract: Zusammenfassung Die Kenntnis der Absenkreichweite eines Brunnens ist eine für viele Anwendungen in der Hydrogeologie wichtige, aber nicht immer einfach zu bestimmende Größe. Häufig werden daher empirische Formeln zur Berechnung genutzt, im deutschen Sprachraum besonders die Formel von Sichardt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte durch einen Vergleich mit einem analytischen Modell der Brunnenzuströmung zunächst festgestellt werden, in welchem Bereich die Sichardt-Formel am besten funktioniert, nämlich bei sandig-kiesigen Grundwasserleitern mit einer Porosität um 30 % und einer Mächtigkeit von ca. 15 m. Um die Anwendbarkeit der Gleichung über diesen Bereich hinaus zu erweitern, d. h. für abweichende Porositäten und Mächtigkeiten, wurde ein Korrekturfaktor entwickelt, der einfach berechnet oder aus einem Nomogramm abgelesen werden kann. Da empirische Verfahren naturgemäß limitiert sind, kann für komplexere Aufgaben die Anwendung mathematisch anspruchsvollerer Modelle erforderlich werden.
      PubDate: 2021-12-09
      DOI: 10.1007/s00767-021-00500-3
       
  • Evaluation of transmissivity in a fractured aquifer—the
           Nyanzari wellfield, Burundi

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      Abstract: Abstract Due to population growth, the city of Gitega in the central part of Burundi is lacking drinking water. Therefore, the national urban water supply company decided to expand the Nyanzari wellfield by drilling additional wells. Two additional wells were drilled to 80 m (F7.2) and 85 m (F8bis) depths. Step tests followed by 72-hours aquifer tests were performed in each well. Results indicate bilinear flow followed by linear flow and radial flow in F7.2. No reaction was observed in observation wells. Fracture-matrix transmissivity was estimated at 3 · 10−4 m2/s. In the case of F8bis, linear flow in an infinite flow fracture followed by radial flow was visible. Reaction was measured in observation wells. Transmissivity was estimated at 3.3 · 10−3 m2/s. Both wells lie no more than 300 m apart, but no evidence of interference between them was depicted during the tests. It appears that two independent fracture systems prevail in the wellfield.
      PubDate: 2021-12-08
      DOI: 10.1007/s00767-021-00501-2
       
  • Erratum zu: Kombination geophysikalischer und hydrogeologischer Methoden
           zur gezielten Erkundung feinkörniger Talfüllungen

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      PubDate: 2021-12-01
      DOI: 10.1007/s00767-021-00499-7
       
  • Windenergie und Grundwasser

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      PubDate: 2021-09-30
      DOI: 10.1007/s00767-021-00493-z
       
 
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