Kentucky

Inhaltsverzeichnis 3 Zweck und Umfang des Berichts 4 Danksagungen 5 Eigenschaften von Wasser 5 Zusammensetzung der Erdkruste 6 Wasser als geochemischer Agent Die Rolle von Wasser bei der Erosion Chemie der Verwitterungsprozesse Erfassung von Wasserqualitätsdaten Entnahme von Wasserproben Oberflächenwasserproben Grundwasserproben Vollständigkeit der Probenabdeckung Analysen von Wasserproben Feldtests von Wasser Elektrische Bohrlochmessungen als Indikatoren für die Grundwasserqualität Laborverfahren Darstellung von Wasseranalysen Analysen in Bezug auf hypothetische Kombinationen ausgedrückt Analysen in Bezug auf Ionen ausgedrückt In Analysen enthaltene Bestimmungen Einheiten für die Darstellung von Analysen Gewichtsprozent-Einheiten Volumengewichts-Einheiten Äquivalentgewicht-Einheiten Zusammensetzung des wasserfreien Rückstands Teile pro Million als Calciumcarbonat Vergleich von Darstellungseinheiten Bedeutung der in Wasseranalysen berichteten Eigenschaften und Bestandteile_ _ Spezifische elektrische Leitfähigkeit Einheiten für die Darstellung der Leitfähigkeit Physikalische Grundlage der Leitfähigkeit Bereich der Leitfähigkeitswerte Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Leitfähigkeitswerte Wasserstoffionen-Konzentration (pH) Hydrolyse Pufferlösungen Interpretation von pH-Daten Bereich der pH-Werte Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der pH-Werte Farbe Quellen und Bedeutung der Farbe in Wasser 49 Rückstand nach Verdampfung 49 Theoretische Grundlage der Bestimmung 50 Bereich der Konzentration 51 Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse 51 III Bedeutung der in Wasseranalysen berichteten Eigenschaften und Bestandteile – Fortsetzung Säurequellen Quellen der Säure in natürlichem Wasser Chemie der Säurebestimmung Bereich der Konzentration Reproduzierbarkeit der Säuredaten Sulfat Quellen von Sulfat in natürlichem Wasser Chemie von Sulfat in natürlichem Wasser Bereich der Konzentration Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse Chlorid Quellen von Chlorid in Wasser Chemie von Chlorid in natürlichem Wasser Ozeanisches Chlorid Junges Chlorid Zyklisches Chlorid Bereich der Konzentration Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse Fluorid Quelle von Fluorid in Wasser Chemie von Fluorid in natürlichem Wasser Bereich der Konzentration Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse Nitrat Quelle von Nitrat in Wasser Chemie von Nitrat in natürlichem Wasser 116 Bereich der Konzentration Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse Phosphat Quellen von Phosphat Chemie von Phosphat in natürlichem Wasser 119 Bereich der Konzentration 120 Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse 120 Bor 120 Quellen von Bor 120 Chemie von Bor in natürlichem Wasser Bereich der Konzentration 122 Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse 122 Spurenelemente oder Minderbestandteile – Kationen 124 Schwermetalle 124 Titan 124 Chrom 124 Zink 125 Nickel und Kobalt 126 Kupfer 126 Zinn 127 Blei 127 Cadmium 128 Quecksilber 128 Arsen 129 Selen 130 Bedeutung der in Wasseranalysen berichteten Eigenschaften und Bestandteile – Fortsetzung Spurenelemente oder Minderbestandteile – Kationen – Fortsetzung Erdalkalimetalle Beryllium Strontium Barium Alkalimetalle und Ammonium Lithium Rubidium Cäsium Ammonium Radioaktive Komponenten Uran Radium Radon Thorium Spurenelemente oder Minderbestandteile – Anionen Bromid Jodid Sulfite und Thiosulfate Gesamte gelöste Feststoffe – Berechnet Chemie der Bestimmung gelöster Feststoffe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse Gelöste Gase Biochemischer Sauerstoffbedarf Härte Nutzung Bereich der Konzentration Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse Natriumprozent Natrium-Absorptionsverhältnis Dichte Organisation und Untersuchung von Wasseranalyse-Daten Bewertung von Wasseranalysen Tabellierung Untersuchungstechniken Inspektion und Vergleich Verwendung von Verhältnissen Verwendung von Durchschnittswerten 156 Geochemische Klassifikation nach Palmer 162 Graphische Darstellung 164 Streudiagramme 165 Ionenkonzentrationsdiagramme 168 Prozentzusammensetzungsdiagramme Häufigkeitsdiagramme Chemische Analysen gegenüber nichtchemischen Variablen aufgetragen 186 Hydrographen 188 Gelöste-Feststoffe-Kennlinien 188 Wasserqualitätsprofile 192 Wasserqualitätskarten 192 Auswahl von Untersuchungstechniken 10. Einfluss der Temperatur auf die Löslichkeit von Calciumcarbonat (Kalkspat) in Wasser in Gegenwart von CO2 VIII INHALTSVERZEICHNIS Seite ABILDUNG 11. Löslichkeit von Magnesiumcarbonat in Wasser bei 25°C in Gegenwart von CO2 81 12. Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit, Chlorid, Härte und Sulfatkonzentrationen, Gila River bei Bylas, Ariz., 1. Okt. 1943 bis 30. Sept. 1944 13. Natrium-Chlorid-Beziehung, Gila River bei Bylas, Ariz., 1. Okt. 1943 bis 30. Sept. 1944 14. Analysen, dargestellt durch vertikale Balkendiagramme von Äquivalenten pro Million 15. Analysen, dargestellt durch Balkendiagramme von Teilen pro Million 16. Balkendiagramm von Äquivalenten pro Million, das auch Härtewerte in Teilen pro Million zeigt 17. Analysen in Äquivalenten pro Million, dargestellt durch Vektoren__ _ 18. Analysen, dargestellt durch Muster, basierend auf Äquivalenten pro Million 19. Analysen, dargestellt durch lineare Darstellung der kumulativen Prozentzusammensetzung, basierend auf Teilen pro Million 20. Analysen, dargestellt durch logarithmische Darstellung von Konzentrationen in Teilen pro Million 21. Analysen, dargestellt durch Kreisdigramme, unterteilt basierend auf dem prozentualen Anteil der Gesamtäquivalente pro Million 22. Analysen, dargestellt durch Balkenmuster, basierend auf dem prozentualen Anteil der Gesamtäquivalente pro Million 23. Analysen, dargestellt durch Muster, die auf radialen Koordinaten gezeichnet sind.. 24. Analysen, dargestellt durch drei Punkte, die in einem Dreiecksdiagramm aufgetragen sind (nach A. M. Piper) 25. Anzahl der Proben mit Natriumprozent innerhalb der angegebenen Bereiche, San Simon Artesienbecken, Ariz 26. Kumulative Häufigkeitskurve der spezifischen Leitfähigkeit, Allegheny, Monongahela und Ohio River-Wässer, Pittsburgh-Gebiet, Pennsylvania, 1944-50 27. Spezifische Leitfähigkeit von täglichen Proben und täglicher mittlerer Abfluss, San Francisco River bei Clifton, Ariz., 1. Okt. 1943 bis 30. Sept. 1944 28. Bicarbonat, Sulfat, Härte und pH von Proben, die im Querschnitt des Susquehanna River bei Harrisburg, Pa., am 8. Juli 1947 gesammelt wurden 29. Temperatur und gelöste Feststoffe von Wasser im Lake Mead in Virgin und Boulder Canyons, 1948 194 30. Gesamtkonzentration und Härte von Wasser aus tieferen Brunnen im Prairie Creek Unit, Nebr 31. Verhältnis vonAlkalinität zu Sulfat in Wasser aus nicht konsolidierten Ablagerungen im Gebiet von Torrington, Nebr 32. Karte von Teilen der Apache- und Navajo-Gebiete, Ariz., die den Mineralgehalt des Grundwassers im Coconino-Sandstein zeigt_ 198 33. Analysen von Wassern, die mit magmatischen Gesteinen assoziiert sind 206 34. Analysen von Wassern, die mit widerstandsfähigen Sedimenten assoziiert sind 209 35. Analysen von Wassern, die mit hydrolysierbaren Sedimenten assoziiert sind_ _ _ 36. Gewichtungsmittelwertanalysen für den Rio Grande bei San Acacia, N. Mex., für zwei Perioden im Wasserjahr 1945-46 212 37. Analysen von Wassern, die mit Ausfällungs-Sedimenten assoziiert sind.. 38. Analysen von Wassern, die mit evaporitischen Sedimenten assoziiert sind 215 39. Analysen von Wassern, die mit metamorphen Gesteinen assoziiert sind 217 40. Diagramm zur Interpretation der Analyse von Bewässerungswasser_ 251 2 CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN NATÜRLICHER WASSER

@misc{doi103133wsp1473ed1,
    author = "Hem, John David",
    title = "Study and interpretation of the chemical characteristics of natural water",
    year = "1959",
    abstract = "Introduction 3 Purpose and scope of report 4 Acknowledgments 5 Properties of water 5 Composition of the earth's crust 6 Water as a geochemical agent The role of water in erosion Chemistry of weathering processes Collection of quality-of-water data Collection of water samples Surface-water sampling Ground-water sampling Completeness of sample coverage Analyses of water samples Field testing of water Electric logs as indicators of ground-water quality Laboratory procedures Expression of water analyses Analyses reported in terms of hypothetical combinations Analyses expressed in terms of ions Determinations included in analyses Units used in reporting analyses Weight-per-weight units Weight-per-volume units Equivalent-weight units Composition of anhydrous residue Parts per million as calcium carbonate Comparison of units of expression Significance of properties and constituents reported in water analyses\_ \_ Specific electrical conductance Units for reporting conductance Physical basis of conductance Range of conductance values Accuracy and reproducibility of conductance values Hydrogen-ion concentration (pH) Hydrolysis Buffered solutions Interpretation of pH data Range of pH values Accuracy and reproducibility of pH values Color Sources and significance of color in water 49 Residue on evaporition 49 Theoretical basis of determination 50 Range of concentration 51 Accuracy and reproducibility of results 51 III Significance of properties and constituents reported in water analyses-Continued Acidity Sources of acidity of natural water Chemistry of acidity determination Range of concentration Reproducibility of acidity data Sulfate Sources of sulfate in natural water Chemistry of sulfate in natural water Range of concentration Accuracy and reproducibility of results Chloride Sources of chloride in water Chemistry of chloride in natural water Oceanic chloride Juvenile chloride Cyclic chloride Range of concentration Accuracy and reproducibility of results Fluoride Source of fluoride in water Chemistry of fluoride in natural water Range of concentration Accuracy and reproducibility of results Nitrate Source of nitrate in water Chemistry of nitrate in natural water 116 Range of concentration Accuracy and reproducibility of results Phosphate Sources of phosphate Chemistry of phosphate in natural water 119 Range of concentration 120 Accuracy and reproducibility of results 120 Boron 120 Sources of boron 120 Chemistry of boron in natural water Range of concentration 122 Accuracy and reproducibility of results 122 Trace or minor constituents-Cations 124 Heavy metals 124 Titanium 124 Chromium 124 Zinc 125 Nickel and cobalt 126 Copper 126 Tin 127 Lead 127 Cadmium 128 Mercury 128 Arsenic 129 Selenium 130 Significance of properties and constituents reported in water analyses-Continued Trace or minor constituents-Cations-Continued Alkaline-earth metals Beryllium Strontium Barium Alkali metals and ammonium Lithium Rubidium Cesium Ammonium Radioactive components Uranium Radium Radon Thorium Trace or minor constituents-Anions Bromide Iodide Sulfite and thiosulf ate Total dissolved solids-Computed Chemistry of dissolved solids determination Accuracy and reproducibility of results Dissolved gases Biochemical oxygen demand Hardness Utilization Range of concentration Accuracy and reproducibility of results Percent sodium Sodium-adsorption ratio Density Organization and study of water-analysis data Evaluation of water analyses Tabulation Study techniques Inspection and comparison Use of ratios Use of averages 156 Palmer's geochemical classification 162 Graphical representation 164 Scatter diagrams 165 Ionic-concentration diagrams 168 Percentage-composition diagrams Frequency diagrams Chemical analyses plotted against nonchemical variables 186 Hydrographs 186 Dissolved-solids rating curves 188 Water-quality profiles 192 Quality-of-water maps 192 Selection of study techniques 10. Effect of temperature on solubility of calcium carbonate (calcite) in water in the presence of CO2 VIII CONTENTS Page FIGURE 11. Solubility of magnesium carbonate in water at 25C in the presence of CO2 81 12. Relation of conductance to chloride, hardness, and sulfate concentrations, Gila River at Bylas, Ariz., Oct. 1, 1943 to Sept. 30, 1944 13. Sodium-chloride relationship, Gila River at Bylas, Ariz., Oct. 1, 1943, to Sept. 30, 1944 14. Analyses represented by vertical bar graphs of equivalents per million 15. Analyses represented by bar graphs of parts per million 16. Bar graph of equivalents per million which also shows hardness values in parts per million 17. Analyses in equivalents per million represented by vectors\_\_ \_ 18. Analyses represented by patterns based on equivalents per million 19. Analyses represented by linear plotting of cumulative percentage composition based on parts per million 20. Analyses represented by logarithmic plotting of concentrations in parts per million 21. Analyses represented by circular diagrams subdivided on the basis of percent of total equivalents per million 22. Analyses represented by bar-patterns based on percent of total equivalents per million 23. Analyses represented by patterns drawn on radial coordinates.. 24. Analyses represented by three points plotted in trilinear diagram (after A. M. Piper) 25. Number of samples having percent sodium within ranges indicated, San Simon artesian basin, Ariz 26. Cumulative frequency curve of specific conductance, Allegheny, Monongahela and Ohio River waters, Pittsburgh area, Pennsylvania, 1944-50 27. Specific conductance of daily samples and daily mean discharge, San Francisco River at Clifton, Ariz., Oct. 1, 1943 to Sept. 30, 1944 28. Bicarbonate, sulfate, hardness, and pH of samples collected in cross section of Susquehanna River at Harrisburg, Pa., July 8, 1947 29. Temperature and dissolved solids of water in Lake Mead in Virgin and Boulder Canyons, 1948 194 30. Total concentration and hardness of water from deeper wells in Prairie Creek Unit, Nebr 31. Ratio of alkalinity to sulfate in water from unconsolidated deposits in the Torrington area, Nebr 32. Map of portions of Apache and Navajo counties, Ariz., showing mineral content of ground water in the Coconino sandstone\_ 198 33. Analyses of waters associated with igneous rocks 206 34. Analyses of waters associated with resistate sediments 209 35. Analyses of waters associated with hydrolyzate sediments\_ \_ \_ 36. Weighted-average analyses for Rio Grande at San Acacia, N. Mex., for two periods in the 1945-46 water year 212 37. Analyses of waters associated with precipitate-type sediments.. 38. Analyses of waters associated with evaporate sediments 215 39. Analyses of waters associated with metamorphic rocks 217 40. Diagram for use in interpreting the analysis of irrigation water\_ 251 2 CHEMICAL CHARACTERISTICS OF NATURAL WATER",
    url = "https://doi.org/10.3133/wsp1473\_ed1",
    doi = "10.3133/wsp1473\_ed1",
    openalex = "W2064299399",
    references = "doi101001jama194502860360014004, doi101002j155188331936tb13785x, doi101002j155188331942tb19682x, doi101029tr022i003p00593, doi101029tr025i006p00914, doi101093aibsbulletin4314a, doi101130001676061957681637twovo20co2, doi102118951376g, doi1023071438154, openalexw3121961717"
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Die Wasserchemie in Bächen variiert hyperbolisch mit dem Abfluss der Bäche über vier Jahrzehnte der Abflussänderung innerhalb des Hubbard Brook Experimental Forest, New Hampshire. Dieser Verdünnungsprozess lässt sich am einfachsten durch das Mischen von Regenwasser oder Oberflächenwasser mit tieferem Bodenwasser erklären. Das resultierende Gemisch von Wassern erscheint anschließend als Bachwasser. Die Konzentrationen von Natrium und Silizium im Bachwasser werden während Perioden hohen Abflusses stark verdünnt, während die Konzentrationen von Wasserstoffionen, Aluminium und Nitrat erhöht werden. Die Konzentrationen von Magnesium, Calcium, Sulfat, Chlorid und Kalium werden durch Abflussvariationen nur sehr wenig verändert. Im Sommer reduziert die biologische Aktivität messbar die Konzentration von Nitrat und Kalium im Bachwasser.

@article{doi101029wr005i006p01353,
    author = "Johnson, Noye M. und Likens, Gene E. und Bormann, Franz–Josef und Fisher, Donald und Pierce, Robert S.",
    title = "A Working Model for the Variation in Stream Water Chemistry at the Hubbard Brook Experimental Forest, New Hampshire",
    year = "1969",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Stream water chemistry varies hyperbolically with stream discharge through four decades of discharge change within the Hubbard Brook Experimental Forest, New Hampshire. This dilution process is most simply explained by the mixing of rain water or surface water with deeper soil water. The resultant mixture of waters subsequently appears as stream water. Sodium and silica concentrations in stream water are markedly diluted during high discharge periods while hydrogen ion, aluminum, and nitrate concentrations are increased. Magnesium, calcium, sulfate, chloride and potassium concentrations are changed very little by stream discharge variations. During the summer, biologic activity measurably reduces the concentration of nitrate and potassium in stream water.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr005i006p01353",
    doi = "10.1029/wr005i006p01353",
    openalex = "W2117327398"
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ZUSAMMENFASSUNG Erkenntnisse über die chemische und hydrogeologische Geschichte von Quellwässern in karbonatischen Gesteinen können aus einer Untersuchung der chemischen Qualität solcher Wässer und der Wässer gewonnen werden, die die Quellen speisen. Das mittlere Ca 2+ /Mg 2+ -Verhältnis betrug 3,4 in 29 Quellwässern aus gefalteten und verwerfungsbeeinflussten karbonatischen Gesteinen in der Nähe von State College, Pennsylvania, was auf einen überwiegend in Kalkstein stattfindenden Grundwasserfluss hindeutet. Der mittlere gelöste Sauerstoffgehalt betrug 7,7 mg/l oder 71 % der Sättigung, was mit einem Untergrundfluss hauptsächlich unter Grundwasserspiegelbedingungen übereinstimmt. Die meisten gelösten Feststoffe (als spezifische Leitfähigkeit ausgedrückt), einschließlich Schadstoffe wie Cl und NO 3 , wurden den Quellwässern während des Grundwasserflusses hinzugefügt. Die spezifischen Leitfähigkeiten schwankten zwischen 180 und 476 Mikromhos, mit einem Mittelwert von 347 Mikromhos. CO 2 -Drücke lagen zwischen 10 −1,9 und 10 −2,6 atm mit einem Mittelwert von 10 −2,2 atm. Das CO 2 , das hauptsächlich als Gas durch nach unten gerichtete Diffusion aus der Bodenzone eingebracht wird, verleiht den Quellwässern die Fähigkeit, etwa das Dreifache an Härte und Alkalität zu halten als Flüsse, die im Gleichgewicht mit der Atmosphäre stehen. Allerdings waren alle Quellwässer aufgrund ihrer kurzen Verweilzeiten als Grundwasser bezüglich Kalkit und Dolomit untergesättigt. Farbstoffverfolgungen von Grundwasser speisenden Quellen in zwei Einzugsgebieten ergaben Verweilzeiten von 2–6 Tagen für Untergrundflüsse von etwa 4.000 Fuß. Die Daten zur spezifischen Leitfähigkeit und zur Karbonatsättigung deuten darauf hin, dass die Grundwasser-Verweilzeiten der 29 Quellwässer im Durchschnitt etwas länger als 2–6 Tage sind.

