Heidelberg 2006 – wissenschaftliches Programm
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UP: Umweltphysik
UP 2: Hydrosph
äre
UP 2.3: Fachvortrag
Montag, 13. März 2006, 17:00–17:15, A
Luftüberschüsse im Grundwasser – Feldexperimente zur Entstehung von "Excess Air"in natürlichen Systemen — •Stephan Klump1,2, Yama Tomonaga1 und Rolf Kipfer1,3 — 1Abt. Wasserressourcen und Trinkwasser, Eawag, Dübendorf, Schweiz — 2Institut für Umweltphysik, ETH, Zürich, Schweiz — 3Institut für Isotopengeologie, ETH, Zürich, Schweiz
Im Grundwasser gelöste atmosphärische Gase sind meist gegenüber dem atmosphärischen Lösungsgleichgewicht übersättigt. Dieses als "Excess Air"bekannte Phänomen ist nicht nur von großer Bedeutung bei der Verwendung von atmosphärischen Spurengasen als Umwelttracer (z.B. Edelgase, FCKWs, SF6) in der Grundwasserhydrologie, sondern besitzt selbst das Potential, als Tracer für die hydrologischen Bedingungen während der Infiltration genutzt zu werden. Voraussetzung ist allerdings ein detailliertes Verständnis der entscheidenden physikalischen Prozesse, die zur Bildung von Excess Air in natürlichen Systemen führen.
Zur Untersuchung der Entstehung von Excess Air unter natürlichen Bedingungen wurden Beregnungsexperimente an zwei unterschiedlichen Feldstandorten durchgeführt. Als Tracer für den Gasaustausch zwischen Grund- bzw. Sickerwasser und Bodenluft wurden im Wasser gelöste atmosphärische Edelgase verwendet. Die experimentellen Daten zeigen, dass die Beregnung eines schlecht durchlässigen Bodens aus Grundmoränensedimenten zur Bildung von Excess Air im unterirdisch abfließenden Wasser führte. Bei der Infiltration in einem grobkörnigen, sehr gut durchlässigen Sediment wurde hingegen keine Bodenluft eingeschlossen, und es fand keine Bildung von Excess Air statt.