Allgemeine Hydrogeologie - Hydrogeologie - page 226

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THERON , französischer Mathematiker, 1930-
2000) geeignet. Hierbei wird für jedes Punktepaar
im gesamten Untersuchungsgebiet die Varianz
der Messwerte berechnet und über die jeweils zu-
gehörigen Entfernungen im Variogramm aufge-
tragen. Anhand der Variogrammkurve ist dann
die Unterscheidung zwischen dem lokalen (zufäl-
ligen) und dem regionalen Informationsanteil
möglich.
Durch statistische Rechnungen werden die
mittleren Werte von geohydrochemischen Para-
metern und ihre Varianzen deskriptiv erfasst. Das
Ergebnis sind Aussagen, die den zu erfassenden
Grundwassertyp oder ein bestimmtes geohydro-
chemisches Milieu quantitativ beschreiben. Ein
Beispiel für die Anwendung sind statistische Be-
arbeitungen chemischer Analysen von Grund-
wasserproben aus dem Buntsandstein (H ÖLTING
et al., 1982).

(Stoffmengenanteile der Äquivalente bezogen auf
ein Ion) in Abhängigkeit von der Lösungszusam-
mensetzung. So kann z.B. Calcium bis zu 59 %
Stoffmengenanteil der Äquivalente aller Cal-
ciumionen (Thermalbrunnen Herbstein) als
c (CaSO 4 ) ±0 vorliegen. Aluminium kann z.B. in
Abhängigkeit vom pH-Wert und dem Lösungsin-
halt im Meerwasser überwiegend als negativ gela-
denes Tetrahydroxoaluminat ([Al(OH) 4 ] - ) oder
im Heilwasser (Helenenquelle) als positiv gelade-
ner Fluoro-Komplex ([AlF 2 ] + ) vorliegen. Derart
unterschiedliche Speziesverteilungen können er-
heblichen Einfluss auf Sorptions- und Ionen-
Austauschprozesse am Grundwasserleitermateri-
al haben. Auch die Sättigungs-Indizes können
stark variieren. Z.B. ist für Calcit sowohl eine
deutliche Untersättigung (Schützenhofquelle,
Maxquelle und Thermalbrunnen Herbstein) als
auch eine Übersättigung (Meerwasser) in der Lö-
sung möglich. Auf diese Weise kann eine erste Ab-
schätzung der möglichen Fällungs-/Lösungsreak-
tionen für das vorliegende geochemische Milieu
getroffen werden.
Unter Annahme bestimmter, sich aus der je-
weiligen geologischen Situation ergebender
Randbedingungen, sind schließlich mit Hilfe von
Modellrechnungen deduktiv der Ablauf und das
Ergebnis geohydrochemischer Prozesse in ei-
nem Grundwasserleiter simulierbar (K ÖLLING in
DVWK, 1992b). So wird der Lösungsinhalt, wie
er unter den zugrunde gelegten Verhältnissen be-
schaffen sein müsste, in mehreren Prozessschrit-
ten theoretisch abgeleitet. Durch Vergleich mit
der tatsächlichen Wasseranalyse dieses unter-
suchten Grundwasserleiters wird erkennbar, ob
die dabei in Erscheinung tretenden Unterschiede
auf abgelaufene, jedoch nicht erkannte Prozes-
se/Einflüsse (z.B. anthropogen) hindeuten.
Solche Modellrechnungen werden, obwohl
lange bekannt, in der Praxis noch recht zögerlich
angewandt. Dieses mag daran liegen, dass die
Modellprogramme in der Regel über unkomfor-
table und umständliche Eingaberoutinen ver-
fügen. Mit einigen Eingabeprogrammen (z.B.
F REAKIN für PHREEQUE, K ÖLLING in DVWK,
1992b, PC-Shell für SOLMINEQ88) wurde eine
erhebliche Verbesserung erreicht. Es sollte daher
nicht übersehen werden, dass sich hier Untersu-
chungsmöglichkeiten bieten, geohydrochemische
Prozesse wesentlich fundierter interpretieren und
verstehen zu können und somit langfristige Prog-

3.9.7.4.4.8 Modellierung des
geochemischen Gleichgewichts
Für weitergehende Aussagen zur Grundwasserbe-
schaffenheit ist die Anwendung geochemischer
Computermodelle sinnvoll. Hiermit werden die
Zustände und Prozesse im Grundwasser unter
Anwendung der Gleichgewichts-Thermodyna-
mik modellierbar. Durch den Einsatz von Mo-
dellprogrammen (z.B. WATEQ, PHREEQ, GEO-
CHEM, EQ, SOLMINEQ.88, S CHULZ & K ÖLLING
in DVWK, 1992b, u.a.m.) können somit Fragen
zum Zustand und zur Genese der jeweiligen che-
mischen Wasseranalysen untersucht werden, z.B.:

• in welcher Bindungsform bestimmte Wasser-

inhaltsstoffe bei den gemessenen pH- und Re-
doxbedingungen vorliegen (Tab. 64);

• ob thermodynamisch eine Fällung oder Lö-

sung bestimmter Minerale beim Kontakt mit
dem untersuchten Wasser möglich ist (Tab.
64);

• wie sich die Löslichkeitsverteilung beim Kon-

takt mit grundwasserleitenden Gesteinen be-
stimmter Zusammensetzung ändert;

• unter welchen thermodynamischen Bedin-

gungen ein Grundwassertyp entstanden ist, in
Kontakt mit welchem Gestein.

Die Tab. 64 zeigt für beispielhaft ausgewählte Pa-
rameter unterschiedliche Speziesverteilungen