@article{doi101111j174565841970tb01302x,
    author = "Jacobson, R.L. und Langmuir, Donald",
    title = "The Chemical History of Some Spring Waters in Carbonate Rocks a",
    year = "1970",
    journal = "Ground Water",
    abstract = "ZUSAMMENFASSUNG Erkenntnisse über die chemische und hydrogeologische Geschichte von Quellwässern in karbonatischen Gesteinen können aus einer Untersuchung der chemischen Qualität solcher Wässer und der Wässer gewonnen werden, die die Quellen speisen. Das mittlere Ca 2+ /Mg 2+ -Verhältnis betrug 3,4 in 29 Quellwässern aus gefalteten und verwerfungsbeeinflussten karbonatischen Gesteinen in der Nähe von State College, Pennsylvania, was auf einen überwiegend in Kalkstein stattfindenden Grundwasserfluss hindeutet. Der mittlere gelöste Sauerstoffgehalt betrug 7,7 mg/l oder 71 % der Sättigung, was mit einem Untergrundfluss hauptsächlich unter Grundwasserspiegelbedingungen übereinstimmt. Die meisten gelösten Feststoffe (als spezifische Leitfähigkeit ausgedrückt), einschließlich Schadstoffe wie Cl und NO 3 , wurden den Quellwässern während des Grundwasserflusses hinzugefügt. Die spezifischen Leitfähigkeiten schwankten zwischen 180 und 476 Mikromhos, mit einem Mittelwert von 347 Mikromhos. CO 2 -Drücke lagen zwischen 10 −1,9 und 10 −2,6 atm mit einem Mittelwert von 10 −2,2 atm. Das CO 2 , das hauptsächlich als Gas durch nach unten gerichtete Diffusion aus der Bodenzone eingebracht wird, verleiht den Quellwässern die Fähigkeit, etwa das Dreifache an Härte und Alkalität zu halten als Flüsse, die im Gleichgewicht mit der Atmosphäre stehen. Allerdings waren alle Quellwässer aufgrund ihrer kurzen Verweilzeiten als Grundwasser bezüglich Kalkit und Dolomit untergesättigt. Farbstoffverfolgungen von Grundwasser speisenden Quellen in zwei Einzugsgebieten ergaben Verweilzeiten von 2–6 Tagen für Untergrundflüsse von etwa 4.000 Fuß. Die Daten zur spezifischen Leitfähigkeit und zur Karbonatsättigung deuten darauf hin, dass die Grundwasser-Verweilzeiten der 29 Quellwässer im Durchschnitt etwas länger als 2–6 Tage sind.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.1970.tb01302.x",
    doi = "10.1111/j.1745-6584.1970.tb01302.x",
    openalex = "W2062869117"
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@article{doi1010160022169471900011,
    author = "Shuster, Evan T. und White, William B.",
    title = "Saisonalfluktuationen in der Chemie von Kalksteinquellen: Ein mögliches Mittel zur Charakterisierung von Karbonat-Aquiferen",
    year = "1971",
    journal = "Journal of Hydrology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-1694(71)90001-1",
    doi = "10.1016/0022-1694(71)90001-1",
    openalex = "W2166952165"
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@article{doi1010160022169472901151,
    author = "Thrailkill, John",
    title = "Carbonate chemistry of aquifer and stream water in Kentucky",
    year = "1972",
    journal = "Journal of Hydrology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-1694(72)90115-1",
    doi = "10.1016/0022-1694(72)90115-1",
    openalex = "W2013073528",
    references = "doi1010160016703771900196, doi101016b9780444408266500078, doi101016s0003267001807248, doi101021ja01250a059, doi101021ja01851a058, doi102475ajs2586402, openalexw1488282249, openalexw599354073, openalexw630529900"
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Ein vorheriger Studie von 14 karbonatischen Quellen im Nittany-Tal im zentralen Pennsylvania zeigte, dass das Zufluss-System für die Quellen als Leitungsfluss oder diffuser Fluss charakterisiert werden kann, basierend auf der Variabilität der Wasserchemie. Sättigungsindizes und CO₂-Partialdrücke, berechnet aus den Rohdaten der vorherigen Studie, wurden dann in monatliche Gruppen sortiert und gemittelt. Leitungsquellenwässer sind immer aggressiv gegenüber sowohl Calcit als auch Dolomit, ohne saisonalen Trend zu zeigen. Die hohe Variabilität spiegelt vor allem Variationen in der Neubildung, kurze Verweilzeit und langsame Kinetik der Gleichgewichtsbildung zwischen Wasser und Gestein wider. Diffuse Quellenwässer sind während der Wachstumsperiode etwas aggressiv gegenüber Calcit, werden aber im Winter etwas übersättigt. Wässer aus diffusen Quellen in Dolomit sind nahezu gesättigt, wohingegen Wässer aus diffusen Quellen in Kalkstein gegenüber Dolomit immer ungesättigt sind. Die Gleichgewichts-CO₂-Drücke von Leitungsquellenwässern zeigen einen regelmäßigen saisonalen Trend mit einem ausgeprägten Maximum während der Wachstumsperiode. Der CO₂-Gehalt diffuser Quellen ist hoch variabel, und obwohl das Sommermaximum vorhanden ist, spiegelt der CO₂-Gehalt auch Variationen in der CO₂-Produktion in den Einzugsgebieten der infiltrierenden Wässer wider.

@article{doi101029wr008i004p01067,
    author = "Shuster, Evan T. und White, William B.",
    title = "Quellgebiete und klimatische Effekte in karbonatischen Grundwässern, bestimmt durch Sättigungsindizes und Kohlendioxid-Drücke",
    year = "1972",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Ein vorheriger Studie von 14 karbonatischen Quellen im Nittany-Tal im zentralen Pennsylvania zeigte, dass das Zufluss-System für die Quellen als Leitungsfluss oder diffuser Fluss charakterisiert werden kann, basierend auf der Variabilität der Wasserchemie. Sättigungsindizes und CO₂-Partialdrücke, berechnet aus den Rohdaten der vorherigen Studie, wurden dann in monatliche Gruppen sortiert und gemittelt. Leitungsquellenwässer sind immer aggressiv gegenüber sowohl Calcit als auch Dolomit, ohne saisonalen Trend zu zeigen. Die hohe Variabilität spiegelt vor allem Variationen in der Neubildung, kurze Verweilzeit und langsame Kinetik der Gleichgewichtsbildung zwischen Wasser und Gestein wider. Diffuse Quellenwässer sind während der Wachstumsperiode etwas aggressiv gegenüber Calcit, werden aber im Winter etwas übersättigt. Wässer aus diffusen Quellen in Dolomit sind nahezu gesättigt, wohingegen Wässer aus diffusen Quellen in Kalkstein gegenüber Dolomit immer ungesättigt sind. Die Gleichgewichts-CO₂-Drücke von Leitungsquellenwässern zeigen einen regelmäßigen saisonalen Trend mit einem ausgeprägten Maximum während der Wachstumsperiode. Der CO₂-Gehalt diffuser Quellen ist hoch variabel, und obwohl das Sommermaximum vorhanden ist, spiegelt der CO₂-Gehalt auch Variationen in der CO₂-Produktion in den Einzugsgebieten der infiltrierenden Wässer wider.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr008i004p01067",
    doi = "10.1029/wr008i004p01067",
    openalex = "W2049629372"
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@article{thrailkill1972carbonate,
    author = "Thrailkill, John",
    title = "Carbonatchemie von Grund- und Flusswasser in Kentucky",
    year = "1972",
    journal = "Journal of Hydrology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-1694(72)90115-1",
    doi = "10.1016/0022-1694(72)90115-1",
    number = "2",
    openalex = "W2013073528",
    pages = "93-104",
    volume = "16",
    references = "doi1010160016703771900196, doi101016b9780444408266500078, doi101016s0003267001807248, doi101021ja01250a059, doi101021ja01851a058, doi102475ajs2586402, openalexw1488282249, openalexw599354073, openalexw630529900"
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@article{thrailkill1972carbonate1,
    author = "Thrailkill, J. V",
    title = "Carbonate chemistry of aquifer and stream water in Kentucky",
    year = "1972",
    journal = "Journal of Hydrology, v. 16, p. 93-104",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Thrailkill, J. V., 1972, Carbonate chemistry of aquifer and stream water in Kentucky: Journal of Hydrology, v. 16, p. 93-104.}"
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Wasser in einem Karbonat-Aquifer wurde häufig hydrologisch klassifiziert. Die Bedeutung solcher Gruppierung für das Verständnis der geochemischen Prozesse, die im Aquifer wirken, hängt davon ab, dass die Klassen eine distinctive Chemie aufweisen. Einhundertsechsundsechzig zuverlässige chemische Analysen von Karbonatwässern aus Pennsylvania wurden hydrologisch gruppiert, und die Gruppierungen wurden durch eine schrittweise lineare diskriminante Funktionsanalyse getestet. Zwei Parameter (Grad der Calcit-Sättigung und Gleichgewichtsteilchendruck von Kohlendioxid) reichen aus, um die Gruppen auf dem 0,005-Vertrauensniveau zu unterscheiden und bieten einen zuverlässigen Weg, um die geochemische Entwicklung der Wasser im Karbonat-Abflussbecken zu untersuchen.

@article{doi101029wr009i004p00949,
    author = "Drake, John J. und Harmon, Russell S.",
    title = "Hydrochemische Umgebungen von Karbonatgebieten",
    year = "1973",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Wasser in einem Karbonat-Aquifer wurde häufig hydrologisch klassifiziert. Die Bedeutung solcher Gruppierung für das Verständnis der geochemischen Prozesse, die im Aquifer wirken, hängt davon ab, dass die Klassen eine distinctive Chemie aufweisen. Einhundertsechsundsechzig zuverlässige chemische Analysen von Karbonatwässern aus Pennsylvania wurden hydrologisch gruppiert, und die Gruppierungen wurden durch eine schrittweise lineare diskriminante Funktionsanalyse getestet. Zwei Parameter (Grad der Calcit-Sättigung und Gleichgewichtsteilchendruck von Kohlendioxid) reichen aus, um die Gruppen auf dem 0,005-Vertrauensniveau zu unterscheiden und bieten einen zuverlässigen Weg, um die geochemische Entwicklung der Wasser im Karbonat-Abflussbecken zu untersuchen.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr009i004p00949",
    doi = "10.1029/wr009i004p00949",
    openalex = "W2172157664"
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RELATIVE EFFICIENCY OF CARBONATE DISSOLUTION AND PRECIPITATION DURING DIAGENESIS: A PROGRESS REPORT ON THE ROLE OF SOLUTION CHEMISTRY

@article{doi102475ajs2742108,
    author = "Berner, Robert A. und Morse, John W.",
    title = "Dissolution kinetics of calcium carbonate in sea water; IV, Theory of calcite dissolution",
    year = "1974",
    journal = "American Journal of Science",
    abstract = "RELATIVE EFFICIENCY OF CARBONATE DISSOLUTION AND PRECIPITATION DURING DIAGENESIS: A PROGRESS REPORT ON THE ROLE OF SOLUTION CHEMISTRY",
    url = "https://doi.org/10.2475/ajs.274.2.108",
    doi = "10.2475/ajs.274.2.108",
    openalex = "W1986601587"
}

Der Temperaturkoeffizient der log Pco 2 ‐Temperatur-Beziehung für Quellwasser aus Karbonatgebieten in Nordamerika beträgt etwa 0,07/°C. Die Betrachtung eines einfachen Modells des Verhaltens von Bodenluft und verschiedener veröffentlichter Daten deutet darauf hin, dass der Temperaturkoeffizient derselben Beziehung für Bodenluft in der Größenordnung von 0,04/°C liegt. Ein Modell, bei dem die Bodenzone die Quelle von Kohlendioxid für Wasser ist, das in ein Grundwassersystem eintritt, und bei dem die anschließende chemische Entwicklung des Wassers unter geschlossenen Systembedingungen stattfindet, ist mit diesen Beziehungen vereinbar.

@article{doi101029wr011i006p00958,
    author = "Drake, John J. und Wigley, T. M. L.",
    title = "The effect of climate on the chemistry of carbonate groundwater",
    year = "1975",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "The temperature coefficient of the log Pco 2 ‐temperature relationship for springwater from carbonate terrains in North America is approximately 0.07/°C. Consideration of a simple model of soil air behavior and various published data suggests that the temperature coefficient of the same relationship for soil air is of the order of 0.04/°C. A model where the soil zone is the source of carbon dioxide for water entering a groundwater system and where the subsequent chemical evolution of the water occurs under closed system conditions is consistent with these relationships.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr011i006p00958",
    doi = "10.1029/wr011i006p00958",
    openalex = "W2161033066"
}

@article{doi1010160022169479901781,
    author = "Stringfield, V. T. und Rapp, J.R. und Anders, Robert B.",
    title = "Effects of karst and geologic structure on the circulation of water and permeability in carbonate aquifers",
    year = "1979",
    journal = "Journal of Hydrology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-1694(79)90178-1",
    doi = "10.1016/0022-1694(79)90178-1",
    openalex = "W2070269122",
    references = "doi1010160016703771900196, doi1010160022169469900869, doi1010160022169470902222, doi1010160022169471900011, doi1010160022169471900035, doi1010160022169472901151, doi1011300016760619687919cahfit20co2, doi102134agronj195400021962004600080009x, doi1023071791828, doi103406geo195916541, openalexw2604877834, thrailkill1972carbonate"
}

Die hydrologischen, thermischen und chemischen Eigenschaften zweier kleiner Bäche, die durch relativ ungestörte, niedrig gelegene Gebirgs-Wassereinzugsgebiete im Südwesten von British Columbia fließen, wurden untersucht. Alle Beobachtungen und chemischen Analysen der Ökosysteme waren mit der Hypothese vereinbar, dass der Oberflächenabfluss hauptsächlich vom Wasserfluss durch Bodenmakrokanäle ins Grundwasser und von dort in die Bäche stammt. Wasserbilanzen deuteten auf ungemessene Grundwasserverluste hin. Die Bäche zeigten für die meisten Parameter jährliche chemische Zyklen, mit Maximalwerten im Spätsommer und frühen Herbst sowie Minimalwerten im Winter und frühen Frühling. Nitratkonzentrationen zeigten keine konsistente saisonale Variation, während Kalium- und Sulfatkonzentrationen im Laufe des Jahres relativ gleichmäßig waren. Die meisten chemischen Parameter nahmen mit zunehmendem Abfluss ab, während die gelöste Sauerstoffkonzentration zunahm. Kaliumkonzentrationen zeigten einige Zunahmen und einige Abnahmen, und Chlorid-, Nitrat- und Sulfatkonzentrationen waren im Allgemeinen nicht signifikant mit dem Abfluss korreliert. Konzentrations-Abfluss-Beziehungen wurden verwendet, um den Ursprung des Oberflächenabflusswassers zu erschließen. Unterschiede in der Chemie der beiden sehr ähnlichen Bäche haben wichtige Auswirkungen auf die Gestaltung von Studien zu Nährstoffen in Wassereinzugsgebieten. Nährstoffbilanzen waren sehr ähnlich zu denen anderer Wassereinzugsgebiete in feuchten gemäßigten Regionen, mit Nettoverlusten von Kalzium, Natrium, Magnesium, Kalium, Chlorid und Schwefel. Stickstoff- und Phosphorexporte in gelöster oder partikulärer organischer Form wurden nicht gemessen. Basierend auf Messungen gelöster anorganischer Stoffe wurde Stickstoff akkumuliert, während eventuelle Gewinne oder Verluste an Phosphor extrem gering waren.

@article{doi101029wr015i002p00247,
    author = "Feller, M. und Kimmins, J. P.",
    title = "Chemische Eigenschaften kleiner Bäche in der Nähe von Haney im Südwesten von British Columbia",
    year = "1979",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Die hydrologischen, thermischen und chemischen Eigenschaften zweier kleiner Bäche, die durch relativ ungestörte, niedrig gelegene Gebirgs-Wassereinzugsgebiete im Südwesten von British Columbia fließen, wurden untersucht. Alle Beobachtungen und chemischen Analysen der Ökosysteme waren mit der Hypothese vereinbar, dass der Oberflächenabfluss hauptsächlich vom Wasserfluss durch Bodenmakrokanäle ins Grundwasser und von dort in die Bäche stammt. Wasserbilanzen deuteten auf ungemessene Grundwasserverluste hin. Die Bäche zeigten für die meisten Parameter jährliche chemische Zyklen, mit Maximalwerten im Spätsommer und frühen Herbst sowie Minimalwerten im Winter und frühen Frühling. Nitratkonzentrationen zeigten keine konsistente saisonale Variation, während Kalium- und Sulfatkonzentrationen im Laufe des Jahres relativ gleichmäßig waren. Die meisten chemischen Parameter nahmen mit zunehmendem Abfluss ab, während die gelöste Sauerstoffkonzentration zunahm. Kaliumkonzentrationen zeigten einige Zunahmen und einige Abnahmen, und Chlorid-, Nitrat- und Sulfatkonzentrationen waren im Allgemeinen nicht signifikant mit dem Abfluss korreliert. Konzentrations-Abfluss-Beziehungen wurden verwendet, um den Ursprung des Oberflächenabflusswassers zu erschließen. Unterschiede in der Chemie der beiden sehr ähnlichen Bäche haben wichtige Auswirkungen auf die Gestaltung von Studien zu Nährstoffen in Wassereinzugsgebieten. Nährstoffbilanzen waren sehr ähnlich zu denen anderer Wassereinzugsgebiete in feuchten gemäßigten Regionen, mit Nettoverlusten von Kalzium, Natrium, Magnesium, Kalium, Chlorid und Schwefel. Stickstoff- und Phosphorexporte in gelöster oder partikulärer organischer Form wurden nicht gemessen. Basierend auf Messungen gelöster anorganischer Stoffe wurde Stickstoff akkumuliert, während eventuelle Gewinne oder Verluste an Phosphor extrem gering waren.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr015i002p00247",
    doi = "10.1029/wr015i002p00247",
    openalex = "W2023131848",
    references = "doi1010079781461599937, doi1010160022169472901151, doi101029tr014i001p00446, doi101029wr005i006p01353, doi101029wr006i002p00478, doi101029wr006i004p01133, doi101029wr006i005p01296, doi101029wr008i005p01272, doi1023071933735, doi1023071942440, openalexw1554284265, thrailkill1972carbonate"
}

1. Der Wasserkreislauf. 2. Chemischer Hintergrund. 3. Organische Verbindungen in natürlichen Gewässern. 4. Das Karbonatsystem und pH-Kontrolle. 5. Tonminerale und Ionenaustausch. 6. Stabilitätsbeziehungen und Silicatgleichgewichte. 7. Kinetik. 8. Verwitterung und Wasserchemie, I: Prinzipien. 9. Verwitterung und Wasserchemie, II: Beispiele. 10. Säuredeposition und Oberflächenwasserchemie. 11. Verdunstung und salzhaltige Gewässer. 12. Die Ozeane. 13. Redoxgleichgewichte. 14. Redoxbedingungen in natürlichen Gewässern. 15. Spurenelemente. 16. Mathematische und numerische Modelle. 17. Isotope. Anhänge.

@book{openalexw1591787667,
    author = "Drever, James I.",
    title = "Geochemie natürlicher Gewässer",
    year = "1982",
    abstract = "1. Der Wasserkreislauf. 2. Chemischer Hintergrund. 3. Organische Verbindungen in natürlichen Gewässern. 4. Das Karbonatsystem und pH-Kontrolle. 5. Tonminerale und Ionenaustausch. 6. Stabilitätsbeziehungen und Silicatgleichgewichte. 7. Kinetik. 8. Verwitterung und Wasserchemie, I: Prinzipien. 9. Verwitterung und Wasserchemie, II: Beispiele. 10. Säuredeposition und Oberflächenwasserchemie. 11. Verdunstung und salzhaltige Gewässer. 12. Die Ozeane. 13. Redoxgleichgewichte. 14. Redoxbedingungen in natürlichen Gewässern. 15. Spurenelemente. 16. Mathematische und numerische Modelle. 17. Isotope. Anhänge.",
    openalex = "W1591787667"
}

Quantitative Vorhersagen der Auswirkungen der sauren Deposition auf terrestrische und aquatische Systeme erfordern physikalisch begründete, prozessorientierte Modelle der Bodenwasser- und Flusswasserchemie in Einzugsgebieten. Ein wünschenswertes Merkmal solcher Modelle ist, dass sie Terme enthalten, um die wichtigen Phänomene zu beschreiben, die die chemische Reaktion eines Systems auf saure Deposition steuern, gleichzeitig aber in ihrer Komplexität eingeschränkt sein müssen, sodass sie mit einem Minimum an a priori-Daten in verschiedenen Systemen implementiert werden können. Wir präsentieren eine Bewertung eines konzeptionellen Modells der Bodenwasser- und Flusswasserchemie, das auf dem Kationenaustausch im Boden, der Auflösung von Aluminiumhydroxid und der Lösung von Kohlendioxid basiert; dies sind alle Prozesse, die in Einzugsgebiet-Böden auftreten und schnelle Gleichgewichtseinstellungzeiten aufweisen. Das Modell wird unter Verwendung einer „durchschnittlichen" oder lumpierten Darstellung dieser räumlich verteilten Einzugsgebiet-Prozesse konstruiert. Die Angemessenheit des Modells wird bewertet, indem es auf 3 Jahre lang vorliegende Daten zur Bodenwasser- und Flusswasserchemie aus White Oak Run, Virginia, einem zweiten Ordnungszufluss im Shenandoah National Park, angewendet wird. Die vom Modell vorhergesagten Bodeneigenschaften stimmen gut mit den derzeit verfügbaren Messungen dieser Bodeneigenschaften überein. Der Erfolg des Modells deutet darauf hin, dass lumpierte Darstellungen komplexer und räumlich verteilter chemischer Reaktionen in Böden das grobe chemische Verhalten ganzer Einzugsgebiete (z. B. pH-Wert, Alkalinität und Hauptionenkonzentrationen in Oberflächengewässern) effizient beschreiben können. Eine weitere Bewertung der Angemessenheit dieses konzeptionellen Ansatzes wird detailliertere empirische Kenntnisse der modellierten Bodenprozesse erfordern, insbesondere des Kationenaustauschs im Boden und der Variabilität der Boden-CO2-Partialdrücke.

