Grundwasser, Vermischung

[Yoyo83]

Aus einem Brunnen vom Uferbereich des Flüsschens Diemel in Warburg habe ich eine Analyse (vorwiegend Anionen):
pH = 7,3, Leitfähigkeit = 1180 mikro S/cm, Chlorid = 73,0 mg/l, Sulfat = 117 mg/l, Nitrat = 32,4 mg/l, Nitrit < 0,02 mg/l, Säurekapazität bis pH 4,3 = 8,32 mmol/l, Säurekapazität bis pH 8,2 = < 0,05 mmol/l, Carbonathärte = 4,16 mmol/l, Gesamthärte = 31°dh, Calcium = 153 mg/l und Magnesium = 42,5 mg/l.

Außerdem besteht eine Analyse des Flußwassers der Diemel: pH = 8,1, Leitfähigkeit = 533 mikro S/cm, Chlorid = 36,4 mg/l, Sulfat = 48 mg/l, Nitrat = 25,5 mg/l, Nitrit 0,11 mg/l, Säurekapazität bis pH 4,3 = 2,98 mmol/l, Säurekapazität bis pH 8,2 = < 0,05 mmol/l, Carbonathärte = 1,49 mmol/l, Gesamthärte = 12°dh, Calcium = 65,3 mg/l und Magnesium = 13,1 mg/l.

Offensichtlich hat sich also das Flusswasser mit Grundwasser aus den Gesteinen des Muschelkalks vermischt.

Nun zur Frage: Lässt sich die chemische Zusammensetzung eines (hypothetischen) Grundwassers ermitteln? Bei den üblichen Mischungsrechnungen muss die Zusammensetzung zweier Endglieder bekannt sein, was hier nicht gegeben ist.

Außerdem wäre es noch gut zu wissen, in welchem stöchiometrischen Verhältnis sich Grundwasser und Flusswasser durchmischt haben.

Vielleicht hat sich jemand aus dem Forum mit derlei Überlegungen bereits befasst, so dass ich das Rad nicht zum 2. Male erfinden muss. Vielen Dank und herzliche Grüße

[Edgar]

Ich halte das für grundsätzlich unmöglich.
Wie du richtig sagst brauchst du auf jeden Fall die Analyse des unvermischten Grundwassers. Nur: Gibt es DAS Grundwasser überhaupt? Ein Fluss hat ein definiertes Flussbett, was da an wasser komt lässt sich analysieren (Und schwankt in der Zusammensetzung auch ganz erheblich, je nachdem wieviel es geregnet hat). Grundwasser, vor allem im Schotterbett eines Flusses, kann doch gar nicht als Entität betrachtet werden?

[TanHil]

Hallo,
Das Grundwasser wird ja sowieso mit Flusswasser gespeist - je nachdem wieviel es regnet, versickert mehr oder weniger Flusswasser. Da kann amn dann nicht sagen, das Grundwasser besteht zu dem und dem stöchiometr. Verhältnis aus Flusswasser.
Das Flusswasser ist einfach eine von vielen Grundlagen für das Grundwasser.
Liebe Grüße, Tanja

[Edgar]

Hallo,
Das Grundwasser wird ja sowieso mit Flusswasser gespeist - je nachdem wieviel es regnet, versickert mehr oder weniger Flusswasser.
Das kann man so nur bedingt sagen:
Im aktuellen fall wird aus einem Brunnen Uferfiltrat entnommen, durch das Abpumpen strömt Wasser vom Fluss zum Brunnen.
In der Regel ist es eher umgekehrt, das Grundwasser ist ein unterirdischer Zufluss.
Konkret der Fluss vor meiner Haustür:
Der Oberlauf speist sich aus Fichtelgebirge, Frankenwald und Thüringer Wald, also Granit, Schiefer u. ä.. Das Wasser ist daher sehr weich.
Dann fliesst er durch Muschelkalk und das Wasser wird zunehmend härter, nicht nur durch die ober- sondern auch die unterirdischen Zuflüsse. Wasser aus Uferbrunnen hat tatsächlich eine Härte die zwischen den beiden Bereichen (Fluss: ca. 12°dH, Grundwasser bis 40°dH) liegt.

[Rosentod]

Offensichtlich hat sich also das Flusswasser mit Grundwasser aus den Gesteinen des Muschelkalks vermischt.Wenn es tatsächlich um Uferfiltration geht, würde ich mir eher Gedanken über Adsorptions/Desorptionsprozesse machen.

[Yoyo83]

Vielen Dank erstmal für die hilfreichen Beiträge.
Ich möchte die Fragestellung ein wenig präzisieren und den Sachverhalt etwas eingehender darstellen.
Im Bereich des Brunnens vermischt sich offenbar das Flusswasser mit einem Grundwasser, dessen mittlere, wahrscheinliche Zusammensetzung hier von Interesse ist. Es ist dabei weniger entscheidend, ob die Genauigkeit der Aussage 10 % oder 20 % vom wahren Wert abweicht. Es geht hier um die Abschätzung einer Größenordnung, wie bei hydrogeologischen Themen nicht unüblich.
Eine idealisierte Auswertung kann z. B. sein: 70 % des Brunnenwassers entstammen dem Flusswasser. Weitergehend lassen sich dann Rückschlüsse über Auswirkungen einer Wasserentnahme ziehen z. B. auf Bauwerke, Vegetation oder Ökologie.
Hat jemand einen Ansatzpunkt wie die Analysen in dieser Hinsicht ausgewertet werden können?

[Edgar]

Gibt es denn keine Grundwasserbrunnen in der Nähe aus deren Zusammensetzung man ungefähr auf die allgemeinen Eigenschaften des Grundwassers schliessen kann? Wasserwerke fragen?

[Rosentod]

Nochmal: Du entnimmst Wasser über einen Brunnen. Damit ist es erstmal per Definition Grundwasser. Natürlich stammt ein Teil dieses Wassers (Wie groß dieser Teil ist, lässt sich natürlich berechnen.) ursprünglich aus dem Fluss. Allerdings musste dieses Wasser ja den Boden passieren, um in deinen Brunnen zu gelangen. Dabei kommt es zu Adsorptions/Desorptionsprozessen, die die Zusammensetzung der gelösten Ionen natürlich stark verändern. Eine Rechnung, die das nicht berücksichtigt, scheint mir wenig erfolgversprechend.

Es sollte jedoch jede Menge Softwarepackete geben, die dir weiterhelfen können. Als erstes würde ich erstmal sowas wie Modflow anschmeißen.