Detlef Thürkow

GIS-basierte Methoden zur Analyse der Wasserqualitätsentwicklung in Trinkwasserbrunnen am Beispiel des Einzugsgebietes der Saidenbachtalsperre (Erzgebirge)

Abstract
Auch heute noch wird vielerorts in Deutschland Trinkwasser aus privaten Hausbrunnen gewonnen. Dabei bestehen teilweise erhebliche Probleme der Wasserqualität im Sinne der Trinkwasserverordnung (TVO). In der durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Dissertation erfolgte die Erfassung und Bewertung der räumlichen und zeitlichen Entwicklung der Belastungssituation und der Belastungsursachen in privaten Trinkwasserbrunnen des gering bedeckten Lockergesteinsbereiches des Mittleren Erzgebirges am Beispiel des Einzugsgebietes der Saidenbachtalsperre. Durch die Anwendung und Entwicklung von Methoden, Techniken und Programmen innerhalb der Geographischen Informationssysteme (GIS) ArcInfo und ArcView in Verbindung mit datenbankgestützten Speichermodellen wurde an der Sektion Hydrogeologie des Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle GmbH ein prototypisches Umweltinformationssystem (UIS) Saidenbachtalsperre entwickelt. Als Eingangsdaten dienten die sehr heterogenen Daten zur Umweltsituation, welche durch umfassende Felduntersuchungen zur hydrogeologischen Situation in den Brunneneinzugsgebieten, Analysen und statistische Auswertungen wesentlicher hydrochemischer Parameter zur Kennzeichnung der Brunnenwasserqualität und Untersuchungen der stabilen Isotope ¹⁵N- und ¹⁸O zur Ermittlung der Herkunft des Nitrat-Stickstoffs erweitert wurden. Das UIS ermöglicht effektive raumbezogene Analysen der die Belastungssituation beeinflussenden Regelfaktoren Naturraum, Nutzung und Bewirtschaftung sowie Landschaftswasser- und Stoffhaushalt im Brunnenanstrom und ist für eine Mehrfachnutzung von amtlicher Seite konzipiert.

Nowadays in many places in Germany drinking water is still gained from private house fontains.
At this there are partly considerable problems of the water quality according to the drinking water ordinance (TVO).
The thesis was promoted by the German Federals Foundation of Environment (DBU). Aim was the recording and assessment of the spatial and temporal development of the load situation and the load causes in private drinking water fountain of the little covered loose rock area of the Mittlere Erzgebirge. The translation into action was carried out at the example of the catchment area of the Saidenbachtalsperre.
By application and development of methods, techniques and programs within the Geographical Information Systems (GIS) ArcInfo and ArcView in connection with database -supported memory models a prototype Environment Information System (UIS) Saidenbachtalsperre was developed at the Hydrogeology-Section of the Environmental Research Center Leipzig-Halle.
The very heterogeneous input-data of the environmental situation were enlarged by extensive field examinations to the hydrogeological situation in the fountain catchment areas, analyses and statistical evaluations of essential hydrochemical parameters for the identification of the water quality. Furthermore examinations of the stable isotopes ¹⁵N- und ¹⁸O to inquire the origin of the nitrate nitrogen were implemented.
The UIS makes spatial analyses of the Scenarios influencing the load situation possible and effective. Primary factors are morphological parameters, landuse and management as well as landscape water and particle balance in the catchment areas of the drinking water wells.
The UIS is conceived and for multiple exploitation by officals.

Keywords:
Digitale Geländemodelle (DGM), Geographische Informationssysteme (GIS), Umweltinformationssystem, Wasser- und Stoffhaushalt, Niederschlags-Abflussmodelle, Trinkwasserbrunnen, Nitrat, Stickstoff, Wasserqualität

Digital Elevation Models, Geographical Information Systems, Environment Information System, Water- and particle balance, Percipitation drain models, Drinking water wells, Nitrate, Nitrogen, Water quality

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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis, Abbildungsverzeichnis, Tabellenverzeichnis, Abkürzungen und Symbole (IV-XII)
1 Einleitung (1-3)
2 Umweltinformationssystem Saidenbachtalsperre (3-17)
3 Untersuchungsgebiet (17-27)
4 Felderkundungen zur Hydrogeologie (28-33)
5 GIS-Methoden zur Gefährdungsabschätzung (34-69)
6 Regionale Belastungssituation (70-89)
7 Untersuchungen zur räumlichen und zeitlichen Entwicklung der Brunnenwasserqualität an Referenzbrunnen (90-110)
8 Diskussion und Schlussfolgerungen zur zeitlichen und räumlichen Entwicklung der Brunnenwasserqualität (111-128)
9 Schlussfolgerungen zu den angewandten Methoden (128-134)
10 Zusammenfassung (135-139)
11 Literatur (a-l)
12 Anhang (m)