@article{doi101029wr021i001p00051,
    author = "Cosby, B. J. und Hornberger, George M. und Galloway, James N. und Wright, Richard F.",
    title = "Modeling the Effects of Acid Deposition: Assessment of a Lumped Parameter Model of Soil Water and Streamwater Chemistry",
    year = "1985",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Quantitative Vorhersagen der Auswirkungen der sauren Deposition auf terrestrische und aquatische Systeme erfordern physikalisch begründete, prozessorientierte Modelle der Bodenwasser- und Flusswasserchemie in Einzugsgebieten. Ein wünschenswertes Merkmal solcher Modelle ist, dass sie Terme enthalten, um die wichtigen Phänomene zu beschreiben, die die chemische Reaktion eines Systems auf saure Deposition steuern, gleichzeitig aber in ihrer Komplexität eingeschränkt sein müssen, sodass sie mit einem Minimum an a priori-Daten in verschiedenen Systemen implementiert werden können. Wir präsentieren eine Bewertung eines konzeptionellen Modells der Bodenwasser- und Flusswasserchemie, das auf dem Kationenaustausch im Boden, der Auflösung von Aluminiumhydroxid und der Lösung von Kohlendioxid basiert; dies sind alle Prozesse, die in Einzugsgebiet-Böden auftreten und schnelle Gleichgewichtseinstellungzeiten aufweisen. Das Modell wird unter Verwendung einer „durchschnittlichen" oder lumpierten Darstellung dieser räumlich verteilten Einzugsgebiet-Prozesse konstruiert. Die Angemessenheit des Modells wird bewertet, indem es auf 3 Jahre lang vorliegende Daten zur Bodenwasser- und Flusswasserchemie aus White Oak Run, Virginia, einem zweiten Ordnungszufluss im Shenandoah National Park, angewendet wird. Die vom Modell vorhergesagten Bodeneigenschaften stimmen gut mit den derzeit verfügbaren Messungen dieser Bodeneigenschaften überein. Der Erfolg des Modells deutet darauf hin, dass lumpierte Darstellungen komplexer und räumlich verteilter chemischer Reaktionen in Böden das grobe chemische Verhalten ganzer Einzugsgebiete (z. B. pH-Wert, Alkalinität und Hauptionenkonzentrationen in Oberflächengewässern) effizient beschreiben können. Eine weitere Bewertung der Angemessenheit dieses konzeptionellen Ansatzes wird detailliertere empirische Kenntnisse der modellierten Bodenprozesse erfordern, insbesondere des Kationenaustauschs im Boden und der Variabilität der Boden-CO2-Partialdrücke.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr021i001p00051",
    doi = "10.1029/wr021i001p00051",
    openalex = "W2083991228",
    references = "doi1010079781461344520, doi1010079781461567615, doi1010160016003250904364, doi1010160016703781902763, doi101021ja01250a059, doi101021ja01851a058, doi101038scientificamerican107943, doi10106311698996, doi101126science2214610520, galloway1983freshwater, openalexw1486416230"
}

@misc{crossref1988dye,
    title = "Dye-Verfolgungstechniken zur Bestimmung des Grundwasserflusses in einem Karstwasserleitersystem in der Nähe von Elizabethtown, Kentucky",
    year = "1988",
    url = "https://doi.org/10.3133/wri874174",
    doi = "10.3133/wri874174",
    openalex = "W98816013",
    references = "doi101001archderm196301590140145030, doi1010160022169471900801, doi101029wr013i001p00015, doi101061jsedai0000900, doi10108000224065198311978863, doi1013023kwrrirr136, doi1023071788077, doi1023072988312, openalexw1574188141, openalexw2799217134"
}

@article{doi1010160022169488900510,
    author = "Hess, Jonn W. und White, William B.",
    title = "Storm response of the karstic carbonate aquifer of southcentral Kentucky",
    year = "1988",
    journal = "Journal of Hydrology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-1694(88)90051-0",
    doi = "10.1016/0022-1694(88)90051-0",
    openalex = "W1997197351",
    references = "doi102307213346"
}

EPA 904/6-88-001 "Erstellt von der U.S. Environmental Protection Agency, Ground-Water Protection Branch, Region IV, Atlanta, Georgia und U.S. Geological Survey, Water Resources Division, Kentucky District, Louisville, Kentucky. Etwa 20% der Vereinigten Staaten werden von Karstaquifern durchzogen. Diese Schätzung umfasst etwa 50% von Kentucky und Tennessee, erhebliche Teile von Nordgeorgien und Alabama sowie Teile anderer Staaten der Region IV. Die Verbreitung von Karstaquifern im Südosten, die häufige Nutzung von Karstaquifern als Trinkwasserquellen und die Anfälligkeit dieser Aquifere für Kontaminationen unterstreichen die Notwendigkeit, einen Mechanismus bereitzustellen, der bei der Grundwasserbewirtschaftung und -sicherung in Karstgebieten hilft. Um diesem Bedarf zu begegnen, haben die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) - Region IV und der Kentucky District der U.S. Geological Survey (USGS) zusammengearbeitet, um die Anwendung von Farbstoffverfolgungstechniken und -konzepten zum Schutz von Grundwasser in Karstaquifern zu dokumentieren. Ich freue mich, mitteilen zu können, dass diese Bemühungen zur Erstellung dieses Handbuchs geführt haben, betitelt "Anwendung von Farbstoffverfolgungstechniken zur Bestimmung der Stofftransporteigenschaften von Grundwasser in Karstgebieten". Die hier präsentierten Informationen sollten als ein weiteres analytisches "Werkzeug" bei der Bewirtschaftung und Sicherung von Karstwasserressourcen betrachtet werden...." Open Access - Genehmigung durch den Verlag Siehe die erweiterte Beschreibung für weitere Informationen.

@article{openalexw1583262885,
    author = "Mull, D.S. und Liebermann, Timothy D. und Smoot, J.L. und Woosley, L.H.",
    title = "Anwendung von Farbstoffverfolgungstechniken zur Bestimmung der Stofftransporteigenschaften von Grundwasser in Karstgebieten",
    year = "1988",
    journal = "Digital Commons - University of South Florida (University of South Florida)",
    abstract = {EPA 904/6-88-001 "Erstellt von der U.S. Environmental Protection Agency, Ground-Water Protection Branch, Region IV, Atlanta, Georgia und U.S. Geological Survey, Water Resources Division, Kentucky District, Louisville, Kentucky. Etwa 20% der Vereinigten Staaten werden von Karstaquifern durchzogen. Diese Schätzung umfasst etwa 50% von Kentucky und Tennessee, erhebliche Teile von Nordgeorgien und Alabama sowie Teile anderer Staaten der Region IV. Die Verbreitung von Karstaquifern im Südosten, die häufige Nutzung von Karstaquifern als Trinkwasserquellen und die Anfälligkeit dieser Aquifere für Kontaminationen unterstreichen die Notwendigkeit, einen Mechanismus bereitzustellen, der bei der Grundwasserbewirtschaftung und -sicherung in Karstgebieten hilft. Um diesem Bedarf zu begegnen, haben die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) - Region IV und der Kentucky District der U.S. Geological Survey (USGS) zusammengearbeitet, um die Anwendung von Farbstoffverfolgungstechniken und -konzepten zum Schutz von Grundwasser in Karstaquifern zu dokumentieren. Ich freue mich, mitteilen zu können, dass diese Bemühungen zur Erstellung dieses Handbuchs geführt haben, betitelt "Anwendung von Farbstoffverfolgungstechniken zur Bestimmung der Stofftransporteigenschaften von Grundwasser in Karstgebieten". Die hier präsentierten Informationen sollten als ein weiteres analytisches "Werkzeug" bei der Bewirtschaftung und Sicherung von Karstwasserressourcen betrachtet werden...." Open Access - Genehmigung durch den Verlag Siehe die erweiterte Beschreibung für weitere Informationen.},
    openalex = "W1583262885",
    references = "crossref1988dye"
}

Nach starken Sturmeignissen treten große Schwankungen in den Konzentrationen von Ca und Mg im Abfluss von Karstquellen im Südosten von Missouri auf. Der schnelle Fluss von relativ verdünntem, sturmhervorgebrachtem Wasser durch Lösungskanäle im Grundwasserleiter verursacht die chemischen Schwankungen. Eine Kationenbilanz für den Abfluss einer Quelle zeigt, dass etwa 25 % des gesamten Quellabflusses sturmhervorgebrachtes Wasser ist. Diese Beiträge aus dem Sturm erreichen ihr Maximum während des Rückgangs der Sturmreaktionen im Quellabfluss-Hydrographen. An der Spitze der Reaktionen besteht der Quellabfluss hauptsächlich aus Vorsturm-Wasser, das im Kanalsystem durch das sturmhervorgebrachte Wasser verdrängt wurde. Die beobachteten chemischen Schwankungen und Hydrographen-Komponenten unterscheiden sich von denen im Oberflächenwasser, bei denen die Zeit des maximalen Verdünnungseffekts normalerweise mit der Zeit des Spitzenabflusses zusammenfällt.

@article{doi101029wr025i001p00117,
    author = "Dreiss, Shirley J.",
    title = "Regional scale transport in a Karst Aquifer: 1. Component separation of spring flow hydrographs",
    year = "1989",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Large fluctuations in Ca and Mg concentrations occur in the discharge of karst springs in southeastern Missouri after major storm events. Rapid flow of relatively dilute, storm‐derived water through solution conduits in the aquifer causes the fluctuations in chemistry. A cation balance for the discharge of one spring indicates that about 25\% of the total spring flow is storm‐derived water. These storm‐derived contributions reach a maximum during the recession of storm responses in the spring flow hydrograph. At the peak of the responses, spring flow is composed primarily of prestorm water that has been displaced in the conduit system by the storm‐derived water. The observed chemical fluctuations and hydrograph components differ from those observed in streamflow where the time of the maximum dilution usually coincides with the time of peak discharge.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr025i001p00117",
    doi = "10.1029/wr025i001p00117",
    openalex = "W2023742089"
}

Verteilungen der Durchlaufzeiten von Wasser oder Tracern in Röhren‐typischen Karstgrundwasserleitern können aus der linearen Systemanalyse entweder von Tracertestdaten oder natürlich auftretenden Schwankungen in der Quellwasserchemie ermittelt werden. Ich verwende die chemischen Schwankungen am Maramec Spring in Missouri, die in Papier 1 (Dreiss, dieses Heft) beschrieben werden, sowie Ergebnisse eines früheren Tracertests, um eine Reihe von Kernfunktionen abzuleiten, die den Transport im regionalen Maßstab im Karströhrennetzwerk darstellen. Eine einzelne Kernfunktion reicht aus, um den sturmentstandenen Anteil des Maramec Quellflusses zu simulieren, was darauf hindeutet, dass der schnelle Transport im Röhrennetzwerk gut durch zeitliche Stationarität angenähert wird. Die Zeitmomentanalyse der Kerne führt zu mehreren Schlussfolgerungen. Der Kern für den Tracertest zeigt eine größere mittlere Verweilzeit und eine viel kleinere Varianz als die Kerne, die aus der nicht punktförmigen Grundwasserneubildung abgeleitet wurden. Daher scheint die Tracer-Reisedistanz länger zu sein als die mittlere Reisedistanz der schnellen Neubildung, und ein Großteil der Varianz der Kerne für nicht punktförmige Quellen scheint auf die Verteilung der Fließweglängen zur Quelle zurückzuführen zu sein. Durch die Annahme eines effektiven Transportmodells und den Vergleich der Momente des empirischen Tracertestkerns mit den Momenten der Impulsantwort des Modells berechne ich eine effektive Geschwindigkeit zwischen dem Tracer-Eingabepunkt und dem Maramec Spring von 1,3 km/Tag und eine effektive Dispersivität von 0,29 km. Da die Zeitmomente der Kerne und die effektiven Transportparameter aus leicht messbaren Quellwasser-Eigenschaften berechnet werden können, könnten sie sich als ein bequemes Mittel zur Untersuchung und zum Vergleich des Transports im regionalen Maßstab in Karstgrundwasserleitern erweisen.

@article{doi101029wr025i001p00126,
    author = "Dreiss, Shirley J.",
    title = "Regional scale transport in a Karst Aquifer: 2. Linear systems and time moment analysis",
    year = "1989",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Verteilungen der Durchlaufzeiten von Wasser oder Tracern in Röhren‐typischen Karstgrundwasserleitern können aus der linearen Systemanalyse entweder von Tracertestdaten oder natürlich auftretenden Schwankungen in der Quellwasserchemie ermittelt werden. Ich verwende die chemischen Schwankungen am Maramec Spring in Missouri, die in Papier 1 (Dreiss, dieses Heft) beschrieben werden, sowie Ergebnisse eines früheren Tracertests, um eine Reihe von Kernfunktionen abzuleiten, die den Transport im regionalen Maßstab im Karströhrennetzwerk darstellen. Eine einzelne Kernfunktion reicht aus, um den sturmentstandenen Anteil des Maramec Quellflusses zu simulieren, was darauf hindeutet, dass der schnelle Transport im Röhrennetzwerk gut durch zeitliche Stationarität angenähert wird. Die Zeitmomentanalyse der Kerne führt zu mehreren Schlussfolgerungen. Der Kern für den Tracertest zeigt eine größere mittlere Verweilzeit und eine viel kleinere Varianz als die Kerne, die aus der nicht punktförmigen Grundwasserneubildung abgeleitet wurden. Daher scheint die Tracer-Reisedistanz länger zu sein als die mittlere Reisedistanz der schnellen Neubildung, und ein Großteil der Varianz der Kerne für nicht punktförmige Quellen scheint auf die Verteilung der Fließweglängen zur Quelle zurückzuführen zu sein. Durch die Annahme eines effektiven Transportmodells und den Vergleich der Momente des empirischen Tracertestkerns mit den Momenten der Impulsantwort des Modells berechne ich eine effektive Geschwindigkeit zwischen dem Tracer-Eingabepunkt und dem Maramec Spring von 1,3 km/Tag und eine effektive Dispersivität von 0,29 km. Da die Zeitmomente der Kerne und die effektiven Transportparameter aus leicht messbaren Quellwasser-Eigenschaften berechnet werden können, könnten sie sich als ein bequemes Mittel zur Untersuchung und zum Vergleich des Transports im regionalen Maßstab in Karstgrundwasserleitern erweisen.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr025i001p00126",
    doi = "10.1029/wr025i001p00126",
    openalex = "W2017947580"
}

Stabile Isotopendaten für gelösten Carbonat, Sulfat und Sulfid werden mit Wasserzusammensetzungsdaten kombiniert, um geochemische Reaktionsmodelle entlang von acht Fließpfaden im Madison-Aquifer in Teilen von Wyoming, Montana und South Dakota zu erstellen. Die Schwefel-Isotopendaten werden als Isotopenverdünnungsproblem behandelt, wohingegen die Kohlenstoff-Isotopendaten als Rayleigh-Distillationen behandelt werden. Alle Reaktionsmodelle reproduzieren die beobachtete chemische sowie Kohlenstoff- und Schwefel-Isotopenzusammensetzung der Endwässer und werden teilweise durch die Vorhersage der beobachteten Kohlenstoff- und Schwefel-Isotopenzusammensetzungen von Dolomit und Anhydrit aus dem Madison-Kalkstein validiert. Die geochemischen Reaktionsmodelle zeigen, dass die dominante Grundwasserreaktion im Madison-Aquifer Dedolomitisation (Kalkit-Ausfällung und Dolomit-Auflösung, angetrieben durch Anhydrit-Auflösung) ist. Sulfatreduktion, [Ca 2+ + Mg 2+]/Na + Kationenaustausch und Halit-Auflösung sind lokal wichtig, insbesondere in zentralem Montana. Das Grundwassersystem wird als geschlossen für CO 2-Gas aus externen Quellen wie der Bodenzone oder Quer-Formation-Leckagen, aber offen für CO 2 aus der Oxidation von organischem Material, gekoppelt mit Sulfatreduktion und anderen Redox-Prozessen, die innerhalb des Aquifers auftreten, behandelt. Die berechneten Mineralmassenübertragungen und das modellierte Schwefel-Isotopenverhältnis der Madison-Anhydrite werden im gesamten Untersuchungsgebiet kartiert. Kohlenstoff-14-Grundwasser-Alter, angepasst an den modellierten Kohlenstoffmassenübertrag, reichen von modern bis etwa 23.000 Jahre v. Chr. und deuten Fließgeschwindigkeiten von 7–87 ft/Jahr (2,1–26,5 m/Jahr) an. Die meisten horizontalen hydraulischen Leitfähigkeiten, die aus dem Darcy-Gesetz unter Verwendung der durchschnittlichen 14 C-Fließgeschwindigkeiten berechnet wurden, liegen innerhalb eines Faktors von 5 zu denen, die auf digitaler Simulation basieren. Die berechnete Mineralmassenübertragung und die angepassten 14 C-Grundwasser-Alter erlauben die Bestimmung scheinbarer Reaktionsraten im Aquifer. Die scheinbare Oxidationsrate von organischem Material beträgt typischerweise 0,12 μmol/L/Jahr. Sulfat und, in geringerem Maße, ferrisches Eisen sind die vorherrschenden Elektronenakzeptoren. Die (kinetische) biochemische Fraktionierung von 34 S zwischen Sulfat und Schwefelwasserstoff beträgt bei 25°C etwa −44‰, mit einer Temperaturvariation von −0,4‰ pro °C. Die Ausfällungsrate von Kalkit und die Auflösungsrate von Dolomit und Anhydrit betragen typischerweise 0,59, 0,24 und 0,95 μmol/L/Jahr, respectively.

@article{doi101029wr026i009p01981,
    author = "Plummer, L. Niel und Busby, John F. und Lee, Roger W. und Hanshaw, Bruce B.",
    title = "Geochemische Modellierung des Madison-Aquifers in Teilen von Montana, Wyoming und South Dakota",
    year = "1990",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Stabile Isotopendaten für gelösten Carbonat, Sulfat und Sulfid werden mit Wasserzusammensetzungsdaten kombiniert, um geochemische Reaktionsmodelle entlang von acht Fließpfaden im Madison-Aquifer in Teilen von Wyoming, Montana und South Dakota zu erstellen. Die Schwefel-Isotopendaten werden als Isotopenverdünnungsproblem behandelt, wohingegen die Kohlenstoff-Isotopendaten als Rayleigh-Distillationen behandelt werden. Alle Reaktionsmodelle reproduzieren die beobachtete chemische sowie Kohlenstoff- und Schwefel-Isotopenzusammensetzung der Endwässer und werden teilweise durch die Vorhersage der beobachteten Kohlenstoff- und Schwefel-Isotopenzusammensetzungen von Dolomit und Anhydrit aus dem Madison-Kalkstein validiert. Die geochemischen Reaktionsmodelle zeigen, dass die dominante Grundwasserreaktion im Madison-Aquifer Dedolomitisation (Kalkit-Ausfällung und Dolomit-Auflösung, angetrieben durch Anhydrit-Auflösung) ist. Sulfatreduktion, [Ca 2+ + Mg 2+]/Na + Kationenaustausch und Halit-Auflösung sind lokal wichtig, insbesondere in zentralem Montana. Das Grundwassersystem wird als geschlossen für CO 2-Gas aus externen Quellen wie der Bodenzone oder Quer-Formation-Leckagen, aber offen für CO 2 aus der Oxidation von organischem Material, gekoppelt mit Sulfatreduktion und anderen Redox-Prozessen, die innerhalb des Aquifers auftreten, behandelt. Die berechneten Mineralmassenübertragungen und das modellierte Schwefel-Isotopenverhältnis der Madison-Anhydrite werden im gesamten Untersuchungsgebiet kartiert. Kohlenstoff-14-Grundwasser-Alter, angepasst an den modellierten Kohlenstoffmassenübertrag, reichen von modern bis etwa 23.000 Jahre v. Chr. und deuten Fließgeschwindigkeiten von 7–87 ft/Jahr (2,1–26,5 m/Jahr) an. Die meisten horizontalen hydraulischen Leitfähigkeiten, die aus dem Darcy-Gesetz unter Verwendung der durchschnittlichen 14 C-Fließgeschwindigkeiten berechnet wurden, liegen innerhalb eines Faktors von 5 zu denen, die auf digitaler Simulation basieren. Die berechnete Mineralmassenübertragung und die angepassten 14 C-Grundwasser-Alter erlauben die Bestimmung scheinbarer Reaktionsraten im Aquifer. Die scheinbare Oxidationsrate von organischem Material beträgt typischerweise 0,12 μmol/L/Jahr. Sulfat und, in geringerem Maße, ferrisches Eisen sind die vorherrschenden Elektronenakzeptoren. Die (kinetische) biochemische Fraktionierung von 34 S zwischen Sulfat und Schwefelwasserstoff beträgt bei 25°C etwa −44‰, mit einer Temperaturvariation von −0,4‰ pro °C. Die Ausfällungsrate von Kalkit und die Auflösungsrate von Dolomit und Anhydrit betragen typischerweise 0,59, 0,24 und 0,95 μmol/L/Jahr, respectively.",
    url = "https://doi.org/10.1029/wr026i009p01981",
    doi = "10.1029/wr026i009p01981",
    openalex = "W2095065076"
}

