Zur Geohydrochemie der Kluftgrundwasserleiter des nord- und osthessischen Buntsandsteingebietes und deren Beeinflussung durch saure Depositionen

Auf der Grundlage von ca. 3000 chemischen Grundwasseranalysen wurden geogene und atmogene Einfluesse auf die Beschaffenheit oberflaechennaher und tieferer Grundwaesser untersucht. Ein iterativ-clusteranalytischer Ansatz ermoeglicht die Identifizierung eines Clusters 'Saure Grundwaesser' mit insgesamt 83 Grundwasserproben. Eine daran anschliessende hierarchisch-clusteranalytische Auswertung dieses Clusters zeichnet den Versauerungsverlauf von einem natuerlich sauren zu einem immissionsbedingt versauerten Grundwasser modellartig in drei Phasen nach. Die im Buntsandsteingrundwasser Nord- und Osthessens vorhandene Analysendichte ermoeglicht es, Sensitivitaeten der Grundwaesser gegenueber Versauerung durch Luftschadstoffe mittels der KRIGING-Methode flaechenhaft in Form von Isolinienplaenen darzustellen. Um das aktuelle immissionsbedingte Versauerungsausmass im Quellwasser zu bestimmen, wurden 19 nach unterschiedlichen Standortfaktoren ausgewaehlte Quellen im Hydrologischen Jahr 1988 monatlich beprobt. Die Quantifizierung der Quellwasserversauerung geschah mit Hilfe verschiedener geohydrochemischer Modelle (Ionenverhaeltnisse, WATEQF-Computerprogramm). Dabei korrelieren geohydrochemische Untersuchungsergebnisse ausgezeichnet mit den geohydraulischen Eigenschaften des Grundwasserleiters. Die Auswertung langjaehriger chemischer Messreihen zeigt, dass innerhalb von 20 Jahren die Versauerungsfront aus dem Boden in den flachen Grundwasserleiter vorgedrungen ist. Die jahreszeitlich unterschiedlichen Anteile anorganischer Alt-Spezies im Austrag dieser versauerten Quellen wurden berechnetThe largely forested mountainous study area of about 1200 km"2 is located in North- and East-Hesse. The rock sequences are generally dominated by gently to horizontal bedded layers of the Lower and Middle Bunter (Lower Triassic). Bunter aquifer bedrocks consist of silica-cemented quartz sandstone extremely poor in base cations and high sensitive to acid deposition. On the basis of 3000 water analyses the influence of geogenous and atmospheric components on groundwater quality was investigated. Iterative cluster-analyses identifies a cluster 'acid groundwater' including 83 water samples. Next, hierarchical cluster-analysis models the process of acidification from a natural acid groundwater to an acidified groundwater in three successive phases. A KRIGING-method was used to regionalise sensitivites of groundwater to acidification. To quantify actual dimensions of acidification water samples were collected monthly in 1988 at 19 different spring sites. The scale of spring water acidification has been proved by the relationship [Ca"2"+ + Mg"2"+] : [SO"2"- 4 + NO"- 3] and by the saturation-index SI_c_a_l_c_i_t, calculated by WATEQF. The hydraulic coefficient #alpha# identified retention capacties of the spring-watersheds, corresponding to a great extent to water quality data. The role of aluminium in acidified springwaters was investigated by use of WATEQF. The toxic ionic form of Al"3"+ besides AlSO"+ 4 dominates principally. Fraction of aluminium-hydroxide can, however, be neglected. Input-output balances demonstrate that the output rate for SO_4 exceeds the input-rateAvailable from TIB Hannover: NG 9175(90)+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman