Original paper

Ungesättigte quartäre Kiese und ihre Bodenauflage als Regelglieder der Grundwasserneubildung

[Unsaturated Quaternary Gravels and their Soil Cover as Regulative Factors of Groundwater Renewal]

Nemeth, Gabriel; Merkel, Broder; Udluft, Peter

Kurzfassung

Die Kenntnis des Sickerverhaltens fluvioglazialer Kiese des Alpenvorlandes ist für die Belange des Grundwasserschutzes von besonderer Bedeutung. Zur Erforschung der ungesättigten Leitfähigkeit wurde ein 10 m tiefer begehbarer Schachtbrunnen, bestückt mit horizontalen Sondenrohren, gebaut. Elektronische Druckaufnehmertensiometer erlaubten es, Sickerbewegungen über die gesamte ungesättigte Zone zu beobachten. Es zeigt sich, daß die Sickerprozesse in den grobkörnigen Schottern innerhalb einer Bandbreite von nur wenigen Prozent Feuchteänderungen ablaufen. Bereits geringe Erhöhungen des Feuchtegehaltes können zu starken Zunahmen der vertikalen Abstandsgeschwindigkeit führen, bis Werte in die Größenordnung der gesättigten Leitfähigkeit erreichen werden. Dabei ist die dünne Bodenauflage wegen ihres mehrfach höheren Speichervermögens ein entscheidendes Regelglied innerhalb dieses Systems. Auch Temperaturänderungen spielen wegen ihres Einflusses auf die Viskosität des Sickerwassers eine wichtige Rolle. Ereignisbezogene Betrachtungen von Sickervorgängen zeigen neue Ansätze zur Beurteilung der Umweltempfindlichkeit grobporiger Lockergesteinsaquifere.

Abstract

The knowledge of seepage processes in the unsaturated fluvio-glacial gravels of the Munich Gravel Plain is significant for groundwater protection. To study the unsaturated permeability a ten meter deep accessable shaft with tensiometers placed at the end of horizontal probe tubes was built, allowing a study of seepage fronts along the whole depth of the unsaturated zone. Results have shown that vertical seepage in the course-grained gravels takes place in a narrow band of only a few percent moisture content. A slightly higher moisture content in the gravel leads to an extreme increase in the seepage velocity up to the dimensions of saturated flow. The soil cover has an important regulating function in the system due to its much larger storage capacity. Temperature variations also play an important role because of their effect on the viscosity of the seepage water. Event -- related studies of seepage processes show new aspects for judging the environmental sensitivity of course -- grained gravel aquifers.

Keywords

Water managementsoilsmoisturephysicochemical propertiesleakagecapillary waterspore pressureunsaturated zonegravelglaciofluvial environmentaquifersporosityclastic sedimentsnatural recharge Alpenvorland (Munich Gravel Plain)Bavar