Kurzfassung
Im Osten des Thüringer Beckens sind aufgrund der geringen Niederschläge von 585 mm/a die Grundwasserressourcen in den geklüfteten Buntsandsteingrundwasserleitern stark limitiert. Ziel der Untersuchung war es, für dieses Buntsandsteinfließsystem ein numerisches Grundwasserströmungsmodell zu erstellen, um die zukünftige Entwicklung der Grundwasserressourcen auf der Grundlage verschiedener Klimaszenarien prognostizieren zu können. Im vorliegenden Beitrag wurden Grundwasserganglinien mit dem Ziel analysiert, eine Inputfunktion für die Grundwasserneubildung am Grundwasserspiegel abzuleiten, welche ein wichtiger Eingangsparameter bei der numerischen Modellierung ist. Es konnte gezeigt werden, dass die Strömung im Buntsandsteingrundwasserleiter sowohl durch ein kluft- sowie ein matrixdominiertes Strömungsregime charakterisiert ist. Der überwiegende Anteil der Grundwasserneubildung infiltriert rasch durch das Kluftsystem. Dagegen bewirken die geringeren Matrixdurchlässigkeiten in der ungesättigten Zone, in Abhängigkeit vom Flurabstand, eine deutliche Verzögerung der Grundwasserneubildung von bis zu mehreren Jahren.
Abstract
In the eastern Thuringian Basin, the low precipitation rate of 585 mm/y limits the groundwater resources in the sandstone aquifer system. The aim of this study was to develop a groundwater flow model for the region in order to forecast the impacts of different climate scenarios on the groundwater balance. Since recharge is of high relevance for the numerical model, a time series of groundwater levels were investigated to obtain the recharge input function. In the sandstone aquifer it could be shown that groundwater flow is characterised by flow in the fracture network as well as in the matrix. The largest fraction of recharge reaches the water table very quickly via the fracture network. However, both the thickness of the unsaturated zone and the low hydraulic conductivity of the sandstone matrix control the time lag of groundwater recharge. The time lag of the slow component to reach the water table is in the order of several years.
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Literatur
Davis, J. C.: Statistic and data analysis in geology.- 564 S.; Wiley, New York (1986)
Dürbaum, H. J., Matthess, G., Rambow, D.: Untersuchungen der Gesteins- und Gebirgsdurchlässigkeit des Buntsandsteins in Nordhessen.- Notizbl. hess. Landesamtes Bodenforsch. 97, 258–274 (1969)
Einsele, G., Merklein, J.: Aquiferdaten von Fest- und Lockergesteinen im Gebiet des Mittelmains und der Regnitz.- Schriftr. Bayer. Landesamt für Wasserwirtschaft 7, 240–250 (1978)
Eissele, K.: Über die Grundwasserbewegung in klüftigen Buntsandstein.- Jh. Geol. L.-Amt Baden-Württemberg 8, 105–111 (1966)
Georgotas, N., Udluft, P.: Sinn und Fränkische Saale.- Schriftr. Bayer. Landesamt für Wasserwirtschaft 7, 65–84 (1978)
Hauthal, U.: Zum Wasserleitvermögen von Gesteinen des Mittleren Buntsandsteins. Zeitschrift für angewandte Geologie 13(8), 405–407 (1967)
Harzer, E: Grundwasserneubildungsdynamik im Buntsandstein des Spessarts – Ermittlung über die Durchströmung der ungesättigten Zone.- Diss. Univ. Würzburg. (2003)
Healy, R. W., Cook, P. G.: Using groundwater levels to estimate recharge.- Hydrogeol. Journal 10, 91–109 (2002)
Hecht, G.: Grundwässer.- In Seidel, G.: Geologie von Thüringen.- 556 S.; Schweizerbart, Stuttgart (1995)
Hölting, B.: Hydrogeologie.- 415 S.; Enke, Stuttgart (1992)
Huber, B.: Der Einfluß des Trennflächengefüges auf die Grundwasserströmung in Kluftgrundwasserleitern.- Hydrogeologie und Umwelt 5, 293 (1992)
Matthess, G.: Beziehung zwischen Bau und Grundwasserbewegung in Festgesteinen.- 105 S., Abh. Hess. L.-Amt f. Bodenforsch. 58 (1970)
März, K.: Hydrogeologische und hydrochemische Untersuchungen im Buntsandstein und Muschelkalk Nordbayerns.- Hydrochem. Hydrogeol. Mitt. 2, 1–170 (1977)
Merkel, B. J., Planer-Friedrich, B.: Integrierte Datenauswertung Hydrogeologie.- Freiberger Online Geology (FOG) 7 (2002)
Rödiger, T.: Charakterisierung und Modellierung des Buntsandsteinfließsystems im Osten des Thüringer Beckens.- Diss. Univ. Jena (2005)
Sauter, M.: Quantification and forecasting of regional groundwater flow and transport in a karst aquifer (Gallusquelle, Malm, SW Germany).- Tüb. Geow. Arb. (TGA) C13.- 150 S.; Tübingen. (1992)
Schraft, A., Rambow, D.: Vergleichende Untersuchungen zur Gebirgsdurchlässigkeit im Buntsandstein Osthessens.- Geol. Jb. Hessen 112, 235–261 (1984)
Schubuth, H.: Beziehung zwischen Grundwasserabfluss und tektonischen Bau im Buntsandstein des Mainvierecks zwischen Lohr und Aschaffenburg im Spessart.- Diss. Univ. Frankfurt a. M. (1973)
Sophocleous, M. A.: Combining the soilwater balance and water-level fluctuation methods to estimate natural groundwater recharge: practical aspects.- Journal of Hydrology 124, 229–241 (1991)
Udluft, P.: Hydrogeologie des Oberen Sinntales; ein Beitrag zur Kenntnis der bayerischen Rhön.- Geolica Bavarica 64, 365–384 (1971)
Udluft, P.: Bestimmung des entwässerbaren Kluftraumes mithilfe des Austrocknungskoeffizienten nach Maillet, dargestellt am Einzugsgebiet der Lohr (Nordost Spessart).- Z. dt. geol. Ges. 123, 53–63 (1972)
WHI: Visual MODFLOW v.3.0 User’s Manual. 370 S.; Waterloo Hydrogeologic Inc. (2002)
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Rödiger, T., Sauter, M. & Büchel, G. Infiltration und Grundwasserströmung in geklüftet-porösen Buntsandsteingrundwasserleitern im Osten des Thüringer Beckens. Grundwasser 14, 21–32 (2009). https://doi.org/10.1007/s00767-008-0094-5
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