Zeitschrift für Hydrogeologie und Hydrotechnik

Langfristige Wechselwirkung zwischen Wasser und Gestein im Böhmischen Kreidebecken (Mitteleuropa): Geländenachweis und Modellierung

Ivan Brusky, Jan Sembera und Tomas Paces

Es wurden zwei Modelle der reversiblen und irreversiblen Wechselwirkung zwischen Wasser und Mineral entwickelt, um die geochemische Entwicklung alten Grundwassers in den Cenoman- und Turon-Sandstein-Aquiferen im Böhmischen Kreidebecken in Mitteleuropa zu simulieren. Die kinetischen Lösungskonstanten und Gleichgewichtskonstanten reversibler Reaktionen sind Ergebnisse von in der Literatur veröffentlichten Laborexperimenten. Die reaktiven Oberflächen von Mineralien wurden berechnet. Das Modell simuliert die Entwicklung der chemischen Zusammensetzung von Grundwasser, dessen Alter aus Isotopendaten bestimmt wurde. Die Ergebnisse werden mit der chemischen Zusammensetzung des Grundwassers entlang der Trajektorie der vorherrschenden Strömung verglichen. Das Modell stellt die Wechselwirkung zwischen Grundwasser und Sandsteinen dar, die Quarz, amorphe Kieselsäure, eine Mischung aus Tonmineralien, Kalzit und Spuren von Feldspatrückständen enthalten. Die drei Prozesse der Wechselwirkung zwischen Wasser und Gestein sind die irreversible Auflösung von Feldspat und das Gleichgewicht von Karbonat, Aluminium und Kieselsäure. Die Zusammensetzung des Grundwassers im Cenoman-Grundwasserleiter mit gespanntem Grundwasserspiegel ist das Ergebnis der geochemischen Entwicklung der letzten 26.000 Jahre, während das Grundwasser im Turon-Grundwasserleiter mit freiem Grundwasserspiegel eine Mischung aus altem Grundwasser und neuem, von der Oberfläche eingedrungenem Wasser ist. Die vorgeschlagenen Modelle sind auf gespannte Grundwasserleiter mit einer Matrix aus Restgestein anwendbar, die aus durch Verwitterung zersetztem Granitgestein ohne Vermischung von Wasser unterschiedlichen Alters stammt.