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Spatial distribution, quantification and residence time of river infiltration using a multi tracer approach
Sebastian Jacobs
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Thilo Hofmann
DOI
10.25365/thesis.44057
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13042.16498.209982-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Masterarbeit befaßt sich mit der Untersuchung eines alluvialen Grundwasserleiters im Oberlauf eines subalpinen Quellgebietes unter Einsatz von umweltbedingten und verschmutzungsbedingten Spurenstoffen um die räumliche Verteilung und den Anteil des infiltrierenden Oberflächenwassers am Grundwasser, sowie dessen Verweilzeit zu bestimmen. Die verwendeten Spurenstoffe sind Chlorid als natürlicher geochemischer Spurenstoff, radon-222 als radioaktives Isotop sowie anthropogenes Gadolinium als anthropogener Spurenstoff. Die räumliche Verteilung und Quantifizierung von infiltriertem Flußwasser (Uferfiltrat) in das Grundwasser wurde durch die Berechnung der Mischungsverhältnisse mit Hilfe des anthropogenen Gadoliniums im Grundwasser bestimmt und durch den Einsatz einer GIS Software visualisiert. In Kombination mit der hydrochemischen Analyse führten die Ergebnisse zur räumlichen Aufteilung des Grundwasserleiters in drei Zonen, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Es stellte sich heraus, dass Chlorid nicht wie erhofft eingesetzt werden konnte, da sich dessen dynamische Reichweite als zu klein erwies. Die resultierenden Mischungsverhältnisse unterscheiden sich von den entsprechenden Ergebnissen mit Gadolinium in einem Bereich von minus 125% bis plus 90%. Die Verweilzeit des Uferfiltrats wurde durch die Analyse von radon-222, einem radioaktiven Isotop das Teil der U-238 Zerfallskette ist, bestimmt. Insbesondere direkt an den Fluß grenzende Zonen mit Uferfiltrat konnten datiert werden und zeigten Wasser Verweilzeiten zwischen etwa 2 und 16 Tagen. Durch die Analyse von Langzeit-probenreihen eines Flusses und eines abstromig vom Untersuchungsgebiet liegenden Beobachtungsbrunnens, konnte mittels Chlorid und Gadolinium-Konzentrationen eine Grundwasserabstandsgeschwindigkeit von ca. 81 m/d ermittelt werden.
Abstract
(Englisch)
This master thesis addresses the investigation of an alluvial aquifer in a subalpine headwater catchment by utilising environmental and pollution tracers to determine the spatial distribution and portion of infiltrated surface water as well as its residence time. The tracers that have been used comprise chloride as an environmental geochemical compound tracer, radon-222 as an environmental radioactive isotope tracer and anthropogenic gadolinium as a pollution tracer. The spatial distribution and quantification of infiltrated river water to the groundwater (bank filtrate) was determined by calculating mixing ratios from the concentration of anthropogenic Gadolinium in the groundwater and mapping them with GIS software. In combination with the hydrochemical analysis the results lead to the spatial classification of the aquifer in 3 zones that show different characteristics. Chloride proved to be not of the anticipated use as the dynamic range turned out to be too small. The resulting mixing ratios differ from the related results of gadolinium by minus 125% to plus 90%. The residence time of the bank filtrate was determined by the analysis of radon-222, a radioactive isotope that is part of the U-238 decay chain. In particular bank filtration zones directly adjacent to the river proved to be dateable and showed ages between around 2 and 16 days. By analysing and comparing long term timelines of chloride and gadolinium concentrations in river water and a long term observation well which lies downstream to the investigated area, a groundwater distance velocity of approx. 81 m/d has been determined.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Tracer Gadolinium Chloride 222-Rn
Schlagwörter
(Deutsch)
Tracer Gadolinium Chlorid 222-Rn
Autor*innen
Sebastian Jacobs
Haupttitel (Englisch)
Spatial distribution, quantification and residence time of river infiltration using a multi tracer approach
Paralleltitel (Deutsch)
Räumliche Verteilung, Quantifikation und Verweildauer von Uferfiltrat unter Anwendung einer Multi Spurenstoffe Herangehensweise
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
65 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thilo Hofmann
AC Nummer
AC13667986
Utheses ID
39006
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |