DOSSY – Ein System zur tiefenorientierten Wasser-Probenahme

Auftraggeber: JOANNEUM RESEARCH – Eigenforschung & TU-Dresden

Bearbeitungszeitraum: 07/2007 bis 06/2009


Das Projekt

Das Monitoring und die Beprobung des Boden-, Kapillar- und Grundwassers stellt eine der primären Aufgaben im Bereich der Grundwasserwirtschaft dar. Die Relevanz des stark variablen Übergangsbereichs der un-gesättigten und gesättigten Zone für den Stofftransport und (bio-)chemische Vorgänge wurden in mehreren wissenschaftlichen Arbeiten hervorgehoben.

Eine neuartige Anlage zur Messung des gesamten Bereichs der SUIR (saturated – unsaturated interface region) wurde von JOANNEUM RESEARCH in Kooperation mit der UMS AG in München entwickelt und seit Herbst 2007 in Wagna und seit 2011 in Donnersdorf eingesetzt.

 

Unsere Tätigkeit

Das Messsystem DOSSY (Depth Oriented Sampling System), ein sogenannter Saugkerzenbaum besteht aus um ein Gestänge radialsymmetrisch angeordneten Saugkerzen. Es ermöglicht eine zeitlich kontinuierliche Messung und Beprobung der SUIR über eine Tiefe von 2 bis 8 m unter Gelände mit einer variablen tiefendifferenzierten Auflösung zwischen 11 cm und 1 m.

Auf Basis von Labormessungen in einem künstlichen Gerinne, dem Einsatz des Messsystems am Versuchsfeld Wagna unter zwei unterschiedlich bewirtschafteten Versuchsparzellen sowie einer dreidimensionalen Modellierung mit dem Programm HYDRUS wurde die konzeptionelle Eignung der Anlage zur nahezu störungsfreien Beprobung der SUIR nachgewiesen. Durch die Modellierung wurden auch Modifikationen zur Optimierung der Messergebnisse identifiziert und weitere Anwendungsmöglichkeiten erarbeitet.

Mit dem Prinzip des Saugkerzenbaums ist es möglich, Wasser unterschiedlichen Ursprungs horizontspezifisch zu beproben (z.B. Deponieabstrom, Grundwassermonitoring nach Schadensfällen, Abflusskomponenten bei Hochwasserereignissen) oder das Einmischverhalten sowie den Stofftransport innerhalb des Kapillarsaums detailliert zu beobachten und das Prozessverständnis (bio-)chemischer Vorgänge in der SUIR zu vertiefen.

Im Rahmen der künstlichen Grundwasseranreicherung in Fluttendorf/Donnersdorf ist DOSSY im Einsatz um das Einmischverhalten des Anreicherungswassers in den natürlichen Grundwasserstrom messtechnisch nachvollziehen zu können. Das zentrale Gestänge wurde hier durch einen 2“-Pegel ersetzt, sodass neben der tiefenorientierten Probenahme auch eine online Überwachung von Wasserstand, Temperatur, el. Leitfähigkeit und des Sauerstoffgehalts des Grundwassers ermöglicht wird.

 

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