?Perkolatsammler schlie?en eine Beobachtungslücke in der Grundwasserforschung“

Dicke Aerationszonen unter topografischen Erhebungen, die weder als ?vados“ (lat. vadosus = flach) noch als ?wasserunges?ttigt“ (?unges?ttigte Zone“) charakterisiert werden sollten, spielen eine entscheidende, aber bisher kaum verstandene Rolle für die Grundwasserqualit?t und unterirdische ?kosysteme. Zwischen B?den, die leicht über Schürfe oder Sickerwassersammler zug?nglich sind und dem Grundwasserraum, der über Quellen und Grundwassermessstellen (bzw. Brunnen) beprobbar ist, klafft ein gravierende Beobachtungslücke: Regolith und verwittertes Festgestein mit ihren hochdiversen Lebens- und Reaktionsr?umen fehlen in wissenschaftlichen Daten und Konzepten.

Mit unseren neu entwickelten Perkolatsammlern (?Drainage Collectors“) sowie Grundwassermessstellen, die schwebende Grundwasserk?rper (als Teil der Aerationszone) im Hainich Critical Zone Exploratory aufschlie?en, konnten wir diese Beobachtungslücke in der Forschung zu unterirdischem Wasser schlie?en.

?In der Aerationszone wird aus Sickerwasser Grundwasser“

Im verwitterten Festgestein traten etwa 65 % der j?hrlichen Sickerwassermenge im Winter auf. Extreme Regen- und Schneeschmelzereignisse – abh?ngig von den vorherigen Feuchtebedingungen – trugen mit 58 % zur Jahresmenge bei, u. a. gesteuert durch Bodenm?chtigkeit, Jahreszeit, Hangneigung und Klufteigenschaften. Die Qualit?t des Perkolats der Aerationszone zeigt eine starke saisonale Variabilit?t und unterscheidet sich deutlich vom Sickerwasser im Oberboden. Die hydrochemische Signatur des Grundwassers wird bereits in den ersten Metern des verwitterten Gesteins m?chtiger Aerationszonen vorgepr?gt, die durch stark variable Verweilzeiten gekennzeichnet sind – von wenigen Stunden (z.?B. schneller Fluss durch Klüfte) bis vermutlich zu mehreren Jahren (z.?B. stagnierendes Wasser Gesteinsmatrices).

Unsere Analyse multipler Einflussfaktoren deutet auf den Einfluss von deterministischem Chaos auf die Sickerwasserbeschaffenheit und Dynamik des mobilen Gesamtinventars hin. Winterliche Flie?ereignisse dominieren den Transport von organischem Kohlenstoff, Mineralpartikeln, mineralisch-organischen Aggregaten bis zu 160 ?m und von Biopartikeln, wie bspw. Bakterien.