Original paper
Hydrochemical response of spring and mine waters in the Upper Harz Mountains (Germany) after dry periods and heavy rain events
Bozau, Elke; Bauer, Georg; Licha, Tobias; Lojen, Sonja
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 172 Heft 1 (2021), p. 73 - 82
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published: May 7, 2021
published online: Mar 23, 2021
manuscript accepted: Feb 3, 2021
final revised version received: Jan 28, 2021
manuscript revision requested: Dec 31, 2020
manuscript received: Oct 7, 2020
Open Access (paper may be downloaded free of charge)
Abstract
Hydrochemical observations in the Upper Harz Mountains from 2010 up to 2020 allowed for the investigation of chemical changes after extreme hydrological events. The extreme weather periods with heavy rain (e.g., July 2017) and long dryness (September 2016, May–November 2018) did not lead to formerly unobserved, unexpected changes in the hydrochemical signature of the springs and adits of the Upper Harz Mountains. After extreme weather events hydrochemical parameters are within the range of seasonal changes. The investigated water systems behave hydrochemically insensitive with respect to the parameters studied. Changes in specific electrical conductivities, major ion concentrations and δ18O values of the spring and adit waters can be explained by a combination of variable rain water input and residence time in the individual catchment areas.
Kurzfassung
Langzeituntersuchungen (2010 bis 2020) der Oberharzer Quellen und Wasserlösestollen ermöglichen die Abschätzung des Einflusses von extremen Wetterereignissen auf hydrochemische Parameter. Die Extremwetterereignisse (Starkregen im Juli 2017, Trockenperioden im September 2016 sowie von Mai bis Oktober 2018) führten nicht zu wasserchemischen Extremwerten: Die gemessenen Parameter lagen in den bekannten jahreszeitlichen Schwankungsbereichen. Die ermittelten spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten, die Konzentrationen der An- und Kationen sowie die δ18O-Werte der untersuchten Wässer lassen sich durch schwankende Niederschlagshöhen, verbunden mit den jeweiligen Verweilzeiten im Einzugsgebiet der Quelle oder des Stollens, erklären.
Keywords
dry periods • heavy rain events • SEC • δ18O • Harz Mountains • Trockenperioden • Starkregenereignisse • spezifische elektrische Leitfähigkeit • δ18O • Harz