Um die Entwicklung von Karstgrundwässern aus primären Spalten in Kalkgestein zu modellieren, wird ein numerisches Modell zur Lösungserweiterung solcher Risse durch kalkaggressive Wasser vorgeschlagen. Die geologische Umgebung bestimmt die relevanten geometrischen Parameter, d. h. die Länge des Risses, seine Anfangsbreite und den hydraulischen Gradienten, der Wasser vom Einlass zum Auslass treibt. Um die Lösungserweiterung in ihrer zeitlichen Entwicklung zu simulieren, müssen die Lösungsrate als Funktion der Konzentration c von gelöstem Kalk bekannt sein. Sie werden als einstufiges kinetisches Rechengesetz für $$c \leq k \cdot c_{eq}$$ angegeben als $$F^{(1)} = \alpha_{0}(c - c_{eq}$$. Für $$c > k \cdot c_{eq}$$ in der Nähe des Gleichgewichts wird ein viertstufiges Rechengesetz dominant: $$F^{(4)} = \beta \cdot (c - c_{eq})^{4}$$. Die Parameter $$\alpha_{0}, \beta$$ und k hängen von der Chemie des Karbonatsystems und der Gesteinschemie ab. Die Sättigungskonzentration $$c_{eq}$$ bezüglich Kalk hängt von der anfänglichen $$CO_{2}$$-Konzentration der zufließenden Lösung ab und spiegelt somit den Einfluss des Klimas wider. Der Wert von k für natürliches Kalkgestein liegt zwischen 0,5 und 0,9. Die Ergebnisse des Modells zeigen, dass die koordinierte Wirkung sowohl schneller einstufiger als auch langsamer viertstufiger Kinetik notwendig ist, um frühe Karstkanäle mit mehreren Zentimetern Breite in geologisch vernünftigen Zeiten zu erzeugen. Zu Beginn des Prozesses erfolgt die Lösungserweiterung durch langsame viertstufige Kinetik entlang der gesamten Länge des Risses, da das Wasser in weniger als 1 m vom Einlass aus ausreichend hohe Konzentrationen erreicht. Dies erweitert die Spalte langsam. Als Folge davon erhöht sich mit steigendem Wasserfluss die Distanz, in der einstufige Kinetik wirksam ist. Dieser Bereich breitet sich mit beschleunigter Geschwindigkeit durch die Länge des Risses aus, bis er den Auslass erreicht. Zum Zeitpunkt des Durchbruchs steigt der Fluss dramatisch um mehrere Größenordnungen an. Von diesem Zeitpunkt an erfolgt weitere Lösungserweiterung im Wesentlichen konstant entlang der gesamten Länge des Risses, in der Größenordnung von etwa $$10^{-2}cm/yr$$. Die Durchbruchszeit ist ein wesentlicher Maßstab in Studien zur Karstifizierung und wurde für einen weiten Bereich geometrischer Parameter berechnet. Ausdrücke für ihre Abhängigkeit von Länge, Anfangsbreiten und hydraulischem Gradienten wurden abgeleitet, die eine einfache Berechnung von Durchbruchszeiten für die meisten realistischen Fälle ermöglichen. Die Abhängigkeit der Durchbruchszeiten von chemischen Parametern spiegelt den Einfluss von Lithologie und Klima wider. Die lithologischen Parameter $$\alpha_{0}, \beta$$ und k zeigen nur einen geringen Einfluss, was erklärt, warum Karstmerkmale in so vielen verschiedenen Kalkgesteinstypen existieren. Die Abhängigkeit von $$c_{eq}$$ zeigt, dass die Karstifizierung nur bei ausreichend hohen $$CO_{2}$$-Spiegeln im Wasser stattfindet, das das System betritt. Das Modell wird angewendet, um die Evolutionzeiten realer Karstgrundwässer in Deutschland zu schätzen, wobei Ergebnisse erzielt werden, die mit geologischen Beobachtungen übereinstimmen. Je nach geometrischen Parametern, insbesondere Länge und hydraulischem Gradienten, reichen Durchbruchszeiten von $$10^{4}$$ bis zu mehreren $$10^{6}$$ Jahren. Das Modell wird auch auf kleinräumige Karstmerkmale angewendet, wie die Entwicklung von Lösungsdolinen. In diesen Fällen liegen Risslängen in der Größenordnung von mehreren zehn Metern, und hydraulische Gradienten sind hoch. Dies ist auch der Fall bei Landnutzungsprojekten, bei denen der Grundwasserspiegel gesenkt oder künstliche Kanäle oder Dämme errichtet werden. Für diese Fälle werden Karstifizierungszeiten von mehreren zehn bis mehreren hundert Jahren abgeleitet.

@article{doi101086629431,
    author = "Dreybrodt, Wolfgang",
    title = "Die Rolle der Auflösungskinetik bei der Entwicklung von Karstgrundwasserleitern in Kalkstein: Eine Modellsimulation der Karst-Evolution",
    year = "1990",
    journal = "The Journal of Geology",
    abstract = "Um die Entwicklung von Karstgrundwasserleitern aus primären Spalten in Kalkgestein zu modellieren, wird ein numerisches Modell zur Lösungserweiterung solcher Risse durch kalkaggressives Wasser vorgeschlagen. Die geologische Umgebung bestimmt die relevanten geometrischen Parameter, d. h. die Länge des Risses, seine Anfangsbreite und den hydraulischen Gradienten, der Wasser vom Einlass zum Auslass treibt. Um die Lösungserweiterung, wie sie sich im Laufe der Zeit vollzieht, zu simulieren, müssen die Lösungsrate als Funktion der Konzentration c von gelöstem Kalk bekannt sein. Sie werden als einstufige kinetische Reaktionsgleichung für $$c \leq k \cdot c\_{eq}$$ als $$F^{(1)} = \alpha\_{0}(c - c\_{eq}$$ angegeben. Für $$c > k \cdot c\_{eq}$$ in der Nähe des Gleichgewichts wird eine viertstufige Reaktionsgleichung dominant: $$F^{(4)} = \beta \cdot (c - c\_{eq})^{4}$$. Die Parameter $$\alpha\_{0}, \beta$$ und k hängen von der Chemie des Karbonatsystems und der Gesteinschemie ab. Die Sättigungskonzentration c\_{eq} bezüglich Kalk hängt von der anfänglichen $$CO\_{2}$$-Konzentration der zufließenden Lösung ab und spiegelt somit den Einfluss des Klimas wider. Der Wert von k für natürliches Kalkgestein liegt zwischen 0,5 und 0,9. Die Ergebnisse des Modells zeigen, dass die koordinierte Wirkung sowohl der schnellen einstufigen als auch der langsamen viertstufigen Kinetik notwendig ist, um frühe Karstkanäle mit mehreren Zentimetern Breite in geologisch vernünftigen Zeiten zu erzeugen. Zu Beginn des Prozesses erfolgt die Lösungserweiterung durch langsame viertstufige Kinetik entlang der gesamten Länge des Risses, da das Wasser in weniger als 1 m vom Einlass aus ausreichend hohe Konzentrationen erreicht. Dies erweitert die Spalte langsam. Als Folge davon erhöht sich mit zunehmendem Wasserfluss die Distanz, in der einstufige Kinetik wirksam ist. Dieser Bereich breitet sich mit beschleunigter Geschwindigkeit durch die Länge des Risses aus, bis er den Auslass erreicht. Zum Zeitpunkt des Durchbruchs steigt der Fluss dramatisch um mehrere Größenordnungen an. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt weitere Lösungserweiterung im Wesentlichen konstant entlang der gesamten Länge des Risses, in der Größenordnung von etwa $$10^{-2}cm/yr$$. Die Durchbruchszeit ist ein signifikanter Maßstab in Studien zur Karstifizierung und wurde für einen weiten Bereich geometrischer Parameter berechnet. Ausdrücke für ihre Abhängigkeit von Länge, Anfangsbreiten und hydraulischem Gradienten wurden abgeleitet, die eine einfache Berechnung von Durchbruchszeiten für die meisten realistischen Fälle ermöglichen. Die Abhängigkeit der Durchbruchszeiten von chemischen Parametern spiegelt den Einfluss von Lithologie und Klima wider. Die lithologischen Parameter $$\alpha\_{0}, \beta$$ und k zeigen nur einen geringen Einfluss, was erklärt, warum Karstmerkmale in so vielen verschiedenen Kalkgesteinstypen existieren. Die Abhängigkeit von $$c\_{eq}$$ zeigt, dass die Karstifizierung nur bei ausreichend hohen $$CO\_{2}$$-Spiegeln im Wasser stattfindet, das in das System eintritt. Das Modell wird angewendet, um Evolutionszeiten realer Karstgrundwasserleiter in Deutschland zu schätzen, wobei Ergebnisse erzielt werden, die mit geologischen Beobachtungen übereinstimmen. Je nach geometrischen Parametern, insbesondere Länge und hydraulischem Gradienten, reichen Durchbruchszeiten von $$10^{4}$$ bis zu mehreren $$10^{6}$$ Jahren. Das Modell wird auch auf kleinräumige Karstmerkmale angewendet, wie die Entwicklung von Lösungsdolinen. In diesen Fällen liegen Risslängen in der Größenordnung von mehreren zehn Metern, und hydraulische Gradienten sind hoch. Dies gilt auch für Landnutzungsprojekte, bei denen der Grundwasserspiegel gesenkt oder künstliche Kanäle oder Dämme errichtet werden. Für diese Fälle werden Karstifizierungszeiten von mehreren zehn bis mehreren hundert Jahren abgeleitet.",
    url = "https://doi.org/10.1086/629431",
    doi = "10.1086/629431",
    openalex = "W2064849586"
}

@article{doi101016002216949190046k,
    author = "Thrailkill, John und Sullivan, Stephen B. und Gouzie, Douglas",
    title = "Flow parameters in a shallow conduit-flow carbonate aquifer, Inner Bluegrass Karst Region, Kentucky, USA",
    year = "1991",
    journal = "Journal of Hydrology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-1694(91)90046-k",
    doi = "10.1016/0022-1694(91)90046-k",
    openalex = "W1971754509",
    references = "crossref1988dye"
}

@article{doi101016088329279390034e,
    author = "Hess, John W. und White, William B.",
    title = "Groundwater geochemistry of the carbonate karst aquifer, southcentral Kentucky, U.S.A.",
    year = "1993",
    journal = "Applied Geochemistry",
    url = "https://doi.org/10.1016/0883-2927(93)90034-e",
    doi = "10.1016/0883-2927(93)90034-e",
    openalex = "W1994769063",
    references = "doi1010160016703782900564, doi1010160022169472901151, doi1010160022169477900798, doi1010160022169488900510, doi1010160304420383900415, doi101021bk19790093, doi101021bk19790093ch025, doi101086629431, doi102307213346, doi102475ajs2742108, doi105860choice262715, openalexw1591787667, thrailkill1972carbonate"
}

Zusammenfassung Obwohl das Ladungsgleichgewicht für eine einzelne chemische Analyse der Elektrolyte in einem Wasser kein zuverlässiges Maß für die Genauigkeit dieser Analyse ist, wird der prozentuale Ladungsgleichgewichtsfehler (%CBE) als Mittel zur Bewertung der analytischen Technik glaubwürdiger, wenn er auf Gruppen von Analysen angewendet wird. Wie gut sind Ladungsgleichgewichte für chemische Analysen von trinkbarem Grund- und Flusswasser in führenden geologischen Zeitschriften? Eine Suche, beginnend mit dem ersten Band jeder Zeitschrift, ergab 68 Artikel in sechs Zeitschriften (Appl. Geochem., Chem. Geol, Geochim. Cos. Acta., Ground Water, J. Hydrol, und Water Resources Res.), die als „vollständige" Analysen der Hauptionen einzelner Proben galten. Analysen von Sole und hydrothermalen Lösungen wurden ausgeschlossen, ebenso wie „zusammengesetzte" Mittelwerte. Insgesamt wurden 1.062 %CBEs berechnet und tabelliert, und der Durchschnitt betrug 3,99% ± 6,56 (1σ). Der durchschnittliche %CBE (nach Zeitschriften) reicht von 1,55% bis 9,34%. Die Qualität des %CBE ist für nach 1970 veröffentlichte Artikel etwas besser. Nicht überraschend sind Proben mit geringer Ionenstärke anfällig für Ladungsgleichgewichtsfehler > 10%. Von den 1.062 berechneten Ladungsgleichgewichten waren 612 positiv und 450 negativ. Acht der 68 Artikel hatten Analysen, die gleichmäßig zwischen positiven und negativen CB-Fehlern balanciert waren. Es gibt 21 Artikel, in denen die Mehrheit der Analysen negative Ladungsgleichgewichtsfehler aufwies. Somit hatten eine klare Mehrheit (39) der Artikel Analysen, bei denen es mehr positive als negative Ladungsgleichgewichtsfehler gab. Systematische Fehler sind wahrscheinlich in Situationen, in denen die Analysen in einem Artikel überwiegend positiv oder überwiegend negativ sind. Der wahrscheinliche Grund für das Vorkommen des ersteren ist die Laborbestimmung der Alkalität aus dem nicht mit Säure versetzten Feldanteil. Das Versäumnis, Proben zu filtern, kann die letztere Situation verursachen – insbesondere in karbonatischen Terranen. Systematische Laborfehler, die Salznormale und Verdünnungen betreffen, können ebenfalls Ladungsgleichgewichtsfehler für eine Reihe von Analysen hervorrufen, die zu positiven oder negativen Fehlern verschoben sind. Die Sorgfalt, mit der der Analyst seine Arbeit verrichtete, kann ebenfalls Ladungsgleichgewichtsfehler beeinflussen.

@article{doi101111j174565841994tb00888x,
    author = "Fritz, S.",
    title = "A Survey of Charge‐Balance Errors on Published Analyses of Potable Ground and Surface Waters",
    year = "1994",
    journal = "Ground Water",
    abstract = "Zusammenfassung Obwohl das Ladungsgleichgewicht für eine einzelne chemische Analyse der Elektrolyte in einem Wasser kein zuverlässiges Maß für die Genauigkeit dieser Analyse ist, wird der prozentuale Ladungsgleichgewichtsfehler (\%CBE) als Mittel zur Bewertung der analytischen Technik glaubwürdiger, wenn er auf Gruppen von Analysen angewendet wird. Wie gut sind Ladungsgleichgewichte für chemische Analysen von trinkbarem Grund- und Flusswasser in führenden geologischen Zeitschriften? Eine Suche, beginnend mit dem ersten Band jeder Zeitschrift, ergab 68 Artikel in sechs Zeitschriften (Appl. Geochem., Chem. Geol, Geochim. Cos. Acta., Ground Water, J. Hydrol, und Water Resources Res.), die als „vollständige" Analysen der Hauptionen einzelner Proben galten. Analysen von Sole und hydrothermalen Lösungen wurden ausgeschlossen, ebenso wie „zusammengesetzte" Mittelwerte. Insgesamt wurden 1.062 \%CBEs berechnet und tabelliert, und der Durchschnitt betrug 3,99\% ± 6,56 (1σ). Der durchschnittliche \%CBE (nach Zeitschriften) reicht von 1,55\% bis 9,34\%. Die Qualität des \%CBE ist für nach 1970 veröffentlichte Artikel etwas besser. Nicht überraschend sind Proben mit geringer Ionenstärke anfällig für Ladungsgleichgewichtsfehler > 10\%. Von den 1.062 berechneten Ladungsgleichgewichten waren 612 positiv und 450 negativ. Acht der 68 Artikel hatten Analysen, die gleichmäßig zwischen positiven und negativen CB-Fehlern balanciert waren. Es gibt 21 Artikel, in denen die Mehrheit der Analysen negative Ladungsgleichgewichtsfehler aufwies. Somit hatten eine klare Mehrheit (39) der Artikel Analysen, bei denen es mehr positive als negative Ladungsgleichgewichtsfehler gab. Systematische Fehler sind wahrscheinlich in Situationen, in denen die Analysen in einem Artikel überwiegend positiv oder überwiegend negativ sind. Der wahrscheinliche Grund für das Vorkommen des ersteren ist die Laborbestimmung der Alkalität aus dem nicht mit Säure versetzten Feldanteil. Das Versäumnis, Proben zu filtern, kann die letztere Situation verursachen – insbesondere in karbonatischen Terranen. Systematische Laborfehler, die Salznormale und Verdünnungen betreffen, können ebenfalls Ladungsgleichgewichtsfehler für eine Reihe von Analysen hervorrufen, die zu positiven oder negativen Fehlern verschoben sind. Die Sorgfalt, mit der der Analyst seine Arbeit verrichtete, kann ebenfalls Ladungsgleichgewichtsfehler beeinflussen.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.1994.tb00888.x",
    doi = "10.1111/j.1745-6584.1994.tb00888.x",
    openalex = "W2017086444",
    references = "doi101029wr015i002p00247"
}

1. Die Landschaftseigenschaften von 62 Teilbecken im Saginaw Bay Catchment im zentralen Michigan wurden untersucht, um Beziehungen zur Flusswasserchemie zu identifizieren. Landnutzung, Landbedeckung und Höhenlage wurden für die gesamten Becken sowie für das Upland–Fluss-Ökotop (100 m Fluss-Pufferstreifen) quantifiziert. Die Daten der Becken und des Ökotops wurden dann empirisch mit der Flusswasserchemie unter Verwendung multivariater und Regressionsanalysen verglichen. Die Redundanzanalyse wurde verwendet, um die Varianz zwischen Landnutzung, Geologie und dem gemeinsamen Einfluss von Landnutzung und Geologie aufzuteilen. 2. Die großen Becken, die von der Ackerbauwirtschaft dominiert werden, wiesen die höchsten Werte für Alkalinität, Gesamte gelösten Feststoffe und Nitrat + Nitrit-Konzentrationen auf. 3. Starke saisonale Unterschiede wurden bei dem gesamten Stickstoff und Nitrit + Nitrat beobachtet, jedoch nicht bei dem gesamten Phosphor oder den suspendierten Feststoffen. Landnutzung und Landschaftsstruktur-Faktoren wie Hangneigung und Patch-Dichte (Anzahl der Landnutzungs-Patches pro km 2) erklärten den Großteil der beobachteten Varianz im Sommer. 4. Sowohl im Herbst als auch im Sommer erklärten Landschaftsfaktoren einen Großteil der beobachteten Variation in Gesamte gelösten Feststoffen und Alkalinität. Während des Herbstes übten geologische Faktoren und der gemeinsame Einfluss von Geologie/Landschaftsstruktur plus Landnutzung einen stärkeren Einfluss aus als die Landnutzung allein. 5. Gesamter Phosphor und gesamte suspendierte Feststoffe wurden im Sommer viel besser durch die Landnutzung innerhalb des Fluss-Ökotons erklärt als in anderen Jahreszeiten. Allerdings wurden gesamter Stickstoff, Nitrat, Orthophosphat und Alkalinität gleich gut durch die Landnutzung innerhalb des Ökotons und im gesamten Becken erklärt. Nur die Gesamte gelösten Feststoffe im Sommer und Ammonium im Herbst wurden besser durch das gesamte Becken als durch das Ökotop erklärt. 6. Unsere Ergebnisse zeigen, dass relativ grobe räumliche Datenbanken nützliche Deskriptoren der regionalen Wasserqualität liefern können.

