Für die Durchführung von Tracerversuchen in der hydrogeologischen Praxis werden spezielle Markierungsmittel benötigt, die verschiedenen Anforderungen gerecht werden müssen. Die vorliegende Arbeit behandelt die auf den ersten Blick ungewöhnlich erscheinende Möglichkeit, Niederschlag als Tracer zu verwenden, welche sich auf die dem Wasser innewohnenden Signale δ2H- und δ18O-Isotopensignatur, elektrische Leitfähigkeit und Temperatur stützt. Diese Signale können sich zwischen Niederschlag und zu untersuchendem Grundwasser deutlich unterscheiden. Diese Unterschiede liefern das Potential für Markierungsversuche.
Im Rahmen dieser Arbeit wird auf die natürliche Variabilität dieser Signale in den möglicherweise relevanten Systemkomponenten Niederschlag, Grundwasser und Oberflächenwasser eingegangen. Hierfürwerden Ergebnisse einer Literaturrecherche, verwendete Probenahmemethoden und die Auswertung mehrerer gewonnener Zeitreihen an Standorten in Sachsen vorgestellt.
Unterschiedliche Methoden zur isotopentreuen Niederschlagssammlung werden einem eingehenden Vergleich unterzogen und bewertet. Aus den präsentierten Daten können schließlich Empfehlungen für geeignete Sammelzeiträume des Niederschlags abgeleitet werden.
Der häufig verwendete Summenparameter elektrische Leitfähigkeit ist bei der Anwendung von Niederschlag als Grundwassertracer ein inverses Tracersignal. Anders als bei Salzungsversuchen liegt er deutlich unterhalb des Hintergrundwertes im Grundwasser. Welchen Einfluss diese Eigenschaft im Vergleich mit herkömmlichen Salztracern auf hydrogeochemische und Transport-Prozesse hat, wird in einer zweiteiligen Laborversuchsserie, bestehend aus Batch- und Säulenversuchen, diskutiert. Bei letzteren werden Durchbruchskurven hinsichtlich ihrer zeitlichen Momente und anderen Statistiken begutachtet. Die Anwendung von Transport- und geochemischen Modellen versucht, die stattfindenden Prozesse besser zu erfassen.
Abschließend wird die Methode mithilfe eines Feldversuchs auf dem Lehr- und Forschungsfeld Grundwasser der TU Dresden in Pirna auf ihre Machbarkeit begutachtet. Zu diesem Zweck werden die Konstruktion eines großskaligen Regensammlers, das Sammeln von Regen mit diesem und ein Einbohrloch-Tracerversuch mit diesem Regen beschrieben.:Danksagung -- iv
Kurzdarstellung -- v
Abstract -- vi
Abkürzungsverzeichnis -- xvi
Thesen -- xx
1 Motivation -- 1
2 Grundlagen von Tracerversuchen im Grundwasser -- 5
3 Charakterisierung von Regen als Grundwassertracer -- 20
4 Laborversuche zur Verwendung der EC als Grundwassertracer -- 57
5 Geländemethodik und deren Machbarkeit am Beispiel des Testfelds in Pirna -- 95
6 Schlussfolgerungen und Ausblick -- 110
Literaturverzeichnis -- 113
Anhang -- A1
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:38697 |
| Date | 11 March 2020 |
| Creators | Tritschler, Felix |
| Contributors | Liedl, Rudolf, Dietrich, Peter, Scheytt, Traugott, Technische Universität Dresden, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ GmbH |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
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| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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