Integrative Anwendung geoelektrischer Methoden zur Charakterisierung von präferentiellem Fluß und reaktivem Transport in der ungesättigten Bodenzone

• Antragsteller: Dr. Markus Wehrer
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 201146931

Präferentielles Fließen ist im Untergrund ubiquitär verbreitet und hat vielfältige Auswirkungen auf Wasserhaushalt, Transport von Substanzen und mikrobielle Aktivität. Quantifizierung solcher Phänomene ist immer noch eine Herausforderung und kann durch die Anwendung geophysikalischer Methoden entscheidend verbessert werden. Das Ziel dieses Antrags ist die Charakterisierung präferentiellen Fließens und dessen Einfluß auf den reaktiven Stofftransport in einem Bodenkern mittels tomographischer geoelektrischer Methoden. In einem instationären ungesättigtem Medium ist die Interpretation geophysikalischer Daten normalerweise nicht eindeutig. Diese Uneindeutigkeit kann durch eine Kombination von Messungen des elektrischen Widerstands, induzierter Polarization und des Eigenpotentials reduziert werden. Diese Methoden werden im Labor unter kontrollierten Bedingungen angewendet, weil die Uneindeutigkeit ausserdem durch die Wahl der geeigneten Randbedingungen sowie Tracern weiter reduziert werden kann. Um in der Lage zu sein einen Prozess zu charakterisieren, der eine geophysikalische Variable, wie z.B. die elektrische Leitfähigkeit, beeinflusst, muß für die übrigen Einflußgrößen Stationarität gewährleistet sein. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die Flußrandbedingung zwischen stationär und instationär variiert wird oder durch die Applikation von Tracern mit verschienen chemischen Eigenschaften, zum Beispiel solche welche die mikrobielle Aktivität entweder hemmen oder anregen. Die geophysikalischen Methoden werden in diesem Projekt durch Lysimetertechniken wie Tensiometer, Frequency Domain Reflectometry Sonden und eine Multikompartiment-Saugplatte unterstützt. Das vorgeschlagene Projekt ist innovativ, da mehrere geoelektrische Methoden in einem ungesättigten instationärem porösen Medium simultan verwendet werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Lee D. Slater