Die Meiofauna des Interstitials und Grundwassers als Indikator für Oberflächenwasser-Grundwasser-Interaktionen im Bereich einer Uferfiltrationsanlage

  • In dieser Studie sollte hinsichtlich der Entwicklung eines faunistisch begründeten Monitoringkonzeptes für hydrologische Interaktionen untersucht werden, inwieweit die Meiofauna in Hyporheal und Grundwasser in der Lage ist, Oberflächenwasser-Grundwasser-Interaktionen zu reflektieren und die hydrologischen Verhältnisse einer Uferfiltrationsanlage aufzuzeigen. Dafür wurden hydrochemische und faunistische Analysen bezüglich ihrer Aussagekraft miteinander verglichen. Außerdem wurde die Anwendbarkeit des Grundwasser-Fauna-Index (GFI) zur Beurteilung der Stärke des Oberflächenwassereinflusses auf unterirdisches Wasser überprüft. Für die Untersuchung wurde die Uferfiltrationsanlage Flehe der Stadtwerke Düsseldorf ausgewählt, auf deren Gelände 70 vertikale Entnahmebrunnen über eine Strecke von 1,4 km eine Brunnengalerie bilden, die im Jahr insgesamt 11 Mio. m3 Wasser fördert. Am Untersuchungsstandort wurden insgesamt 15 Observationspegel von Februar 2005 bis Januar 2006 faunistisch und hydrochemisch beprobt. Die physikochemische Untersuchung ergab eine Aufteilung des Untersuchungsgebietes in vier Zonen. Neben dem Oberflächenwasser des Rheins [OW Rhein] konnten das Uferfiltrationswasser zwischen Rhein und den Entnahmebrunnen [Hyporheal], alluviales Grundwasser hinter der Brunnengalerie [Alluv. GW] und bei größerer Entfernung zum Rhein landseitiges Grundwasser [landseitiges GW] differenziert werden. Dabei wies der Rhein die typische Charakteristik eines Fließgewässers auf, gekennzeichnet durch eine große Temperaturamplitude mit einem Sommermaximum, hohen Sauerstoffkonzentrationen mit einem Wintermaximum und erhöhten AOX-, DOC- und SAK254nm-Werten. Am Uferfiltrat der Gruppe [Hyporheal] wurde die Wirksamkeit der mikrobiellen Abbauprozesse während der Uferfiltration mit deutlichen Reduzierungen der DOC- und SAK- und Sauerstoffkonzentrationen ersichtlich. Die Gruppe [Alluv. GW] und verstärkt das [landseitige GW] waren durch eine höhere elektrische Leitfähigkeit und erhöhten Bor- und Sulfatkonzentrationen sowie z. T. geringen Sauerstoffgehalten gekennzeichnet. Anhand dieser hydrochemischen Differenzen konnte die unterschiedliche Herkunft des Wassers im Untersuchungsgebiet ermittelt werden Die faunistischen Untersuchungen zeigten ein differenzierteres Bild von den hydrologischen Verhältnissen als die Hydrochemie. Insgesamt konnten fünf ökologische Gruppen ermittelt werden. Die Gruppe [Hyporheal 1] der A-Pegelreihe wies als einzige euryöke Arten auf, die einen stärkeren Oberflächenwassereinfluss anzeigten. Im [Hyporheal 2] der B-Pegelreihe konnte eine artenreiche ökotonale Fauna nachgewiesen werden, während die Proben des alluvialen Grundwassers der C-Pegelreihe [Alluv. GW (Pumpe)] den Einfluss der Entnahmebrunnen reflektierten. In den Pegeln des alluvialen Grundwassers [Alluv. GW] wurde aufgrund der geringeren Beeinflussung der Pumpen artenreichere Zoozönosen vorgefunden. Das [landseitige GW] wies schließlich eine arten- und abundanzarme Fauna auf, die charakteristisch ist für Grundwasser mit geringem Oberflächenwassereinfluss. Folglich konnte die Fauna nicht nur die Herkunft des Grundwassers anzeigen, sondern auch den Einfluss und die Intensität des Oberflächenwassers auf das Grundwasser sowie anthropogene Störungen wie eine verstärkte Kolmation bzw. die Effekte der Wasserentnahme durch die Brunnen. Die Meiofauna im Grundwasserleiter der Uferfiltrationsanlage dürfte somit als Indikator für hydrologische Verhältnisse gut geeignet sein. Der Grundwasser-Fauna-Index konnte als der wichtigste Faktor aller physikochemischen Parameter ermittelt werden, der die faunistischen Gruppen am stärksten beeinflusst. Außerdem war der GFI in der Lage, die Auswirkung und Intensität des Einflusses von Oberflächenwasser auf die einzelnen Probestandorte anzuzeigen. Die hier dargestellten Ergebnisse zeigen, dass die Grundwasserfauna und der GFI viel versprechende Methoden zur Bewertung der hydrologischen Verhältnisse, insbesondere des Einflusses von Oberflächenwasser auf das Grundwasser sind. Daher sind sie als Ergänzung zur hydrochemischen Analyse zu empfehlen und können auch einen wichtigen Beitrag für die Vulnerabilitätsabschätzung leisten.

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Metadaten
Author:Sven Berkhoff
URN:urn:nbn:de:hbz:lan1-4932
Title Additional (English):The meiofauna of the hyporheic zone and groundwater as an indicator of surface water-groundwater interactions at a river bank filtration site
Advisor:Hans Jürgen Hahn
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of completion:2010/01/26
Date of publication:2010/01/26
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Fachbereich 7
Date of final exam:2010/01/11
Release Date:2010/01/26
Tag:Grundwasserfauna-Index; hydrologische Interaktionen
bank filtration; bioindicator; groundwater fauna; groundwater-fauna-index; hydrological interactions
GND Keyword:Bioindikator; Grundwasserfauna; Uferfiltration
Number of pages:XII, 196
Institutes:Fachbereich 7 / Institut für Umweltwissenschaften
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 57 Biowissenschaften; Biologie / 570 Biowissenschaften; Biologie
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG

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