Hydrogeochemische Stoffflussmodelle (eBook)

Geleitwort 5
Vorwort 7
Inhaltsverzeichnis 10
1 Motivation und Zielsetzung 13
1.1 Einführung 13
1.2 Konkrete hydrogeochemische Aufgabenstellung 16
1.3 Forschungskontext 18
1.4 Gleichgewichtsmodelle und reaktionskinetische Aspekte 23
1.5 Vorgehensweise 28
2 Prozessorientierte Geosystemerkundung 31
2.1 Geologischer und hydrogeologischer Überblick 31
2.2 Hydrogeochemischer Überblick 33
2.3 Entwicklung der Rohwasserbeschaffenheit in den Brunnen 1 und 4 45
2.4 Der hydrogeochemische Prozess in modellhafter Vorstellung 51
3 Modellentwicklung 60
3.1 Vorgehensweise 60
3.2 Hydrogeochemische Zielfunktion 64
3.3 Erste Modellentwicklungsstufe – Stickstoffeintrag und Denitrifikation 69
3.3.1 Modellvorstellung 69
3.3.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 76
3.3.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 87
3.4 Zweite Modellentwicklungsstufe – Kalkdüngung 94
3.4.1 Erweiterte Modellvorstellung 94
3.4.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 95
3.4.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 98
3.5 Dritte Modellentwicklungsstufe – Sulfatreduktion 103
3.5.1 Erweiterte Modellvorstellung 103
3.5.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 105
3.5.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 111
3.6 Vierte Modellentwicklungsstufe – Aluminiumhydroxid- und Hydroxosulfatphasen 116
3.6.1 Erweiterte Modellvorstellung 116
3.6.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 120
3.6.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 124
3.7 Fünfte Modellentwicklungsstufe – Grünlandumbruch 127
3.7.1 Erweiterte Modellvorstellung 127
3.7.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 134
3.7.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 141
3.8 Sechste Modellentwicklungsstufe - CO2- Partialdrücke 144
3.8.1 Erweiterte Modellvorstellung 144
3.8.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 146
3.8.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 147
3.9 Siebte Modellentwicklungsstufe – Reaktivität der Eisendisulfide 150
3.9.1 Erweiterte Modellvorstellung 150
3.9.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 153
3.9.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 159
3.10 Achte Modellentwicklungsstufe – lokal verminderte Markasitgehalte 163
3.10.1 Erweiterte Modellvorstellung 163
3.10.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 164
3.10.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 166
3.11 Neunte Modellentwicklungsstufe – Verockerung des Förderbrunnens 174
3.11.1 Erweiterte Modellvorstellung 174
3.11.2 Hydrogeochemisches Prozessmodell 176
3.11.3 Ergebnis der Modellierung und Vergleich mit der Zielfunktion 183
3.12 Schlussfolgerungen 187
4 Plausibilitätsprüfung 190
4.1 Übertragung auf benachbarte Einzugsgebiete 191
4.2. Vergleich der modellierten und der realen Grundwasserbeschaffenheit 193
4.2.1 Überblick 193
4.2.2 Räumliche und geohydraulische Differenzierung 202
4.2.3 Hydrogeochemische Differenzierung 205
4.2.4 Modellierung und Identifizierung von Mischgrundwässern 212
Literatur 229
Sachverzeichnis 235