@article{doi101046j136524271997d01539x,
    author = "Johnson, Lucinda B. und Richards, Carl und Host, George E. und Arthur, John",
    title = "Landschaftseinflüsse auf die Wasserchemie in Flusssystemen des Mittleren Westens",
    year = "1997",
    journal = "Freshwater Biology",
    abstract = "1. Die Landschaftseigenschaften von 62 Teilbecken im Saginaw Bay Catchment im zentralen Michigan wurden untersucht, um Beziehungen zur Flusswasserchemie zu identifizieren. Landnutzung, Landbedeckung und Höhenlage wurden für die gesamten Becken sowie für das Upland–Fluss-Ökotop (100 m Fluss-Pufferstreifen) quantifiziert. Die Daten der Becken und des Ökotops wurden dann empirisch mit der Flusswasserchemie unter Verwendung multivariater und Regressionsanalysen verglichen. Die Redundanzanalyse wurde verwendet, um die Varianz zwischen Landnutzung, Geologie und dem gemeinsamen Einfluss von Landnutzung und Geologie aufzuteilen. 2. Die großen Becken, die von der Ackerbauwirtschaft dominiert werden, wiesen die höchsten Werte für Alkalinität, Gesamte gelösten Feststoffe und Nitrat + Nitrit-Konzentrationen auf. 3. Starke saisonale Unterschiede wurden bei dem gesamten Stickstoff und Nitrit + Nitrat beobachtet, jedoch nicht bei dem gesamten Phosphor oder den suspendierten Feststoffen. Landnutzung und Landschaftsstruktur-Faktoren wie Hangneigung und Patch-Dichte (Anzahl der Landnutzungs-Patches pro km 2) erklärten den Großteil der beobachteten Varianz im Sommer. 4. Sowohl im Herbst als auch im Sommer erklärten Landschaftsfaktoren einen Großteil der beobachteten Variation in Gesamte gelösten Feststoffen und Alkalinität. Während des Herbstes übten geologische Faktoren und der gemeinsame Einfluss von Geologie/Landschaftsstruktur plus Landnutzung einen stärkeren Einfluss aus als die Landnutzung allein. 5. Gesamter Phosphor und gesamte suspendierte Feststoffe wurden im Sommer viel besser durch die Landnutzung innerhalb des Fluss-Ökotons erklärt als in anderen Jahreszeiten. Allerdings wurden gesamter Stickstoff, Nitrat, Orthophosphat und Alkalinität gleich gut durch die Landnutzung innerhalb des Ökotons und im gesamten Becken erklärt. Nur die Gesamte gelösten Feststoffe im Sommer und Ammonium im Herbst wurden besser durch das gesamte Becken als durch das Ökotop erklärt. 6. Unsere Ergebnisse zeigen, dass relativ grobe räumliche Datenbanken nützliche Deskriptoren der regionalen Wasserqualität liefern können.",
    url = "https://doi.org/10.1046/j.1365-2427.1997.d01-539.x",
    doi = "10.1046/j.1365-2427.1997.d01-539.x",
    openalex = "W2169749005"
}

Zusammenfassung Im mantelbedeckten Karstgebiet im Norden Floridas wird die Wasserqualität des Upper Floridan Aquifer durch den Grad der Verbindung zwischen dem Aquifer und der Oberfläche beeinflusst. Chemische und isotopische Analysen [18 O/ 16 O (δ 18 O), 2 H/ 1 H (δD), 13 C/ 12 C (δ 13 C), Tritium (3 H) und Strontium‐87/Strontium‐86 (87 Sr/ 86 Sr)] zusammen mit geochemischen Massenbilanz-Modellierungen wurden verwendet, um die dominierenden hydrochemischen Prozesse zu identifizieren, die die Zusammensetzung des Grundwassers steuern, während es in zwei Systemen abwärtsgradient verläuft. In einem System tritt Oberflächenwasser durch einen Sinkhole, der sich in der physiographischen Einheit Northern Highlands befindet, in den Upper Floridan Aquifer ein. Im anderen System tritt Oberflächenwasser durch einen Sinkhole-See (Lake Bradford) in der Woodville Karst Plain in den Aquifer ein. Unterschiede in der Zusammensetzung von Wasserisotopen (δ 18 O und <δD) in Niederschlag, Grundwasser und Oberflächenwasser wurden verwendet, um Mischungsmodelle für Oberflächenwasser (Wasseraustritt in den Upper Floridan Aquifer aus einem Sinkhole-See und einem Sinkhole) und Grundwasser zu entwickeln. Unter Verwendung von Massenbilanzberechnungen, basierend auf Unterschieden in δ 18 O und δD, betrug der Anteil von Seewasser, das mit meteorischem Wasser gemischt wurde, in Wasser aus Brunnen in unmittelbarer Nähe zu Lake Bradford zwischen 7 und 86 %. In tieferen Teilen des Upper Floridan Aquifer deuteten wasser angereicherte 18 O und D von fünf von 12 getesteten kommunalen Brunnen darauf hin, dass Aufladung aus einem Sinkhole (1 bis 24 %) und Oberflächenwasser mit einem verdampften isotopischen Signatur (2 bis 32 %) mit Grundwasser gemischt wurde. Die Solutisotopen δ 13 C und 87 Sr/ 86 Sr wurden verwendet, um die Empfindlichkeit von binären und ternären Mischungsmodellen zu testen und die Menge an Massentransfer von Kohlenstoff und anderen gelösten Spezies in geochemischen Reaktionen zu schätzen. In Grundwasser abwärtsgradient von Lake Bradford waren die dominierenden Prozesse, die den Kohlenstoffkreislauf im Grundwasser steuern, die Auflösung von Karbonatmineralien, aerobe Degradation von organischer Substanz und Hydrolyse von Silikatmineralien. In den tieferen Teilen des Upper Floridan Aquifer umfassten die wichtigsten Prozesse, die die Konzentrationen der wichtigsten gelösten Spezies steuern, die Auflösung von Calcit und Dolomit sowie die Degradation von organischer Substanz unter oxischen Bedingungen. Der Upper Floridan Aquifer ist stark anfällig für Kontamination durch Aktivitäten an der Landoberfläche im Tallahassee-Gebiet. Das Vorhandensein von post-1950er-Jahren-Konzentrationen von 3 H in Grundwasser aus Tiefen größer als 100 m unter der Landoberfläche deutet darauf hin, dass Wasser in weiten Teilen des Upper Floridan Aquifer in den letzten 40 Jahren aufgeladen wurde. Obwohl wahrscheinlich eine Mischung zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser in vielen Teilen des Untersuchungsgebiets stattfindet, produziert der Upper Floridan Aquifer Wasser guter Qualität, das aufgrund von Verdünnungseffekten kaum oder gar keinen Einfluss von Spurenelementen oder Nährstoffen zeigt, die in Oberflächenwässern vorhanden sind.

@article{doi101111j174565841997tb00174x,
    author = "Katz, Brian G. und Coplen, Tyler B. und Bullen, Thomas D. und Davis, J. Hal",
    title = "Verwendung chemischer und isotopischer Tracer zur Charakterisierung der Wechselwirkungen zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser in Mantelkarst",
    year = "1997",
    journal = "Ground Water",
    abstract = "Abstract Im mantelbedeckten Karstgebiet im Norden Floridas wird die Wasserqualität des Upper Floridan-Aquifers durch den Grad der Vernetzung zwischen dem Aquifer und der Oberfläche beeinflusst. Chemische und isotopische Analysen [18 O/ 16 O (δ 18 O), 2 H/ 1 H (δD), 13 C/ 12 C (δ 13 C), Tritium (3 H) und Strontium-87/Strontium-86 (87 Sr/ 86 Sr)] zusammen mit geochemischen Massenbilanz-Modellierungen wurden verwendet, um die dominierenden hydrochemischen Prozesse zu identifizieren, die die Zusammensetzung des Grundwassers steuern, während es in zwei Systemen abwärtsgradient verläuft. In einem System tritt Oberflächenwasser in das Upper Floridan-Aquifer durch einen Sinkhole ein, der sich in der physiographischen Einheit Northern Highlands befindet. Im anderen System tritt Oberflächenwasser durch einen Sinkhole-See (Lake Bradford) in der Woodville Karst Plain in das Aquifer ein. Unterschiede in der Zusammensetzung von Wasserisotopen (δ 18 O und δD) in Niederschlag, Grundwasser und Oberflächenwasser wurden verwendet, um Mischungsmodelle für Oberflächenwasser (Leckage von Wasser in das Upper Floridan-Aquifer aus einem Sinkhole-See und einem Sinkhole) und Grundwasser zu entwickeln. Unter Verwendung von Massenbilanz-Berechnungen, basierend auf Unterschieden in δ 18 O und δD, betrug der Anteil des Seewassers, das sich mit meteorischem Wasser vermischt hat, in Wasser aus Brunnen in unmittelbarer Nähe zu Lake Bradford zwischen 7 und 86 %. In tieferen Teilen des Upper Floridan-Aquifers deuteten wasser angereicherte 18 O und D aus fünf von 12 getesteten kommunalen Brunnen darauf hin, dass Aufladung aus einem Sinkhole (1 bis 24 %) und Oberflächenwasser mit einem verdampften isotopischen Signatur (2 bis 32 %) sich mit Grundwasser vermischt. Die Solute-Isotope δ 13 C und 87 Sr/ 86 Sr wurden verwendet, um die Empfindlichkeit von binären und ternären Mischungsmodellen zu testen und die Menge an Massentransfer von Kohlenstoff und anderen gelösten Spezies in geochemischen Reaktionen zu schätzen. In Grundwasser abwärtsgradient von Lake Bradford waren die dominierenden Prozesse, die den Kohlenstoffkreislauf im Grundwasser steuern, die Auflösung von Karbonatmineralien, aerobe Degradation von organischer Substanz und Hydrolyse von Silikatmineralien. In den tieferen Teilen des Upper Floridan-Aquifers umfassten die wichtigsten Prozesse, die die Konzentrationen der wichtigsten gelösten Spezies steuern, die Auflösung von Calcit und Dolomit sowie die Degradation von organischer Substanz unter oxischen Bedingungen. Das Upper Floridan-Aquifer ist stark anfällig für Kontamination durch Aktivitäten an der Landoberfläche im Tallahassee-Gebiet. Das Vorhandensein von post-1950er-Jahren-Konzentrationen von 3 H in Grundwasser aus Tiefen größer als 100 m unter der Landoberfläche deutet darauf hin, dass Wasser in weiten Teilen des Upper Floridan-Aquifers in den letzten 40 Jahren aufgeladen wurde. Obwohl wahrscheinlich eine Mischung zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser in vielen Teilen des Untersuchungsgebiets stattfindet, produziert das Upper Floridan-Aquifer Wasser guter Qualität, das aufgrund von Verdünnungseffekten kaum oder gar keinen Einfluss von Spurenelementen oder Nährstoffen zeigt, die in Oberflächenwässern vorhanden sind.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.1997.tb00174.x",
    doi = "10.1111/j.1745-6584.1997.tb00174.x",
    openalex = "W2048699439",
    references = "doi101021bk19790093ch038"
}

Viele aktive Stromkanäle innerhalb von Karstgrundwasserleitern transportieren und lagern nicht-karbonatische, clastische Sedimente ab. Allerdings ist wenig darüber bekannt, wie diese Sedimente die Entwicklung und die Vergrößerungsraten der Kanäle beeinflussen. Zum Beispiel kann Auflösung am Sediment/Gesteinsinterface unter einem fließenden Strom stattfinden? Wenn nicht, könnte die Höhlenvergrößerung von Hochwasserbedingungen dominiert werden, wenn das nackte Gestein der Wände und Decke mit den auflösenden Fluiden in Kontakt ist. Ein Ansatz unter Verwendung von Kalkstein-Tabletten-Gewichtsverlust-Experimenten, zusammen mit Wasserprobenahme und geochemischer Modellierung, wurde unternommen, um die Natur des Fluidtransports und der Chemie mit dem Sediment unter einem aktiven fließenden Höhlenstrom innerhalb des Mammoth-Cave-Systems in Kentucky zu verstehen. Der Fluidfluss und die Karbonatchemie wurden zwischen dem aktiven Strom und innerhalb des Sediments in 15, 30, 60 und 90 cm unter dem Strombett verglichen. Es wurde festgestellt, dass der Kohlendioxid-Druck innerhalb der interstitiellen Fluide eine Zehnerpotenz über dem des Stromwassers erhöht war, mit Werten bis zu 31-mal dem atmosphärischen Hintergrund, vermutlich durch mikrobielle Zersetzung von organischem Material. Die Fluide waren alle bezüglich Calcit untergesättigt (SI= -0,4 bis -0,9), und Kalksteinblöcke, die auf diesen Ebenen begraben wurden, lösten sich alle (Raten von 0,8 bis 21,9 g m -2 yr -1). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass an einigen Standorten das Kalkstein-Gestein unter clastischen Sedimentablagerungen auflösen kann; was wiederum Implikationen für das Verständnis von Raten und Geometrien der Kanalentwicklung innerhalb von Karstgrundwasserleitern hat.

@article{s21458ea3101b8f573b43cd9650370d05feaea144e,
    author = "Vaughan, K.",
    title = "A Quantitative Analysis of Interstitial Fluid-Chemistry and Limestone Dissolution Rates Within the Clastic Sediment of a Karst Aquifer Conduit, Mammoth Cave, Kentucky",
    year = "1998",
    journal = "TopSCHOLAR (Western Kentucky University)",
    abstract = "Many active stream conduits within karst aquifers transport and deposit non-carbonate, clastic sediment. However, little is known about how these sediments impact conduit development and enlargement rates. For example, can dissolution take place at the sediment/bedrock interface beneath a flowing stream? If not, cavern enlargement might be dominated by flood conditions when the bare rock of the walls and ceiling are in contact with the dissolving fluids. An approach using limestone tablet weight loss experiments, along with water sampling and geochemical modeling, has been undertaken to understand the nature of fluid movement and chemistry with the sediment beneath an active flowing cave stream within the Kentucky's Mammoth Cave System. Fluid flow and carbonate chemistry were compared between the active stream and within the sediment at 15, 30, 60, and 90 cm below the stream bed. It was found that carbon dioxide pressure within the interstitial fluids was elevated an order of magnitude above that of the stream waters, having levels as much as 31 times that of atmospheric background, presumably from microbial decomposition of organic material. The fluids were all under-saturated with respect to calcite (SI= -0.4 to -0.9), and limestone blocks buried at these levels all dissolved (rates from 0.8 to 21.9 g m -2 yr -1). These results suggest that at some locations the limestone bedrock may be dissolving beneath clastic sediment deposits; which in turn has implications for understanding rates and geometries of conduit evolution within karst aquifers.",
    url = "https://www.semanticscholar.org/paper/1458ea3101b8f573b43cd9650370d05feaea144e",
    is_oa = "true",
    openalex = "W206068069",
    semanticscholar_citation_count = "6",
    semanticscholar_id = "1458ea3101b8f573b43cd9650370d05feaea144e"
}

@misc{crossref2002hydrogeologic,
    title = "Hydrogeologisches Gerüst und Geochemie von Grundwasser und Erdöl im karbonatischen Grundwasserleiter des Silur-Devon, südzentrales Louisville, Kentucky",
    year = "2002",
    url = "https://doi.org/10.3133/wri024123",
    doi = "10.3133/wri024123",
    openalex = "W1552168360",
    references = "doi1010160025326x8390320x, doi101016014663809290041u, doi10102998eo00453, doi101029wr003i001p00263, doi101126science13334651702, doi101306m35439c7, doi101306m51530c25, doi101306m51530c27"
}

Diese Arbeit soll Einblicke in die steuernden Mechanismen der Karstentstehung auf Basis eines fortschrittlichen Modellierungsansatzes bieten, der die charakteristische Hydraulik in Karstsystemen, die Auflösungskinetik und die damit verbundene zeitliche Abnahme des Strömungswiderstands abdeckt. Die Karstwasserhydraulik wird stark durch die Wechselwirkung zwischen einem hochleitfähigen, geringen Speicherkapazität aufweisenden Leitungsnetzwerk und einem niedrigleitfähigen, hohen Speicherkapazität aufweisenden Gesteinsmatrix unter variablen Randbedingungen bestimmt. Nur wenn diese Kopplung der Strömungsmechanismen berücksichtigt wird, kann eine angemessene Darstellung anderer relevanter Prozesse erreicht werden, z. B. Karbonatauflösung, Transport gelöster Feststoffe und begrenzte Grundwasserneubildung. Hier wird eine Parameterstudie vorgestellt, die mit dem numerischen Modell Carbonate Aquifer Void Evolution (CAVE) durchgeführt wurde, welche die Simulation der Entstehung von Karstgrundwasserleitern während geologischer Zeiträume ermöglicht. CAVE integriert mehrere wichtige Merkmale, die für verschiedene Szenarien der Karstentwicklung relevant sind: (1) das komplexe hydraulische Zusammenspiel zwischen Strömung in den Karstleitungen und in den kleinen Spalten der Gesteinsmatrix, (2) laminare sowie turbulente Strömungsbedingungen, (3) zeitabhängige und ungleichmäßige Neubildung in beide Strömungssysteme, (4) die Vergrößerung der Leitungen unter Berücksichtigung angemessener physikochemischer Beziehungen, die die Kalkitauflösungskinetik steuern. Dies wird erreicht, indem ein initiales Netzwerk von Karstleitungen („Protoleitungen") vordefiniert wird, die gemäß der Menge an aggressivem Wasser, das aufgrund hydraulischer Randbedingungen verfügbar ist, wachsen dürfen. Die Zunahme der Leitungsleitfähigkeit ist mit einer Zunahme der Leitungsdurchmesser verbunden, während die Leitfähigkeit des gespaltenen Systems als zeitlich konstant angenommen wird. Die Bedeutung verschiedener Parameter, die die Karstentstehung steuern, wird in einer Parameterstudie demonstriert, die die Neubildungsverteilung, die stromaufwärts gerichteten Randbedingungen für das Leitungssystem und die hydraulische Kopplung zwischen dem Leitungsnetzwerk und der Gesteinsmatrix abdeckt. Insbesondere wird gezeigt, dass Leitungsdurchmesser in stromabwärts oder stromaufwärts gerichteter Richtung zunehmen, abhängig von der räumlichen Verteilung (lokal versus gleichmäßig) des Neubildungskomponenten, der direkt in das Leitungssystem eintritt.

@article{doi1010292001wr001206,
    author = "Liedl, Rudolf und Sauter, Martin und Hückinghaus, Dirk und Clemens, Torsten und Teutsch, Georg",
    title = "Simulation der Entwicklung von Karstgrundwasserleitern unter Verwendung eines gekoppelten Kontinuum-Rohrströmungsmodells",
    year = "2003",
    journal = "Water Resources Research",
    abstract = "Diese Arbeit soll Einblicke in die steuernden Mechanismen der Karstentstehung auf Basis eines fortschrittlichen Modellierungsansatzes bieten, der die charakteristische Hydraulik in Karstsystemen, die Auflösungskinetik und die damit verbundene zeitliche Abnahme des Strömungswiderstands abdeckt. Die Karstwasserhydraulik wird stark durch die Wechselwirkung zwischen einem hochleitfähigen, geringen Speicherkapazität aufweisenden Leitungsnetzwerk und einem niedrigleitfähigen, hohen Speicherkapazität aufweisenden Gesteinsmatrix unter variablen Randbedingungen bestimmt. Nur wenn diese Kopplung der Strömungsmechanismen berücksichtigt wird, kann eine angemessene Darstellung anderer relevanter Prozesse erreicht werden, z. B. Karbonatauflösung, Transport gelöster Feststoffe und begrenzte Grundwasserneubildung. Hier wird eine Parameterstudie vorgestellt, die mit dem numerischen Modell Carbonate Aquifer Void Evolution (CAVE) durchgeführt wurde, welche die Simulation der Entstehung von Karstgrundwasserleitern während geologischer Zeiträume ermöglicht. CAVE integriert mehrere wichtige Merkmale, die für verschiedene Szenarien der Karstentwicklung relevant sind: (1) das komplexe hydraulische Zusammenspiel zwischen Strömung in den Karstleitungen und in den kleinen Spalten der Gesteinsmatrix, (2) laminare sowie turbulente Strömungsbedingungen, (3) zeitabhängige und ungleichmäßige Neubildung in beide Strömungssysteme, (4) die Vergrößerung der Leitungen unter Berücksichtigung angemessener physikochemischer Beziehungen, die die Kalkitauflösungskinetik steuern. Dies wird erreicht, indem ein initiales Netzwerk von Karstleitungen („Protoleitungen") vordefiniert wird, die gemäß der Menge an aggressivem Wasser, das aufgrund hydraulischer Randbedingungen verfügbar ist, wachsen dürfen. Die Zunahme der Leitungsleitfähigkeit ist mit einer Zunahme der Leitungsdurchmesser verbunden, während die Leitfähigkeit des gespaltenen Systems als zeitlich konstant angenommen wird. Die Bedeutung verschiedener Parameter, die die Karstentstehung steuern, wird in einer Parameterstudie demonstriert, die die Neubildungsverteilung, die stromaufwärts gerichteten Randbedingungen für das Leitungssystem und die hydraulische Kopplung zwischen dem Leitungsnetzwerk und der Gesteinsmatrix abdeckt. Insbesondere wird gezeigt, dass Leitungsdurchmesser in stromabwärts oder stromaufwärts gerichteter Richtung zunehmen, abhängig von der räumlichen Verteilung (lokal versus gleichmäßig) des Neubildungskomponenten, der direkt in das Leitungssystem eintritt.",
    url = "https://doi.org/10.1029/2001wr001206",
    doi = "10.1029/2001wr001206",
    openalex = "W1631009898",
    references = "doi1010160016703776901769"
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Die Löslichkeit von Calcit und Dolomit in offenen Verwitterungsumgebungen ist proportional zu pCO₂ und umgekehrt proportional zur Temperatur, und die Dolomitlöslichkeit ist unter 25°C zunehmend höher als die von Calcit. Das kontinentale Verwitterungsbudget offenbart die Bedeutung der Nordhalbkugel (NH) für global integrierte flussgebundene Flüsse von Ca²⁺, Mg²⁺ und HCO₃⁻. Die NH trägt 70% des globalen HCO₃⁻-Flusses bei, während nur 54% der flussgebundenen Abflussmenge stammen. Wir präsentieren Ergebnisse einer vergleichenden hydrogeochemischen Studie zu Karbonatmineralgleichgewichten und Verwitterungsflüssen in zwei NH-karbonatreichen Flussbecken. Die Oberflächenwasser-Geochemie und der Abfluss wurden für Quellbäche in Michigan und Slowenien innerhalb der St. Lawrence- und Donau-Flussbecken bestimmt. Michigan-Wassereinzugsgebiete sind auf karbonathaltigen glazialen Driftablagerungen errichtet, die aus der Erosion paläozoischer Schichten mit dicken Bodenhorizonten (100–300 cm) stammen. Slowenische Wassereinzugsgebiete entwässern mesozoische Gesteinskarbonate in alpinen und dinarischen Karstumgebungen mit dünnen Bodenhorizonten (0–70 cm). Die Intensität der Karbonatverwitterung ist ein Parameter, der den Flussabfluss und die HCO₃⁻-Konzentration auf das Einzugsgebiet (meq HCO₃⁻ km⁻² s⁻¹) normalisiert, die Beiträge von Calcit und Dolomit summiert und verwendet wird, um die Auswirkungen von Klima, Landnutzung und Bodendicke auf die Verarbeitungsraten von organisch-anorganischem Kohlenstoff zu bewerten. Wichtig ist, dass der Michigan-Flussabfluss ein Zehntel des slowenischen Flussabflusses beträgt, was die Möglichkeit bietet, die Kinetik der Karbonatmineralgleichgewichtung zu bewerten. Die Studienflüsse sind HCO₃⁻-Ca²⁺-Mg²⁺-Wässer, die bei pCO₂-Werten, die die Atmosphäre übersteigen, für Calcit übersättigt sind. Da der Abfluss variiert, unterscheiden sich die HCO₃⁻-Konzentrationen an jedem Ort um weniger als 20%, und Mg²⁺/Ca²⁺ bleibt für Michigan (0,5) und Slowenien-Flüsse (0,4) relativ konstant, was erfordert, dass die Dolomitaufspaltung die Calcitaufspaltung auf einer Molekülbasis übersteigt. Die Fähigkeit von Calcit- und Dolomitaufspaltung, mit dem erhöhten Abfluss Schritt zu halten, zeigt, dass die Karbonatverwitterung in diesen Wassereinzugsgebieten nur durch Wasserfluss und temperaturabhängige Löslichkeit begrenzt ist. Die Karbonatverwitterungsintensität in Michigan und Slowenien übersteigt den Weltdurchschnitt um Faktoren zwischen 2 und 20, und die Dolomitverwitterungsintensität, geschätzt aus flussgebundenen Mg²⁺-Flüssen, übersteigt den Weltdurchschnitt um Faktoren zwischen 2 und 15. Daher scheinen globale Flüsse von karbonatbezogenen Verwitterungsprodukten stark zugunsten von karbonathaltigen Umgebungen in höheren Breiten mit relativ niedrigen mittleren Jahrestemperaturen und hohem Abfluss verzerrt.

