Geochemische und wasserisotopische Untersuchungen im ...

Diplomarbeit Diskussion
Phase IV Hochwasserende
Allmähliche Erholung der Konzentrationen der gelösten Wasserinhaltsstoffe auf den
Zustand vor dem Hochwasser.
Mit dem Abklingen der Abflusskurve erholt sich allmählich auch der Wasserchemismus
wieder. Beispielsweise liegen am Ende eines Hochwasserereignisses die SiO2-Konzentrationen
tiefer als vor dem Hochwasserereignis. Dies zeigt, dass durch die Niederschlagsereignisse
ein bedeutender Anteil des Regenwassers in den Boden infiltriert ist und
dadurch zumindest über mehrere Tage den Oberflächenchemismus verändern konnte. Der
Wiederanstieg der δ 18 O-Werte kann mit einem erhöhten Grundabfluss aus höheren
Bereichen des Einzugsgebietes erklärt werden (Moser und Rauert 1980).
Die gemittelten δ 18 O-Werte des Regenwassers repräsentieren nur unzureichend den
einzugsgemittelten δ 18 O-Gehalt eines Regenereignisses, da die berechneten prozentualen
Regenwasseranteile - im Vergleich mit anderen Parametern - zu hoch sind (siehe Tab. 8
und 9). Zu erwarten wäre, dass die δ 18 O-Hydrographenseparationsmethode den tiefsten
prozentualen Regenwasseranteil ergeben würde, da δ 18 O ein idealer Tracer darstellt, der
während des Abflussweges keinen Verwitterungsreaktionen unterliegen kann.
Voraussetzung für eine geeignete Anwendung der δ 18 O-Methode ist, dass der
höhengemittelte δ 18 O-Wert des Niederschlagswassers zu jedem Zeitpunkt eines
Regenereignisses bekannt ist, damit die Hydrographenseparation mit zeitlich variablem
δ 18 O-Input angewendet werden kann. Dazu ist es unabdingbar, Regenwasserproben in
verschiedener Höhe und zu verschiedenen Zeitpunkten zu sammeln.
Die Methode der Zwei-Komponenten-Hydrographenseparation berücksichtigt nur zwei
Wassertypen: Regenwassser und Grundwasser des Grundabflusses. Während eines
Hochwasserereigniss leistet aber zumindest zeitweilig auch das Bodenwasser bedeutende
Anteile zum Oberflächenabfluss. Die Entnahme von repräsentativen Boden- und
Grundwasserproben zur Charakterisierung dieser Wasserkomponenten scheint jedoch
wegen ihrer geographischen Heterogenität schwierig zu sein (Moldan und Cerny 1994).
Im Oberflächenabfluss verhalten sich die Chlorid- und Natrium-Konzentrationen während
eines Hochwasserereignisses anders als das Silika oder die Leitfähigkeit (siehe Abb. 23).
Während die Konzentrationsänderungen des Silika und der Leitfähigkeit beim zweiten
Hochwasserereignisses nahezu auf einer Gerade liegen, ist dies für die Silika- und
Chloridkonzentrationen nicht der Fall (siehe Abb. 24). Um Aussagen über mögliche
Fliesswege machen zu können, müssen also mindestens zwei der vier Parameter gemessen
werden (SiO 2 oder die Leitfähigkeit und Na + oder Cl - ).
Dank einer Kombination von δ 18 O-Werten und geochemischen Indikatorparametern
können Aussagen über quellzonenbezogene (δ 18 O) und fliesswegbezogene (SiO 2,
Leitfähigkeit, Na + und Cl - ) Abflusskomponenten gemacht werden (siehe Abb. 24). Trägt
man das Na + oder Cl - gegen das δ 18 O auf, ist es möglich, beim zweiten
Hochwasserereignis der Losentse etwa sechs Phasen (A-F) unterscheiden zu können (siehe
Abb. 24 und S. 35), die mit den vier oben vorgeschlagenen Phasen I-IV wie folgt
kombiniert werden können:
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