Original paper

Auswertung und Interpretation hydrochemischer Daten mittels der Faktorenanalyse

[Study and Interpretation of hydrochemical data by means of factor analysis]

Hötzl, Heinz

Kurzfassung

Die hydrochemische Bestandsaufnahme ausgedehnter Gebiete liefert meist eine umfangreiche multivariate Datenmenge. Zu ihrer Auswertung und zur vollen Ausschöpfung ihres Informationsinhaltes wird die Anwendung der Faktorenanalyse vorgeschlagen. Die beiden wichtigsten Varianten dieses Verfahrens, die Hauptkomponentenanalyse und die klassische Faktorenanalyse, werden kurz erläutert. An Hand der chemischen Analysenwerte von Grundwässern aus dem Einzugsgebiet der obersten Donau werden die Einsatzmöglichkeiten dieser beiden Methoden aufgezeigt. Die Hauptkomponentenanalyse ermöglicht unter Berücksichtigung aller chemischen Kennwerte die Aufstellung und Abgrenzung von hydrogeologisch und hydrochemisch definierten Grundwassertypen. Durch die Faktorenanalyse werden zunächst hypothetische Größen abgeleitet, die die unterschiedliche chemische Beschaffenheit der Grundwässer genau wiedergeben und erklären. Bei Übertragbarkeit des hypothetischen Modells auf die natürlichen Verhältnisse kann der Einfluß der Faktoren, die den Chemismus des Grundwassers bestimmen, in Form des Anteils an der Gesamtvarianz des Datenmaterials abgeschätzt werden.

Abstract

The hydrochemical mapping of wide areas yields in most cases a large amount of data. Factor analysis is proposed for the study of such multivariate data, to find out the full information comprised in the relationships between variables. The two most important variants of this method, the principal component analysis and the factor analysis in the classical manner are briefly discussed. The use of these two procedures are explained by chemical data of groundwaters from the upper Danube drainage area. The principal component analysis anables the nomination and definition of hydrogeologically and hydrochemically related sample groups. The classical factor analysis deduces primarily factors, which explain the observed relationships of the hydrochemical characteristics. The result can be used as a hypothetical model for the identification of causal relationships. If this model is transferable to the natural conditions, the influence of the real factors, which are responsible for the chemistry of groundwater, can be estimated in part of the variance of the original data.

Keywords

Multivariate analysis (factor analysis)parameterground waterhydrochemistry SW-German Mesozoic Hills (Upper Danube drainage area) TK 25: 791679177918801680178018