Deutsch (27.2 MB) - Nagra

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9.6 ISOTOPENHYDROLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
9.6.1 Aussagemõglichkeiten der Isotopenuotersuchungen
Isotopenhydrologische U ntersuchungen kõnnen
grundsãtzlich Informationen über hydrogeologische
und hydrochemische Vorgãnge liefem, die nicht
durch hydrochemische U ntersuchungen allein zu
erhalten sind. Im einzelnen gilt dies für die folgenden
Problemkreise:
Inftltrationsbedingungen
Die stabilen Isotope im Wassermolekül Deuterium
(2H) und Sauerstoff-18 ( 1B O) erlauben
Rückschlüsse auf die Inftltrationshõhe, gegebenenfalls
auch auf die palãoklimatischen Verhãltnisse
wãhrend der Inftltration. Die im Wasser gelõsten
Edelgase geben Aufschluss über die bei
der Infiltration herrschenden Infiltrationstemperatur.
Grundwasserevolution
Informationen über die geochemische Evolution
der Grundwãsser kõnnen durch die Bestimmung
der stabilen Isotope Schwefel-34 (34S) und 18 0
im Sulfat gewonnen werden. Von Bedeutung ist
femer Kohlenstoff-13 (13C) im Karbonat. Verschiedene
Prozesse, wie Auflõsung, Ausfãllung,
Ionenaustausch und Redoxreaktionen kõnnen damit
erkannt werden.
Die stabilen Isotope 34S und 1BO sind zudem als
formationsspezifische Tracer interpretierbar. Sie
erlauben Aussagen über die Herkunft des Wassers
und geben damit zusãtzliche Hinweise auf
mõgliche Fliesswege. Weitere formationsspezifische
Tracer sind die Strontium-Isotope (Kap.
5.6.5.1 u. 6.7.4.1) sowie Helium-4 (4He) in Kombination
mit dem 3Hej4He-Verhãltnis.
- Verweilzeiten und Kontamination der Grundwãs
ser
Aussagen zur mittleren Verweilzeit sind mit Hilfe
der natürlichen, radioaktiven Isotope mõglich.
Da Tiefengrundwãsser im Normalfalllange Verweilzeiten
(mehr a1s 100 Jahre) aufweisen, sind
vor allem langlebige Isotope, wie Kohlenstoff-14
(14C) oder Argon-39 (39Ar), von Bedeutung.
Mit Hilfe von kurzlebigen Isotopen, wie zum Beispiel
Tritium (3H) oder Krypton-85 (BSJ{r), ist es mõglich,
eine Verunreinigung der Proben durch Spü1ung und
natürliche Beimischungen von jungem, d.h. oberflãchennahem
Grundwasser zu erkennen bzw. voneinander
zu unterscheiden. Die kurzlebigen Isotope
ergãnzen damit einerseits die kÜDStlichen Tracer in
der Bohrspülung (Kap. 9.3), andererseits liefern sie
gegebenenfalls Hinweise auf lokale Mischungsvorgãnge
im Aquifer selbst.
Eine ausführliche Darstellung der Isotopenmethoden
und ihrer Bedeutung bei hydrogeologischen Fragestellungen
ist in BALDERER (NTB 83-04) enthalten.
Die Anwendung dieser Methoden im Rahmen
des hydrochemischen Untersuchungsprogramms
Nordschweiz ist in PEARSON et al. (NTB 88-01)
dokumentiert.
9.6.2 Art und Umfang der Untersuchungen
Bei der Festlegung des Untersuchungsumfangs für
die Sondierbohrung Weiach musste neben den
potentiellen Aussagemõglichkeiten auch der Entwicklungsstand
der verschiedenen Methoden berücksichtigt
werden. Ein Teil der Isotopenbestimmungen
(z.B. 2H, 3H, 18 0, 13C oder 14C) kann
a1s ausgereift bezeichnet werden. Dementsprechend
werden sie seit langem für hydrogeologische Untersuchungen
eingesetzt. Andere Verfahren - z.B. die
Bestimmung von Krypton-85 oder die Interpretation
von Chlor-36 (36Cl) - sind dagegen noch in der Entwicklung
begriffen.
Zusãtzlich musste berücksichtigt werden, dass die
praktische Durchführung der Isotopenbestimmungen
von mehreren Faktoren abhãngig ist. So benõtigen
einige Untersuchungen ein sehr grosses Probenvolumen.
Für die Bestimmung von 39 Ar werden beispielsweise
10 m 3 Grundwasser benõtigt. Ein derartiges
Probenvolumen ist nur aus gut durchlãssigen
Zonen in vemünftiger Zeit fõrderbar. Das heisst,
Untersuchungen, die ein grosses Probenvolumen
voraussetzen (39Ar, BSKr, zum Teil 14C), sind nur
an Grundwasser aus relativ gut durchlãssigen Zonen
mõglich. Desweiteren müssen die Wasserproben für
bestimmte Untersuchungen (Edelgase, 39Ar und
BSKr) gasdicht entnommen werden. Die praktische
Durchführung ist also auch davon abhãngig, ob die
entsprechenden Fõrdermethoden (z.B. Pumpen,
GTC-Probennehmer) eingesetzt werden kõnnen.
Weitere Details hierzu sind in BALDERER
(NTB 85-06) zu finden.