@article{doi1010292006gc001337,
    author = "Szramek, Kathryn and McIntosh, Jennifer C. and Williams, E. L. and Kanduč, Tjaša and Ogrinc, Nives and Walter, Lynn M.",
    title = "Relative weathering intensity of calcite versus dolomite in carbonate‐bearing temperate zone watersheds: Carbonate geochemistry and fluxes from catchments within the St. Lawrence and Danube river basins",
    year = "2007",
    journal = "Geochemistry Geophysics Geosystems",
    abstract = "Calcite and dolomite solubilities in open weathering environments are proportional to p CO 2 and inversely proportional to temperature, and dolomite solubility is progressively greater than calcite below 25°C. The continent‐scale weathering budget reveals the significance of the Northern Hemisphere (NH) to globally integrated riverine fluxes of Ca 2+, Mg 2+, and HCO 3 −. The NH contributes 70\% of the global HCO 3 − flux while only 54\% of the riverine discharge. We present results of a comparative hydrogeochemical study of carbonate mineral equilibria and weathering fluxes in two NH carbonate‐rich river basins. Surface water geochemistry and discharge were determined for headwater streams in Michigan and Slovenia within the St. Lawrence and Danube river basins. Michigan watersheds are established atop carbonate‐bearing glacial drift deposits derived from erosion of Paleozoic strata with thick soil horizons (100–300 cm). Slovenia watersheds drain Mesozoic bedrock carbonates in alpine and dinaric karst environments with thin soil horizons (0–70 cm). Carbonate weathering intensity is a parameter that normalizes river runoff and HCO 3 − concentration to catchment area (meq HCO 3 − km −2 s −1), summing calcite and dolomite contributions, and is used to gauge the effects of climate, land use, and soil thickness on organic‐inorganic carbon processing rates. Importantly, Michigan riverine discharge is one‐tenth of Slovenian rivers, providing the opportunity to evaluate the kinetics of carbonate mineral equilibration. The study rivers are HCO 3 − − Ca 2+ − Mg 2+ waters, supersaturated for calcite at p CO 2 values in excess of the atmosphere. As discharge varies, HCO 3 − concentrations differ by less than 20\% for any location, and Mg 2+ /Ca 2+ remains relatively fixed for Michigan (0.5) and Slovenia streams (0.4), requiring that dolomite dissolution exceed calcite on a mole basis. The ability of calcite and dolomite dissolution to keep pace with increased discharge indicates carbonate weathering is limited only by water flux and temperature‐dependent solubility in these watersheds. Carbonate weathering intensity in Michigan and Slovenia exceeds the world average by factors between 2 and 20, and dolomite weathering intensity, estimated from riverine Mg 2+ fluxes, exceeds the world average by factors between 2 and 15. Thus global fluxes of carbonate‐related weathering products appear heavily skewed toward carbonate‐bearing environments at higher latitudes with relatively low mean annual temperatures and high discharge.",
    url = "https://doi.org/10.1029/2006gc001337",
    doi = "10.1029/2006gc001337",
    openalex = "W2126201443",
    references = "doi1010160022169484900453"
}

@article{doi101007s1004001006113,
    author = "Goldscheider, Nico und Mádl‐Szőnyi, Judit und Erőss, Anita und Schill, Eva",
    title = "Review: Thermische Wasserressourcen in Karstgrundwasserleitern",
    year = "2010",
    journal = "Hydrogeology Journal",
    url = "https://doi.org/10.1007/s10040-010-0611-3",
    doi = "10.1007/s10040-010-0611-3",
    openalex = "W1656856957",
    references = "doi101007s100400050176, doi1010160016703776901769"
}

Die vorliegende Arbeit liefert hydrochemische und stabile Isotopendaten sowie deren Interpretationen für 54 Quellen und 20 Brunnen, die von 2002 bis 2006 in der Region Südlatium in Zentralitalien überwacht wurden, um Fließwege, Auffanggebiete und hydrochemische Prozesse zu identifizieren, die die Evolution des Grundwassers in dieser Region steuern. Das hydrogeologische konzeptuelle Modell der Karbonat-Aquifere des südlichen Latiums basierte auf umweltisotopischen und hydrochemischen Untersuchungstechniken, um diese Aquifersysteme zu charakterisieren und zu modellieren, um eine angemessene Bewirtschaftung und den Schutz dieser wichtigen Ressourcen zu erreichen. Die meisten Quellproben, die aus den Lepini-, Ausoni- und Aurunci-Bergen stammen, werden als Ca-Mg-HCO3-Wasser-Typ charakterisiert, einige Proben zeigen jedoch eine Zusammensetzung von Na-Cl- und gemischten Ca-Na-HCO3-Cl-Wässern. Grundwasserproben aus der Pontina-Ebene sind hauptsächlich durch Na-Cl- und Ca-Cl-Typ-Wässer gekennzeichnet. Die geochemische Modellierung und die Berechnung des Sättigungsindex der Quellen Lepini, Ausoni und Aurunci sowie der Brunnen in der Pontina-Ebene zeigen eine Wechselwirkung mit karbonatischen Gesteinen. Die meisten Quell- und Brunnenwasserproben waren bezüglich Calcit und Dolomit gesättigt, alle getesteten Wasser waren jedoch bezüglich Gips und Halit ungesättigt. Die Beziehung zwischen δ18O und δ2H für Quell- und Brunnenwasserproben zeigt Verschiebungen sowohl der Steigung als auch des Deuterium-Überschusses im Vergleich zu den Weltmeteorwasserlinien (WMWL) und den meteorischen Wasserlinien Zentralitaliens (CIMWL). Die Abweichung der Datenpunkte von den meteorischen Linien kann auf Verdunstung sowohl während des Niederschlags als auch durch Oberflächenabfluss vor der Infiltration zurückgeführt werden. Die meisten Quellen und Brunnen haben einen Deuterium-Überschuss über 10 ‰, was darauf hindeutet, dass die Niederschläge im Grundwasser aus dem Mittelmeerraum stammen. Auf der Grundlage lokaler isotopischer Gradienten, in Kombination mit topographischen und geologischen Kriterien, wurden vier Auffanggebiete in den Aurunci-Bergen identifiziert. In der Pontina-Ebene deuten die Höhen der Auffanggebiete darauf hin, dass die Lepini-Karbonat-Aquifere diese versorgen.

@article{doi104236jwarp201249080,
    author = "Sappa, Giuseppe und Barbieri, Maurizio und Ergul, Sibel und Ferranti, Flavia",
    title = "Hydrogeologisches Konzeptuelles Modell des Grundwassers aus Karbonat-Aquiferen unter Verwendung von Umweltisotopen (18O, 2H) und chemischen Tracern: Eine Fallstudie in der Region Südlatium, Zentralitalien",
    year = "2012",
    journal = "Journal of Water Resource and Protection",
    abstract = "Die vorliegende Arbeit liefert hydrochemische und stabile Isotopendaten sowie deren Interpretationen für 54 Quellen und 20 Brunnen, die von 2002 bis 2006 in der Region Südlatium in Zentralitalien überwacht wurden, um Fließwege, Auffanggebiete und hydrochemische Prozesse zu identifizieren, die die Evolution des Grundwassers in dieser Region steuern. Das hydrogeologische konzeptuelle Modell der Karbonat-Aquifere des südlichen Latiums basierte auf umweltisotopischen und hydrochemischen Untersuchungstechniken, um diese Aquifersysteme zu charakterisieren und zu modellieren, um eine angemessene Bewirtschaftung und den Schutz dieser wichtigen Ressourcen zu erreichen. Die meisten Quellproben, die aus den Lepini-, Ausoni- und Aurunci-Bergen stammen, werden als Ca-Mg-HCO3-Wasser-Typ charakterisiert, einige Proben zeigen jedoch eine Zusammensetzung von Na-Cl- und gemischten Ca-Na-HCO3-Cl-Wässern. Grundwasserproben aus der Pontina-Ebene sind hauptsächlich durch Na-Cl- und Ca-Cl-Typ-Wässer gekennzeichnet. Die geochemische Modellierung und die Berechnung des Sättigungsindex der Quellen Lepini, Ausoni und Aurunci sowie der Brunnen in der Pontina-Ebene zeigen eine Wechselwirkung mit karbonatischen Gesteinen. Die meisten Quell- und Brunnenwasserproben waren bezüglich Calcit und Dolomit gesättigt, alle getesteten Wasser waren jedoch bezüglich Gips und Halit ungesättigt. Die Beziehung zwischen δ18O und δ2H für Quell- und Brunnenwasserproben zeigt Verschiebungen sowohl der Steigung als auch des Deuterium-Überschusses im Vergleich zu den Weltmeteorwasserlinien (WMWL) und den meteorischen Wasserlinien Zentralitaliens (CIMWL). Die Abweichung der Datenpunkte von den meteorischen Linien kann auf Verdunstung sowohl während des Niederschlags als auch durch Oberflächenabfluss vor der Infiltration zurückgeführt werden. Die meisten Quellen und Brunnen haben einen Deuterium-Überschuss über 10 ‰, was darauf hindeutet, dass die Niederschläge im Grundwasser aus dem Mittelmeerraum stammen. Auf der Grundlage lokaler isotopischer Gradienten, in Kombination mit topographischen und geologischen Kriterien, wurden vier Auffanggebiete in den Aurunci-Bergen identifiziert. In der Pontina-Ebene deuten die Höhen der Auffanggebiete darauf hin, dass die Lepini-Karbonat-Aquifere diese versorgen.",
    url = "https://doi.org/10.4236/jwarp.2012.49080",
    doi = "10.4236/jwarp.2012.49080",
    openalex = "W1999919992",
    references = "doi1010160022169484900453"
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@article{chuman2013does,
    author = "Chuman, Tomáš und Hruška, Jakub und Oulehle, Filip und Gürtlerová, Pavla und Majer, Vladimír",
    title = "Does stream water chemistry reflect watershedcharacteristics?",
    year = "2013",
    journal = "Environmental Monitoring and Assessment",
    url = "https://doi.org/10.1007/s10661-012-2976-3",
    doi = "10.1007/s10661-012-2976-3",
    number = "7",
    openalex = "W2003702101",
    pages = "5683-5701",
    volume = "185",
    references = "doi101016001670379290334f, doi101016b9780080959757005076, doi101017cbo9780511525575, doi101017cbo9780511615146, doi10102995gb02925, doi101038nature06316, doi101046j136524271997d01539x, doi101146annurevecolsys35120202110122, openalexw1587627133, openalexw1591787667"
}

Karst-Wasserleiter tragen in vielen Regionen der Welt erheblich zur Süßwasserversorgung bei, sind jedoch aufgrund ihrer einzigartigen hydrogeologischen Eigenschaften anfällig für Verschmutzung und schwer zu verwalten. Viele Karstsysteme sind über weite Gebiete hydraulisch verbunden und erfordern grenzüberschreitende Erkundung, Schutz und Verwaltung. Um einen besseren globalen Überblick über Karst-Wasserleiter zu erhalten, eine Grundlage für eine nachhaltige internationale Wasserressourcenverwaltung zu schaffen und das Bewusstsein in der Öffentlichkeit und bei Entscheidungsträgern zu erhöhen, wurde das World Karst Aquifer Mapping (WOKAM)-Projekt gegründet. Das Ziel ist es, eine Weltkarte und eine Datenbank von Karst-Wasserleitern zu erstellen, als Weiterentwicklung früherer Karten. Dieser Artikel stellt die grundlegenden Konzepte und das detaillierte Kartierungsverfahren vor, wobei Frankreich als Beispiel dient, um den schrittweisen Arbeitsablauf zu veranschaulichen, der die Verallgemeinerung, die Unterscheidung zwischen zusammenhängenden und unterbrochenen karbonatischen und evaporitischen Gesteinsgebieten sowie die Identifizierung nicht freiliegender Karst-Wasserleiter umfasst. Die Karte zeigt zudem ausgewählte Höhlen und Karstquellen, die in einer zugehörigen globalen Datenbank gesammelt werden. Der Entwurf der Karst-Wasserleiterkarte Europas zeigt, dass 21,6 % der europäischen Landfläche durch das Vorhandensein von (zusammenhängenden oder unterbrochenen) karbonatischen Gesteinen gekennzeichnet sind; etwa 13,8 % der Landfläche sind karbonatische Gesteinsausbrüche.

@article{doi101007s1004001615193,
    author = "Chen, Zhao und Auler, Augusto S. und Bakalowicz, Michel und Drew, David und Griger, Franziska und Hartmann, Jens und Jiang, Guanghui und Moosdorf, Nils und Richts, Andrea und Stevanović, Zoran und Veni, George und Goldscheider, Nico",
    title = "The World Karst Aquifer Mapping project: concept, mapping procedure and map of Europe",
    year = "2017",
    journal = "Hydrogeology Journal",
    abstract = "Karst-Wasserleiter tragen in vielen Regionen der Welt erheblich zur Süßwasserversorgung bei, sind jedoch aufgrund ihrer einzigartigen hydrogeologischen Eigenschaften anfällig für Verschmutzung und schwer zu verwalten. Viele Karstsysteme sind über weite Gebiete hydraulisch verbunden und erfordern grenzüberschreitende Erkundung, Schutz und Verwaltung. Um einen besseren globalen Überblick über Karst-Wasserleiter zu erhalten, eine Grundlage für eine nachhaltige internationale Wasserressourcenverwaltung zu schaffen und das Bewusstsein in der Öffentlichkeit und bei Entscheidungsträgern zu erhöhen, wurde das World Karst Aquifer Mapping (WOKAM)-Projekt gegründet. Das Ziel ist es, eine Weltkarte und eine Datenbank von Karst-Wasserleitern zu erstellen, als Weiterentwicklung früherer Karten. Dieser Artikel stellt die grundlegenden Konzepte und das detaillierte Kartierungsverfahren vor, wobei Frankreich als Beispiel dient, um den schrittweisen Arbeitsablauf zu veranschaulichen, der die Verallgemeinerung, die Unterscheidung zwischen zusammenhängenden und unterbrochenen karbonatischen und evaporitischen Gesteinsgebieten sowie die Identifizierung nicht freiliegender Karst-Wasserleiter umfasst. Die Karte zeigt zudem ausgewählte Höhlen und Karstquellen, die in einer zugehörigen globalen Datenbank gesammelt werden. Der Entwurf der Karst-Wasserleiterkarte Europas zeigt, dass 21,6 % der europäischen Landfläche durch das Vorhandensein von (zusammenhängenden oder unterbrochenen) karbonatischen Gesteinen gekennzeichnet sind; etwa 13,8 % der Landfläche sind karbonatische Gesteinsausbrüche.",
    url = "https://doi.org/10.1007/s10040-016-1519-3",
    doi = "10.1007/s10040-016-1519-3",
    openalex = "W2578335399",
    references = "doi1010022013rg000443, doi101002hyp7332, doi101016jmarpetgeo201011006"
}

Zusammenfassung Die Wiederherstellung von Flusslebensräumen und die zusätzliche Besetzung mit in Zuchten aufgezogenen Fischen sind zunehmend zu Schlüsselkomponenten von Wiederherstellungsplänen für gefährdete Süßwasserfische geworden; jedoch stellt die Bestimmung des Zeitpunkts, an dem Besatzmaßnahmen eingestellt werden sollten, die Priorisierung von Wiederherstellungsgebieten und die Bewertung des Wiederherstellungserfolgs eine Herausforderung für den Artenschutz dar. In dieser Studie zeigen wir, dass die Otolith-Mikrochemie ein wirksames Werkzeug zur Bestimmung des Geburtsortes des June Sucker Chasmistes liorus, einer gefährdeten potamodromen Fischart, ist. Dieser Ansatz ermöglicht es uns festzustellen, ob ein Fisch wilder oder zuchterhaltener Herkunft ist, um zu bewerten, ob die Wiederherstellung des Lebensraums die Rekrutierung verbessert, und um weitere Gebiete von kritischem Lebensraum zu identifizieren. Unsere spezifischen Ziele waren (1) die Quantifizierung und Charakterisierung der chemischen Variation zwischen drei Hauptgebieten, die zur Laichzeit genutzt werden; (2) das Verständnis der Beziehung zwischen der Otolith-Mikrochemie und der Chemie der Zuflüsse; und (3) die Entwicklung und Validierung eines Klassifikationsmodells zur Identifizierung des Flussursprungs unter Verwendung von Otolith-Mikrochemie-Daten. Wir quantifizierten molare Verhältnisse von Sr:Ca, Ba:Ca und Mg:Ca für Wasser und Otolith-Chemie aus drei Hauptzuflüssen zum Utah Lake, Utah, während des Sommers 2013. Die Wasserchemie (log e transformierte Sr:Ca, Ba:Ca und Mg:Ca-Verhältnisse) unterschied sich signifikant über alle drei Laichzuflüsse hinweg. Wir bestimmten, dass Ba:Ca- und Sr:Ca-Verhältnisse die wichtigsten Variablen waren, die unsere Klassifikationsmodelle antreiben, und wir beobachteten eine starke lineare Beziehung zwischen Wasser- und Otolith-Werten für Sr:Ca und Ba:Ca, jedoch nicht für Mg:Ca. Klassifikationsmodelle, die aus Otolith-Element:Ca-Signaturen abgeleitet wurden, sortierten Individuen genau nach ihrem experimentellen Ursprungsgebiet (Klassifikationsbaum: 89% Genauigkeit; Random-Forest-Modell: 91% Genauigkeit) und bestimmten die Herkunft als wild oder zuchterhalten mit 100% Genauigkeit. Insgesamt hilft diese Studie bei der Bewertung der Wirksamkeit der Wiederherstellung, dem Verfolgung des Fortschritts zur Wiederherstellung und der Priorisierung zukünftiger Wiederherstellungspläne für Fische von Belang für den Artenschutz. Unsere Ergebnisse haben weitere Anwendungen, wie z. B. die Identifizierung von Subpopulationen, die den größten reproduktiven Beitrag zu einer Metapopulation leisten, oder die Bestimmung des Reproduktionsgebiets und der Herkunft invasiver Fische. Eingegangen am 27. August 2016; angenommen am 28. Februar 2017 Online veröffentlicht am 22. Mai 2017

