Geochemische und wasserisotopische Untersuchungen im ...

Diplomarbeit Grundlagen
anthropogene Quellen, wie beispielsweise die Verbrennung fossiler Brennstoffe,
bedeutend sein (Moldan und Cerny 1994).
Neben der lokal gesehen bedeutenden anthropogenen und maritimen Deposition spielt die
Auflösung von Evaporiten (wie beispielsweise als Klufteinschlüsse in Silikatgesteinen)
eine zentrale Rolle für die Chloridkonzentrationen (Cl - ) in natürlichen Gewässern
(Hölting 1996). Chloridionen sind chemisch inert, d.h. sie greifen weder in
Redoxreaktionen ein noch werden sie bedeutend an Mineraloberflächen oder die
Bodenmatrix adsorbiert (Vitvar 1998).
Silizium ist zusammen mit Sauerstoff der wichtigste Bestandteil der Silikate. Die
Kieselsäure entsteht bei der Silikatverwitterung und der Lösung amorpher Kieselsäure
(Keppler 1995). Die Verwitterungsreaktionen sind langsam; daher lässt eine hohe
Kieselsäurekonzentration auf eine lange Kontaktzeit mit dem Gesteinsuntergrund
schliessen (Sharp, Richards et al. 1998). Silizium wird weder in der Vegetationsschicht
angereichert, noch in grossen Mengen in der Bodenmatrix zurückgehalten (Moldan und
Cerny 1994). Eine zeitlich kurzfristige Veränderung der SiO2-Konzentration im
Oberflächengewässer lässt auf unterschiedliche Beiträge verschiedener Wassertypen
schliessen (Sharp, Richards et al. 1998). In natürlichen Gewässern (pH ~ 7-8) liegt das
gelöste Silizium zu über 97% undissoziiert als H 4SiO 4 vor (pKs = 9.5) (Sigg und Stumm
1989; Keppler 1995).
2.3 Niederschlag/Abfluss-Beziehung
Die hydrologische Reaktion eines Gewässers wird reflektiert durch das
hydrologische Verhalten des Oberflächenabflusses bei
Niederschlagsereignissen und zeigt die Produktions-, Speicherungs- und
Entwässerungscharakteristik des Wasserhaushaltes eines Einzugsgebietes
(Clark und Fritz 1997).
Die hydrologischen Parameter eines Einzugsgebietes werden generell durch folgende
Einflussgrössen charakterisiert:
• Topographie (Höhenverteilung, Neigung beeinflusst speziell die
Aufenthaltszeit und das Speichervermögen)
• Klimatische Variationen (Niederschlagsmenge, -intensität, -dauer, -
verteilung, Zeitdauer einer Schneebedeckung, mittlere Jahrestemperatur,
Evaporation)
• Geologie (Zerklüftung, Schichtung, Schieferung)
• Bodenmächtigkeit, Bodendurchlässigkeit (Korngrössenverteilung, Tiefe)
• Natürliche Bodenbedeckung (Wald, Wiesen, Weiden, Klimax–oder
Pioniervegetation, alpine Rasen, Schotter, Fels, Gletscher)
• Anthropogene Einflüsse (Bodennutzung, Siedlung, Industrie)
Zur Charakterisierung der Regenwasser/Abfluss-Beziehung spielt die
Niederschlagsvariation, die Topographie und die Bodenmächtigkeit eine bedeutende
Rolle. Je geringer die Bodenmächtigkeit und je steiler und kleiner das Einzugsgebiet ist,
desto geringer ist auch die Retentionskapazität und desto schneller und intensiver die
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