@article{doi1010800002848720171301994,
    author = "Strohm, Deanna D. and Budy, Phaedra and Crowl, Todd A.",
    title = "Matching Watershed and Otolith Chemistry to Establish Natal Origin of an Endangered Desert Lake Sucker",
    year = "2017",
    journal = "Transactions of the American Fisheries Society",
    abstract = "Zusammenfassung Die Wiederherstellung von Flusslebensräumen und die zusätzliche Besetzung mit in Zuchten aufgezogenen Fischen sind zunehmend zu Schlüsselkomponenten von Wiederherstellungsplänen für gefährdete Süßwasserfische geworden; jedoch stellt die Bestimmung des Zeitpunkts, an dem Besatzmaßnahmen eingestellt werden sollten, die Priorisierung von Wiederherstellungsgebieten und die Bewertung des Wiederherstellungserfolgs eine Herausforderung für den Artenschutz dar. In dieser Studie zeigen wir, dass die Otolith-Mikrochemie ein wirksames Werkzeug zur Bestimmung des Geburtsortes des June Sucker Chasmistes liorus, einer gefährdeten potamodromen Fischart, ist. Dieser Ansatz ermöglicht es uns festzustellen, ob ein Fisch wilder oder zuchterhaltener Herkunft ist, um zu bewerten, ob die Wiederherstellung des Lebensraums die Rekrutierung verbessert, und um weitere Gebiete von kritischem Lebensraum zu identifizieren. Unsere spezifischen Ziele waren (1) die Quantifizierung und Charakterisierung der chemischen Variation zwischen drei Hauptgebieten, die zur Laichzeit genutzt werden; (2) das Verständnis der Beziehung zwischen der Otolith-Mikrochemie und der Chemie der Zuflüsse; und (3) die Entwicklung und Validierung eines Klassifikationsmodells zur Identifizierung des Flussursprungs unter Verwendung von Otolith-Mikrochemie-Daten. Wir quantifizierten molare Verhältnisse von Sr:Ca, Ba:Ca und Mg:Ca für Wasser und Otolith-Chemie aus drei Hauptzuflüssen zum Utah Lake, Utah, während des Sommers 2013. Die Wasserchemie (log e transformierte Sr:Ca, Ba:Ca und Mg:Ca-Verhältnisse) unterschied sich signifikant über alle drei Laichzuflüsse hinweg. Wir bestimmten, dass Ba:Ca- und Sr:Ca-Verhältnisse die wichtigsten Variablen waren, die unsere Klassifikationsmodelle antreiben, und wir beobachteten eine starke lineare Beziehung zwischen Wasser- und Otolith-Werten für Sr:Ca und Ba:Ca, jedoch nicht für Mg:Ca. Klassifikationsmodelle, die aus Otolith-Element:Ca-Signaturen abgeleitet wurden, sortierten Individuen genau nach ihrem experimentellen Ursprungsgebiet (Klassifikationsbaum: 89\% Genauigkeit; Random-Forest-Modell: 91\% Genauigkeit) und bestimmten die Herkunft als wild oder zuchterhalten mit 100\% Genauigkeit. Insgesamt hilft diese Studie bei der Bewertung der Wirksamkeit der Wiederherstellung, dem Verfolgung des Fortschritts zur Wiederherstellung und der Priorisierung zukünftiger Wiederherstellungspläne für Fische von Belang für den Artenschutz. Unsere Ergebnisse haben weitere Anwendungen, wie z. B. die Identifizierung von Subpopulationen, die den größten reproduktiven Beitrag zu einer Metapopulation leisten, oder die Bestimmung des Reproduktionsgebiets und der Herkunft invasiver Fische. Eingegangen am 27. August 2016; angenommen am 28. Februar 2017 Online veröffentlicht am 22. Mai 2017",
    url = "https://doi.org/10.1080/00028487.2017.1301994",
    doi = "10.1080/00028487.2017.1301994",
    openalex = "W771718005",
    references = "chuman2013does"
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Zusammenfassung Zunehmende Hinweise deuten darauf hin, dass Ökosystemveränderungen, die den Untergrundwasserfluss und die Kohlendioxidkonzentrationen in Karstgebieten verändern, messbare Änderungen in den Geschwindigkeiten des chemischen Verwitterns, der Flusswasserchemie und der Entwicklung von Flusswegen auf menschlichen Zeitskalen bewirken können. Wir testen diese Idee, indem wir untersuchen, ob die Ausbreitung von Holzvegetation in Grasland in einer Karstlandschaft an der Konza Prairie (KS, USA) zu Unterschieden in der Landschaft-Fluss-Konnektivität und damit zum Verhalten von Flusswasser-Salzen geführt hat. Die Ausbreitung von Holzvegetation (bis zu 60% Deckung) an der Konza wurde auf Einzugsgebieten beobachtet, insbesondere auf solchen, die ein Feuer-Rückkehrintervall von vier Jahren oder mehr erleben. Wir konzentrieren uns auf drei Quellgebiete (zwei Grasland und eines mit Holzvegetationsausbreitung) und ein nachgelagertes Zusammenflussgebiet und analysieren den Abfluss und die Chemie des Flusswassers (Hauptanionen, Kationen und gelöste Nährstoffe), die von 2015 bis 2016 gemessen wurden. Wir beobachten, dass das Einzugsgebiet mit Holzvegetationsausbreitung eine größere flächenbezogene Salzflussrate und einen höheren Grad an chemodynamischem Verhalten für die meisten geogenen Spezies im Vergleich zu den weniger betroffenen Grasland-Einzugsgebieten aufweist. Das nachgelagerte Zusammenflussgebiet zeigt das chemostatischste Verhalten für diese gleichen Salze im Vergleich zu den niedrigen Ordnungs-Einzugsgebieten. Wir interpretieren das chemodynamische Verhalten der Einzugsgebiete mit Holzvegetationsausbreitung als Ergebnis einer größeren Vielfalt an Flusswegen und Salzquellen, die zu diesem Fluss beitragen. Die Analyse des Endgliedermischungsverhaltens (EMMA) unterstützt diese Hypothese, zeigt aber auch ein mögliches „fehlendes" Endglied, das wir als Salze interpretieren, die wahrscheinlich aus der Verwitterung von Ton entlang der Grenzen von Kalkstein-Schiefer stammen. Wir rufen Unterschiede in den Wurzelsystemen zwischen Gras- und Holzarten in Erinnerung, um die Unterschiede in den Flusswegen und der Salzbildung zwischen diesen Quellstandorten zu erklären, da sie nebeneinander liegen, dieselben fast horizontalen (Einfall 0,1–0,21°NW) lithologischen Einheiten durchschneiden und demselben Klima ausgesetzt sind. Wenn diese Prozesse auch an anderen Standorten zutreffen, könnte die weltweit beobachtete Ausbreitung von Holzvegetation in Grasland die Flusswege vertiefen und chemische Verwitterungsflüsse aus Ökosystemen verstärken und über lange Zeiträume die Entwicklung von Boden und Landschaft verändern.

@article{doi101016jchemgeo201812002,
    author = "Sullivan, P. und Stops, Marvin Wes und Macpherson, G. und Li, Li und Hirmas, D. und Dodds, W.",
    title = "Wie Landschaftsheterogenität die Konzentration-Abfluss-Verhalten von Flusswasser in Karstgebieten steuert (Konza Prairie, USA)",
    year = "2019",
    journal = "Chemical Geology",
    abstract = "Zusammenfassung Zunehmende Hinweise deuten darauf hin, dass Ökosystemveränderungen, die den Untergrundwasserfluss und die Kohlendioxidkonzentrationen in Karstgebieten verändern, messbare Änderungen in den Geschwindigkeiten des chemischen Verwitterns, der Flusswasserchemie und der Entwicklung von Flusswegen auf menschlichen Zeitskalen bewirken können. Wir testen diese Idee, indem wir untersuchen, ob die Ausbreitung von Holzvegetation in Grasland in einer Karstlandschaft an der Konza Prairie (KS, USA) zu Unterschieden in der Landschaft-Fluss-Konnektivität und damit zum Verhalten von Flusswasser-Salzen geführt hat. Die Ausbreitung von Holzvegetation (bis zu 60\% Deckung) an der Konza wurde auf Einzugsgebieten beobachtet, insbesondere auf solchen, die ein Feuer-Rückkehrintervall von vier Jahren oder mehr erleben. Wir konzentrieren uns auf drei Quellgebiete (zwei Grasland und eines mit Holzvegetationsausbreitung) und ein nachgelagertes Zusammenflussgebiet und analysieren den Abfluss und die Chemie des Flusswassers (Hauptanionen, Kationen und gelöste Nährstoffe), die von 2015 bis 2016 gemessen wurden. Wir beobachten, dass das Einzugsgebiet mit Holzvegetationsausbreitung eine größere flächenbezogene Salzflussrate und einen höheren Grad an chemodynamischem Verhalten für die meisten geogenen Spezies im Vergleich zu den weniger betroffenen Grasland-Einzugsgebieten aufweist. Das nachgelagerte Zusammenflussgebiet zeigt das chemostatischste Verhalten für diese gleichen Salze im Vergleich zu den niedrigen Ordnungs-Einzugsgebieten. Wir interpretieren das chemodynamische Verhalten der Einzugsgebiete mit Holzvegetationsausbreitung als Ergebnis einer größeren Vielfalt an Flusswegen und Salzquellen, die zu diesem Fluss beitragen. Die Analyse des Endgliedermischungsverhaltens (EMMA) unterstützt diese Hypothese, zeigt aber auch ein mögliches „fehlendes" Endglied, das wir als Salze interpretieren, die wahrscheinlich aus der Verwitterung von Ton entlang der Grenzen von Kalkstein-Schiefer stammen. Wir rufen Unterschiede in den Wurzelsystemen zwischen Gras- und Holzarten in Erinnerung, um die Unterschiede in den Flusswegen und der Salzbildung zwischen diesen Quellstandorten zu erklären, da sie nebeneinander liegen, dieselben fast horizontalen (Einfall 0,1–0,21°NW) lithologischen Einheiten durchschneiden und demselben Klima ausgesetzt sind. Wenn diese Prozesse auch an anderen Standorten zutreffen, könnte die weltweit beobachtete Ausbreitung von Holzvegetation in Grasland die Flusswege vertiefen und chemische Verwitterungsflüsse aus Ökosystemen verstärken und über lange Zeiträume die Entwicklung von Boden und Landschaft verändern.",
    url = "https://www.semanticscholar.org/paper/308fbe8009111b98d0ef48c02deab451c475e8f6",
    doi = "10.1016/J.CHEMGEO.2018.12.002",
    is_oa = "true",
    pages = "118989",
    semanticscholar_citation_count = "55",
    semanticscholar_id = "308fbe8009111b98d0ef48c02deab451c475e8f6",
    volume = "527"
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Die University of Kentucky (U KY) besitzt Robinson Forest (37.460723° N, 83.158598° W) seit 1923 und führt Experimente durch, die für das Verständnis der Umweltauswirkungen des Landmanagements in der Region entscheidend sind. Teil des Managements von Robinson Forest ist die Erfassung von Umweltdaten, einschließlich Niederschlagsmenge, Chemie der Bulk‐Deposition, Abfluss, Wasserchemie in Bächen sowie Luft- und Bachtemperatur. Im Laufe der Jahre wurden diese Daten mit verschiedenen Technologien gesammelt und archiviert und waren für die Forschung größtenteils nicht zugänglich – uneditiert und unzusammengestellt, verstreut über mehrere Tabellenkalkulationen und Papierdokumente. Durch eine Partnerschaft zwischen dem U.S. Geological Survey (USGS) und der U KY wurden tägliche Niederschlagsdaten für sechs Stationen und Bachdaten aus vier Einzugsgebieten in Robinson Forest für den Zeitraum 1971–2018 zusammengestellt, auf Transkriptionsfehler überprüft und hinsichtlich Änderungen der Methoden annotiert. Diese Daten sind als USGS-Datenveröffentlichung unter https://doi.org/10.5066/P9FPLG1O verfügbar. Die verbesserte Zugänglichkeit dieses Datensatzes bietet eine wichtige Forschungsressource für das Verständnis der Wasserqualität in minimal betroffenen Wäldern in der Region. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Daten eine wertvolle Gelegenheit bieten, Zusammenhänge zwischen atmosphärischer Deposition und Bachchemie, die Auswirkungen von Umweltpolitik, wie dem Clean Air Act, sowie Auswirkungen von nahegelegenen Landstörungen in Form von Tagebaubetrieben zu bewerten. Darüber hinaus füllen diese Daten eine geografische und physiografische Lücke in dem, was zur Untersuchung von Depositionsmustern und Abflussmustern über die letzten 45 Jahre verfügbar ist, und ergänzen die langfristigen Aufzeichnungen von Forschungsstandorten im Norden (z. B. Hubbard Brook Experimental Forest), im Zentrum (z. B. Fernow Experimental Forest) und im südlichen Appalachen (z. B. Coweeta Hydrologic Laboratory). Als Oase inmitten erheblicher Tagebautätigkeit bietet Robinson Forest eine einzigartige Gelegenheit, Umweltbedingungen zu verstehen, die für minimal gestörte Wälder charakteristisch sind, ähnlich wie die Bedingungen vor dem Bergbau in der Zentral-Appalachia-Region.

@article{doi101002hyp14133,
    author = "Sena, Kenton L. und Williamson, T. und Barton, C.",
    title = "The Robinson Forest environmental monitoring network: Long‐term evaluation of streamflow and precipitation quantity and stream‐water and bulk deposition chemistry in eastern Kentucky watersheds",
    year = "2021",
    journal = "Hydrological Processes",
    abstract = "Die University of Kentucky (U KY) besitzt Robinson Forest (37.460723° N, 83.158598° W) seit 1923 und führt Experimente durch, die für das Verständnis der Umweltauswirkungen des Landmanagements in der Region entscheidend sind. Teil des Managements von Robinson Forest ist die Erfassung von Umweltdaten, einschließlich Niederschlagsmenge, Chemie der Bulk‐Deposition, Abfluss, Wasserchemie in Bächen sowie Luft- und Bachtemperatur. Im Laufe der Jahre wurden diese Daten mit verschiedenen Technologien gesammelt und archiviert und waren für die Forschung größtenteils nicht zugänglich – uneditiert und unzusammengestellt, verstreut über mehrere Tabellenkalkulationen und Papierdokumente. Durch eine Partnerschaft zwischen dem U.S. Geological Survey (USGS) und der U KY wurden tägliche Niederschlagsdaten für sechs Stationen und Bachdaten aus vier Einzugsgebieten in Robinson Forest für den Zeitraum 1971–2018 zusammengestellt, auf Transkriptionsfehler überprüft und hinsichtlich Änderungen der Methoden annotiert. Diese Daten sind als USGS-Datenveröffentlichung unter https://doi.org/10.5066/P9FPLG1O verfügbar. Die verbesserte Zugänglichkeit dieses Datensatzes bietet eine wichtige Forschungsressource für das Verständnis der Wasserqualität in minimal betroffenen Wäldern in der Region. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Daten eine wertvolle Gelegenheit bieten, Zusammenhänge zwischen atmosphärischer Deposition und Bachchemie, die Auswirkungen von Umweltpolitik, wie dem Clean Air Act, sowie Auswirkungen von nahegelegenen Landstörungen in Form von Tagebaubetrieben zu bewerten. Darüber hinaus füllen diese Daten eine geografische und physiografische Lücke in dem, was zur Untersuchung von Depositionsmustern und Abflussmustern über die letzten 45 Jahre verfügbar ist, und ergänzen die langfristigen Aufzeichnungen von Forschungsstandorten im Norden (z. B. Hubbard Brook Experimental Forest), im Zentrum (z. B. Fernow Experimental Forest) und im südlichen Appalachen (z. B. Coweeta Hydrologic Laboratory). Als Oase inmitten erheblicher Tagebautätigkeit bietet Robinson Forest eine einzigartige Gelegenheit, Umweltbedingungen zu verstehen, die für minimal gestörte Wälder charakteristisch sind, ähnlich wie die Bedingungen vor dem Bergbau in der Zentral-Appalachia-Region.",
    url = "https://www.semanticscholar.org/paper/906ccf32bdc76727bfc72b2aef58eb7379e69853",
    doi = "10.1002/hyp.14133",
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    number = "4",
    semanticscholar_citation_count = "7",
    semanticscholar_id = "906ccf32bdc76727bfc72b2aef58eb7379e69853",
    volume = "35"
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Zusammenfassung Radiogene Strontium-Isotopenverhältnisse (87Sr/86Sr) und Konzentrationen von gelösten Stoffen in Grundwasserproben aus dem Küstenbereich der östlichen Yucatán-Halbinsel, Quintana Roo, Mexiko, wurden gemessen, um die Vernetzung und Wasser-Gestein-Interaktionen innerhalb verschiedener Grundwassersysteme in der Region zu bewerten. Die durchschnittlichen 87Sr/86Sr-Verhältnisse variieren von Süd nach Nord mit Werten in Xcalak bei ca. 0,70889, in Sian Ka'an bei ca. 0,70847 und in Cancún und Puerto Morelos bei ca. 0,70880. Die Werte zeigen drei Cluster, die drei unterschiedliche Grundwassersysteme nahelegen: Cancún-Puerto Morelos im Norden, Tulum-Sian Ka'an in der Mitte und Xcalak im Süden. Wasser-Gestein-Interaktionen sind zwar innerhalb jedes Aquifersystems einzigartig, umfassen jedoch Prozesse, die im gesamten Yucatán-Karstsystem beobachtet werden, einschließlich der Auflösung von Evaporiten, der Ausfällung von Carbonat, der Sulfatreduktion und der Vermischung mit Meerwasser. Diese Studie hebt die Nutzung der Grundwasserchemie zum Verständnis der Grundwasservernetzung sowie die Bedeutung potenzieller distaler anthropogener Auswirkungen auf die Grundwasserqualität und die damit verbundenen Effekte auf die Küstenbevölkerung und Ökosysteme hervor.

@article{doi101016jcsr2020104293,
    author = "Hernández-Terrones, L. und Street, J. und Null, K. und Paytan, A.",
    title = "Groundwater chemistry and Sr isotope ratios shed light on connectivity and water-rock interactions in the coastal aquifer of the Caribbean coast, Mexico",
    year = "2021",
    journal = "Continental Shelf Research",
    abstract = "Zusammenfassung Radiogene Strontium-Isotopenverhältnisse (87Sr/86Sr) und Konzentrationen von gelösten Stoffen in Grundwasserproben aus dem Küstenbereich der östlichen Yucatán-Halbinsel, Quintana Roo, Mexiko, wurden gemessen, um die Vernetzung und Wasser-Gestein-Interaktionen innerhalb verschiedener Grundwassersysteme in der Region zu bewerten. Die durchschnittlichen 87Sr/86Sr-Verhältnisse variieren von Süd nach Nord mit Werten in Xcalak bei ca. 0,70889, in Sian Ka'an bei ca. 0,70847 und in Cancún und Puerto Morelos bei ca. 0,70880. Die Werte zeigen drei Cluster, die drei unterschiedliche Grundwassersysteme nahelegen: Cancún-Puerto Morelos im Norden, Tulum-Sian Ka'an in der Mitte und Xcalak im Süden. Wasser-Gestein-Interaktionen sind zwar innerhalb jedes Aquifersystems einzigartig, umfassen jedoch Prozesse, die im gesamten Yucatán-Karstsystem beobachtet werden, einschließlich der Auflösung von Evaporiten, der Ausfällung von Carbonat, der Sulfatreduktion und der Vermischung mit Meerwasser. Diese Studie hebt die Nutzung der Grundwasserchemie zum Verständnis der Grundwasservernetzung sowie die Bedeutung potenzieller distaler anthropogener Auswirkungen auf die Grundwasserqualität und die damit verbundenen Effekte auf die Küstenbevölkerung und Ökosysteme hervor.",
    url = "https://www.semanticscholar.org/paper/d6abab6e82bb2a1bbaf3170d7dfadc7a1518eb17",
    doi = "10.1016/j.csr.2020.104293",
    is_oa = "true",
    pages = "104293",
    semanticscholar_citation_count = "10",
    semanticscholar_id = "d6abab6e82bb2a1bbaf3170d7dfadc7a1518eb17",
    volume = "212"
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@inproceedings{andhopt2023the,
    author = "Hopt, Brett und Perkins, Robert",
    title = "DER EINFUSS DER WETTERUNG VON SCHWARZEM SCHIEFER AUF DIE CHEMIE VON BÄCHEN UND BACHSEDIMENTEN IN ÖSTLICHEN KENTUCKY",
    year = "2023",
    booktitle = "Geological Society of America Abstracts with Programs",
    url = "https://doi.org/10.1130/abs/2023am-395536",
    doi = "10.1130/abs/2023am-395536",
    openalex = "W4389357763"
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@incollection{das2023carbonate,
    author = "Das, Sourav",
    title = "Carbonate Chemistry of Water",
    year = "2023",
    booktitle = "An Introduction to Water Quality Science",
    url = "https://doi.org/10.1007/978-3-031-42137-2\_5",
    doi = "10.1007/978-3-031-42137-2\_5",
    openalex = "W4387016364",
    pages = "79-101",
    references = "doi101002qj49709841707, doi10102993gb02263, doi10102993gb02524, doi10102997gb00077, doi10103835037500, doi101038383495a0, doi10103841474, doi101126science2815374200, doi105194essd1448112022, openalexw1845417433"
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Die Wasserverschmutzung durch potenziell toxische Elemente (PTEs) wird zu einer großen Bedrohung für die Eignung dieses Wassers für Trinkwasser und Landwirtschaft und damit für das menschliche Leben. Das vorliegende Ziel dieser Studie ist es, den Gehalt an PTEs im Grundwasser des Karbonat-Aquifers, deren Quellen und deren Auswirkungen auf die Wasserqualität zu bewerten. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden Bohrungen in zwei Brunnen unterbrochen und 30 Grundwasserproben gesammelt und chemisch analysiert. Das Grundwasser hat TDS-Werte im Bereich von 271,2 bis 971,8 mg/l. Der Prozess der Süßwasserneubildung führte zu einer kontinuierlichen Verfrischung des Aquifers und verstärkte die vorwärts gerichteten Ionenaustauschreaktionen. Karbonat- und Evaporit-Mineralauflösungs/Ausfällungsprozesse sind die Hauptkontrollfaktoren der Grundwasserchemie. Cd und As stellen die gefährlichsten Elemente in diesen Gesteinen dar, gefolgt von Pb. Das Vorhandensein hoher Konzentrationen von PTEs (As, Cd, Cr und Pb) in wasserführenden Karbonatgesteinen hat zu einer Verschlechterung der Wasserqualität und zu dessen Ungeeignetheit für den Trinkzweck geführt, da diese schädlichen Elemente im Wasser vorkommen. Obwohl die hohen Konzentrationen von PTEs im untersuchten Wasser vorliegen, traten diese Elemente in Spezies mit geringer Mobilität und Toxizität auf: Fe(OH)3, Mn2+, (HAsO4)−2, Cd2+, Cr2O3, Cu2O, CuO und PbCO3. Dies spiegelt die Bedeutung der Untersuchung von Elementspezies wider, anstatt der Gesamtkonzentration. Obwohl das Wasser aufgrund hoher Konzentrationen einiger PTEs für den Trinkzweck ungeeignet ist, wurden alle Proben als für die Bewässerung geeignet eingestuft.

@article{doi101007s1127002306773z,
    author = "Abdel-Aziz, Abdel-Aziz A. und Salman, S. und Ismail, Esam und Mostafa, Alaa und Mohamed, Ramadan S. A.",
    title = "Potentially Toxic Element (PTE) Sources in the Middle Eocene Carbonate Aquifer, East El Minia, Egypt",
    year = "2023",
    journal = "Water, Air, \& Soil Pollution",
    abstract = "Die Wasserverschmutzung durch potenziell toxische Elemente (PTEs) wird zu einer großen Bedrohung für die Eignung dieses Wassers für Trinkwasser und Landwirtschaft und damit für das menschliche Leben. Das vorliegende Ziel dieser Studie ist es, den Gehalt an PTEs im Grundwasser des Karbonat-Aquifers, deren Quellen und deren Auswirkungen auf die Wasserqualität zu bewerten. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden Bohrungen in zwei Brunnen unterbrochen und 30 Grundwasserproben gesammelt und chemisch analysiert. Das Grundwasser hat TDS-Werte im Bereich von 271,2 bis 971,8 mg/l. Der Prozess der Süßwasserneubildung führte zu einer kontinuierlichen Verfrischung des Aquifers und verstärkte die vorwärts gerichteten Ionenaustauschreaktionen. Karbonat- und Evaporit-Mineralauflösungs/Ausfällungsprozesse sind die Hauptkontrollfaktoren der Grundwasserchemie. Cd und As stellen die gefährlichsten Elemente in diesen Gesteinen dar, gefolgt von Pb. Das Vorhandensein hoher Konzentrationen von PTEs (As, Cd, Cr und Pb) in wasserführenden Karbonatgesteinen hat zu einer Verschlechterung der Wasserqualität und zu dessen Ungeeignetheit für den Trinkzweck geführt, da diese schädlichen Elemente im Wasser vorkommen. Obwohl die hohen Konzentrationen von PTEs im untersuchten Wasser vorliegen, traten diese Elemente in Spezies mit geringer Mobilität und Toxizität auf: Fe(OH)3, Mn2+, (HAsO4)−2, Cd2+, Cr2O3, Cu2O, CuO und PbCO3. Dies spiegelt die Bedeutung der Untersuchung von Elementspezies wider, anstatt der Gesamtkonzentration. Obwohl das Wasser aufgrund hoher Konzentrationen einiger PTEs für den Trinkzweck ungeeignet ist, wurden alle Proben als für die Bewässerung geeignet eingestuft.",
    url = "https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11270-023-06773-z.pdf",
    doi = "10.1007/s11270-023-06773-z",
    is_oa = "true",
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    semanticscholar_citation_count = "1",
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    volume = "235"
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Kohlensäure- und Schwefelsäure-Speleogenese beschreiben eine Dichotomie zwischen epigenetischen und hypogenetischen Höhlen sowie Kohlenstoff- und Schwefelzyklen im Karst, berücksichtigen aber nicht das globale Spektrum der Höhlenbildung. Dieser Artikel, Teil eins einer zweiteiligen Untersuchung, testet und revidiert speleogenetische Modelle aus einem klassischen Karst-Landschaft unter Verwendung von gelösten Ionenkonzentrationen δ13CDIC und δ34S in Wasserproben, die an vier Standorten in den Bluespring- und Lost-River-Karst-Becken im Mitchell Plateau, Indiana, USA, gesammelt wurden. Die Analysen zeigten erhöhten Schwefel in beiden Karst-Becken, jedoch unterschiedlicher Herkunft; H2S (δ34S = −14,2‰), das aus Erdölquellen in Bluespring Caverns entstand, machte bis zu 61% des Schwefels im Höhlenstrom aus, während Evaporit-Betten (δ34S = [+14,50‰, +17,91‰]) des St. Louis Kalksteins bis zu 100% des Schwefels am Orangeville Rise, einem terminalen Quell des Lost-River-Karst-Beckens, beitrugen. Diese Ergebnisse haben Implikationen für Kohlenstoff-Schwefel-Zyklus-Verbindungen, insbesondere das potenzielle Beschleunigen des Kohlenstoffflusses durch Schwefelsäure-Auflösung in sonst epigenetischen Settings. Wir schlagen ein neues Paradigma für die Speleogenese im nordamerikanischen Mittelkontinent vor – die Speleogenese im Mitchell Plateau und ähnlichen Settings ist weder epigenetisch noch hypogenetisch, sondern polygenetisch mit konkurrierenden chemischen Prozessen, die sich über Raum und Zeit unterscheiden.

@article{doi103390w15193410,
    author = "Burgess, S. und Florea, L. und Branam, Tracy D.",
    title = "Divergente geochemische Pfade der Karbonat-Aquifer-Evolution in einem klassischen Karst-Terrain: (1) Polygenetische Höhlenentwicklung identifiziert mittels longitudinaler Grundwasser-Geochemie",
    year = "2023",
    journal = "Water",
    abstract = "Kohlensäure- und Schwefelsäure-Speleogenese beschreiben eine Dichotomie zwischen epigenetischen und hypogenetischen Höhlen sowie Kohlenstoff- und Schwefelzyklen im Karst, berücksichtigen aber nicht das globale Spektrum der Höhlenbildung. Dieser Artikel, Teil eins einer zweiteiligen Untersuchung, testet und revidiert speleogenetische Modelle aus einem klassischen Karst-Landschaft unter Verwendung von gelösten Ionenkonzentrationen δ13CDIC und δ34S in Wasserproben, die an vier Standorten in den Bluespring- und Lost-River-Karst-Becken im Mitchell Plateau, Indiana, USA, gesammelt wurden. Die Analysen zeigten erhöhten Schwefel in beiden Karst-Becken, jedoch unterschiedlicher Herkunft; H2S (δ34S = −14,2‰), das aus Erdölquellen in Bluespring Caverns entstand, machte bis zu 61% des Schwefels im Höhlenstrom aus, während Evaporit-Betten (δ34S = [+14,50‰, +17,91‰]) des St. Louis Kalksteins bis zu 100% des Schwefels am Orangeville Rise, einem terminalen Quell des Lost-River-Karst-Beckens, beitrugen. Diese Ergebnisse haben Implikationen für Kohlenstoff-Schwefel-Zyklus-Verbindungen, insbesondere das potenzielle Beschleunigen des Kohlenstoffflusses durch Schwefelsäure-Auflösung in sonst epigenetischen Settings. Wir schlagen ein neues Paradigma für die Speleogenese im nordamerikanischen Mittelkontinent vor – die Speleogenese im Mitchell Plateau und ähnlichen Settings ist weder epigenetisch noch hypogenetisch, sondern polygenetisch mit konkurrierenden chemischen Prozessen, die sich über Raum und Zeit unterscheiden.",
    url = "https://www.mdpi.com/2073-4441/15/19/3410/pdf?version=1695886978",
    doi = "10.3390/w15193410",
    is_oa = "true",
    number = "19",
    pages = "3410",
    semanticscholar_citation_count = "4",
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    volume = "15"
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Quellen bieten ideale Überwachungsstellen für die Grundwasserchemie, die für die Bewirtschaftung von Grundwasserressourcen wichtig sind. Die Chemie dieser Quellwässer aggregiert geochemische Reaktionen entlang des Fließpfades. In diesem Artikel, Teil zwei einer zweiteiligen Untersuchung, wurden 104 perenniale Quellen im klassischen Karstlandschaft des Mitchell Plateau, Indiana, USA, bei Grundabfluss entnommen. Viele dieser Quellen sind historisch wichtig für den häuslichen, landwirtschaftlichen, gewerblichen und erholungsbezogenen Gebrauch. Eine multifaktorielle Analyse von Feldmessungen, Hauptionen und stabilen Isotopen ergab fünf primäre Quellcluster, die aus dem Mitchell Aquifer hervorgehen. Zwei Cluster repräsentierten erdalkalische Karst-Grundwässer, die durch Temperatur und anorganische Kohlenstoffkonzentration unterschieden wurden. Zwei weitere Cluster umfassten mineralisierte alkalische Erdtyp-Grundwässer mit überschüssigen Alkalien und erhöhtem Sulfat. Der fünfte Cluster schien Grundwasser zu sein, das meteorische und mineralisierte Quellen einschloss. Unter Verwendung der longitudinalen Daten über zwei Jahre aus Teil eins dieser Untersuchung wurden zwei Mischungsgeraden verwendet, um den Datensatz zu beschreiben. Die Mischungsgeraden wiesen auf Schwefelquellen in mineralisierten Quellen von tiefen Brinen und von Evaporitauflösung hin. Insgesamt ermöglichen diese regionalen Daten eine bessere Abgrenzung von Wassertypen und Differenzierung zwischen dem oberen und unteren Mitchell Aquifer.

@article{doi103390w15193436,
    author = "Burgess, S. und Branam, Tracy D. und Florea, L.",
    title = "Divergente geochemische Pfade der Karbonat-Aquifer-Evolution in einem klassischen Karstgebiet: (2) Abgrenzung des Grundwasserquellens durch regionale Wasserchemie-Daten",
    year = "2023",
    journal = "Water",
    abstract = "Quellen bieten ideale Überwachungsstellen für die Grundwasserchemie, die für die Bewirtschaftung von Grundwasserressourcen wichtig sind. Die Chemie dieser Quellwässer aggregiert geochemische Reaktionen entlang des Fließpfades. In diesem Artikel, Teil zwei einer zweiteiligen Untersuchung, wurden 104 perenniale Quellen im klassischen Karstlandschaft des Mitchell Plateau, Indiana, USA, bei Grundabfluss entnommen. Viele dieser Quellen sind historisch wichtig für den häuslichen, landwirtschaftlichen, gewerblichen und erholungsbezogenen Gebrauch. Eine multifaktorielle Analyse von Feldmessungen, Hauptionen und stabilen Isotopen ergab fünf primäre Quellcluster, die aus dem Mitchell Aquifer hervorgehen. Zwei Cluster repräsentierten erdalkalische Karst-Grundwässer, die durch Temperatur und anorganische Kohlenstoffkonzentration unterschieden wurden. Zwei weitere Cluster umfassten mineralisierte alkalische Erdtyp-Grundwässer mit überschüssigen Alkalien und erhöhtem Sulfat. Der fünfte Cluster schien Grundwasser zu sein, das meteorische und mineralisierte Quellen einschloss. Unter Verwendung der longitudinalen Daten über zwei Jahre aus Teil eins dieser Untersuchung wurden zwei Mischungsgeraden verwendet, um den Datensatz zu beschreiben. Die Mischungsgeraden wiesen auf Schwefelquellen in mineralisierten Quellen von tiefen Brinen und von Evaporitauflösung hin. Insgesamt ermöglichen diese regionalen Daten eine bessere Abgrenzung von Wassertypen und Differenzierung zwischen dem oberen und unteren Mitchell Aquifer.",
    url = "https://www.mdpi.com/2073-4441/15/19/3436/pdf?version=1696072712",
    doi = "10.3390/w15193436",
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Diese Studie befasst sich mit der drängenden Frage der diffusen Wasserverschmutzung in Kentucky, insbesondere im Zusammenhang mit der großflächigen Landwirtschaft. Mit dem Fokus auf die äußere Bluegrass-Region Zentral-Kentucky untersucht die Forschung die Wasserqualität der Quellbäche während der landwirtschaftlichen Saison. Der Ansatz umfasst die geospatiale Klassifizierung der Landbedeckung mittels Luftbildern. Wasserqualitätsdaten wurden während der landwirtschaftlichen Wachstumsperiode von Mai bis Oktober 2018 gesammelt. Die Klassifizierung der Landbedeckung erfolgte mit der Software ERDAS Imagine 2016 und ESRI ArcGIS 10.6, während herkömmliche Wasserqualitätsparameter mit einem YSI ProDSS®-Multiparameter-Wasserfühler und einem Marsh-McBirney Flo-Mate 2000 Durchflussmesser gemessen wurden. Statistische Analysen zeigen signifikante Unterschiede in der Wasserchemie der Bäche, was den Einfluss der landwirtschaftlichen diffusen Verschmutzung nahelegt. Waldreiche Bäche zeigten vielfältigere Bedingungen, was auf ein potenziell besseres Umfeld hindeutet. Mit steigendem Anteil an landwirtschaftlichen Flächen deutete die Variation der Wasserchemie auf eine messbare Schwelle für Veränderungen hin. Signifikante Unterschiede in der Wasserqualität zwischen landwirtschaftlichen und waldreichen Bächen unterstreichen die potenziellen Vorteile einer Erweiterung der Uferzonen über die Vorschriften hinaus. Die Vergrößerung dieser Zonen wird als Strategie zur Minderung der diffusen Verschmutzung in den Wasserwegen Kentuckys vorgeschlagen.

@article{doi103390app14072679,
    author = "Jones, Jarod und Gyawali, B. und Acharya, Shikha und Cristan, Richard und Gebremedhin, M.",
    title = "Bewertung des Einflusses der landwirtschaftlichen diffusen Wasserverschmutzung auf die Wasserqualität in den Quellbächen Zentral-Kentuckys",
    year = "2024",
    journal = "Applied Sciences",
    abstract = "Diese Studie befasst sich mit der drängenden Frage der diffusen Wasserverschmutzung in Kentucky, insbesondere im Zusammenhang mit der großflächigen Landwirtschaft. Mit dem Fokus auf die äußere Bluegrass-Region Zentral-Kentucky untersucht die Forschung die Wasserqualität der Quellbäche während der landwirtschaftlichen Saison. Der Ansatz umfasst die geospatiale Klassifizierung der Landbedeckung mittels Luftbildern. Wasserqualitätsdaten wurden während der landwirtschaftlichen Wachstumsperiode von Mai bis Oktober 2018 gesammelt. Die Klassifizierung der Landbedeckung erfolgte mit der Software ERDAS Imagine 2016 und ESRI ArcGIS 10.6, während herkömmliche Wasserqualitätsparameter mit einem YSI ProDSS®-Multiparameter-Wasserfühler und einem Marsh-McBirney Flo-Mate 2000 Durchflussmesser gemessen wurden. Statistische Analysen zeigen signifikante Unterschiede in der Wasserchemie der Bäche, was den Einfluss der landwirtschaftlichen diffusen Verschmutzung nahelegt. Waldreiche Bäche zeigten vielfältigere Bedingungen, was auf ein potenziell besseres Umfeld hindeutet. Mit steigendem Anteil an landwirtschaftlichen Flächen deutete die Variation der Wasserchemie auf eine messbare Schwelle für Veränderungen hin. Signifikante Unterschiede in der Wasserqualität zwischen landwirtschaftlichen und waldreichen Bächen unterstreichen die potenziellen Vorteile einer Erweiterung der Uferzonen über die Vorschriften hinaus. Die Vergrößerung dieser Zonen wird als Strategie zur Minderung der diffusen Verschmutzung in den Wasserwegen Kentuckys vorgeschlagen.",
    url = "https://doi.org/10.3390/app14072679",
    doi = "10.3390/app14072679",
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Die Überwachung von Veränderungen der Grundwasserqualität über die Zeit hilft, zeitabhängige Faktoren zu identifizieren, die die Wasserversorgung beeinflussen, und unterstützt die Entwicklung wirksamer Managementstrategien. Diese Studie untersucht die räumlich-zeitliche Entwicklung der Grundwasserchemie im Gebiet von Debrecen, Ungarn, von 2019 bis 2024, unter Verwendung von Indexierung, maschinellem Lernen und multivariaten statistischen Techniken. Zu diesen Techniken gehören selbstorganisierende Karten (SOM), hierarchische Clusteranalyse (HCA), Hauptkomponentenanalyse (PCA) und die Indexierung der Grundwasserqualität (GWQI). Die hydrochemische Analyse ergab, dass Ca-Mg-HCO₃ der vorherrschende Wassertyp ist, mit einem zeitlichen Verschiebung hin zu Na-HCO₃, was auf eine erhöhte Salinität hinweist, die durch anhaltende Gestein-Wasser-Interaktionen verursacht wird. Die SOM-Analyse zeigte einen Übergang von heterogener zu gleichmäßigerer Grundwasserchemie über die Zeit, was auf eine größere Stabilität im Aquifersystem hindeutet. Erhöhte Salinitätszonen verschoben sich räumlich aufgrund von Änderungen in der Grundwasserneubildung und Flussmustern, während die Härte zunahm und sich ausweitete, was auf eine anhaltende Karbonatlösung hinweist. Die HCA hob zeitliche Verschiebungen in der Grundwasserzusammensetzung hervor, wobei 2019 sechs Cluster und 2024 fünf Cluster identifiziert wurden, was eine allmähliche Homogenisierung der Wasserqualität widerspiegelt. Die PCA bestätigte diesen Trend weiter und verknüpfte ihn mit zugrunde liegenden hydrochemischen Prozessen, wie z. B. Wasser-Gestein-Interaktionen, mit begrenzten Beiträgen von anthropogenen Einflüssen. Die GWQI-Analyse deutete auf eine allgemeine Verbesserung der Grundwasserqualität über die Zeit hin, wobei die meisten Regionen die Trinkwasserstandards erfüllen. Allerdings zeigten bestimmte Bereiche Anzeichen einer lokalen Kontamination, die ein gezieltes Management erfordern. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer kontinuierlichen Überwachung der Grundwasserqualität, um aufkommende Trends zu erkennen und die Ressourcenverwaltung zu leiten. Die Studie hebt die Notwendigkeit nachhaltiger Praktiken hervor, um Wasserressourcen zu schützen und die langfristige Wasserversorgung im Gebiet von Debrecen zu gewährleisten.

@article{doi101007s1135602536175z,
    author = "Mohammed, Musaab A. A. und Szabó, N. und Mikita, V. und Szűcs, P.",
    title = "Tracking the spatiotemporal evolution of groundwater chemistry in the Quaternary aquifer system of Debrecen area, Hungary: integration of classical and unsupervised learning methods",
    year = "2025",
    journal = "Environmental Science and Pollution Research International",
    abstract = "Die Überwachung von Veränderungen der Grundwasserqualität über die Zeit hilft, zeitabhängige Faktoren zu identifizieren, die die Wasserversorgung beeinflussen, und unterstützt die Entwicklung wirksamer Managementstrategien. Diese Studie untersucht die räumlich-zeitliche Entwicklung der Grundwasserchemie im Gebiet von Debrecen, Ungarn, von 2019 bis 2024, unter Verwendung von Indexierung, maschinellem Lernen und multivariaten statistischen Techniken. Zu diesen Techniken gehören selbstorganisierende Karten (SOM), hierarchische Clusteranalyse (HCA), Hauptkomponentenanalyse (PCA) und die Indexierung der Grundwasserqualität (GWQI). Die hydrochemische Analyse ergab, dass Ca-Mg-HCO₃ der vorherrschende Wassertyp ist, mit einem zeitlichen Verschiebung hin zu Na-HCO₃, was auf eine erhöhte Salinität hinweist, die durch anhaltende Gestein-Wasser-Interaktionen verursacht wird. Die SOM-Analyse zeigte einen Übergang von heterogener zu gleichmäßigerer Grundwasserchemie über die Zeit, was auf eine größere Stabilität im Aquifersystem hindeutet. Erhöhte Salinitätszonen verschoben sich räumlich aufgrund von Änderungen in der Grundwasserneubildung und Flussmustern, während die Härte zunahm und sich ausweitete, was auf eine anhaltende Karbonatlösung hinweist. Die HCA hob zeitliche Verschiebungen in der Grundwasserzusammensetzung hervor, wobei 2019 sechs Cluster und 2024 fünf Cluster identifiziert wurden, was eine allmähliche Homogenisierung der Wasserqualität widerspiegelt. Die PCA bestätigte diesen Trend weiter und verknüpfte ihn mit zugrunde liegenden hydrochemischen Prozessen, wie z. B. Wasser-Gestein-Interaktionen, mit begrenzten Beiträgen von anthropogenen Einflüssen. Die GWQI-Analyse deutete auf eine allgemeine Verbesserung der Grundwasserqualität über die Zeit hin, wobei die meisten Regionen die Trinkwasserstandards erfüllen. Allerdings zeigten bestimmte Bereiche Anzeichen einer lokalen Kontamination, die ein gezieltes Management erfordern. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer kontinuierlichen Überwachung der Grundwasserqualität, um aufkommende Trends zu erkennen und die Ressourcenverwaltung zu leiten. Die Studie hebt die Notwendigkeit nachhaltiger Praktiken hervor, um Wasserressourcen zu schützen und die langfristige Wasserversorgung im Gebiet von Debrecen zu gewährleisten.",
    url = "https://www.semanticscholar.org/paper/a6e370c9ac1173fde32b69c23d8b6e7e695095bc",
    doi = "10.1007/s11356-025-36175-z",
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    pages = "6884-6903",
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    volume = "32"
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