水文、水文地质和水化学数据集
Unterjesingen 的气象站和普法芬根的 Ammer 河测量站. 使用专用地下水数据记录仪每隔 15 分钟连续收集监测井中的地下水位数据;或者,当压力记录器不可用时,用手动水位卷尺测量。使用距现场约 7 公里的 Baro-Diver 气压计对测得的绝对压力值进行校正,位于图宾根。每个压力记录器数据集都经过人工审查、纠正明显错误,并使用人工水位读数转换为绝对地下水位。地下水流图是通过对特定时间戳的地下水高程进行空间插值构建的,使用具有全向线性变异函数的普通克里金法。
监测井附近的水力参数是通过试井估算的,包括段塞试验、压降恢复试验和多井抽水试验,每次试验都从含水层中提取不同体积的样品。段塞和泵送测试的分析包括使用适当的分析解决方案(HydroSOLVE Inc.)对测量的位移时间序列进行类型曲线回归拟合:使用 Bouwer 和 Rice分析了显示过度阻尼水位响应的段塞测试)或海德等人。 解析解,而具有欠阻尼(振荡)响应的测试需要 Butler Jr. 解析解来拟合数据。来自单井采收率测试的后期采收率数据与 Theis 采收率 方法,多井抽水试验的压降和采收率数据符合 Theis 的解析解。
在研究的整个监测期间定期对监测井进行取样。使用电池供电的蠕动泵 (Eijkelkamp Soil & Water),在收集代表性地下水样本之前,对所有采样监测井进行清洗。对于所有地下水样品,现场测量的参数要么用流通池连续记录,用多参数探头(smarTROLL 和 Aqua TROLL 500,原位)进行测量,要么从监测井清洗后恢复的地下水位中记录干燥的。
现场测量的参数包括 pH 值、温度、比电导率 (EC)、溶解氧 (DO) 和氧化还原电位。使用离子色谱法(DX-120,Dionex),溶解有机碳(HighTOC,Elementar)分析当天过滤的地下水样品的主要离子水化学,碱度(Titrino Plus、Metrohm)和氮物质(AutoAnalyzer 3 HR、SEAL Analytical)。由于铵的不稳定性,第二天早上分析了氮物质。
在 2019 年 7 月的单个采样事件中,对二硫化物进行了单独分析(Multiskan GO,Thermo Scientific),其中使用醋酸锌溶液在现场稳定样品并尽快冷冻。在审查水化学数据集期间,标记了抽样活动的错误结果。
这个过程包括检查离子平衡和与以前的水化学数据集的比较。水化学数据的统计分析包括审查单变量和双变量分布,以及使用欧氏距离的层次聚类分析 (HCA) (Ward 和氮物种(AutoAnalyzer 3 HR,SEAL Analytical)。
由于铵的不稳定性,第二天早上分析了氮物质。在 2019 年 7 月的单个采样事件中,对二硫化物进行了单独分析(Multiskan GO,Thermo Scientific),其中使用醋酸锌溶液在现场稳定样品并尽快冷冻。在审查水化学数据集期间,标记了抽样活动的错误结果。
地质环境
总共钻取了 35 个岩心,以确定第四纪松散沉积层序中的主要岩相、它们的空间范围和非均质性,并确定到基岩的深度。中央洪泛区下伏为富含石膏的Grabfeld组泥岩(Middle Keuper, Triassic, Fig. 2),随后的洪泛区岩石地层,从下到上依次为:灰色富含粘土的砾石、灰色粉质粘土、米色具有厚泥炭层的钙质淡水凝灰岩和最上层的灰褐色冲积壤土。
钻芯中的层接触在整个中央漫滩中是一致的,并且该漫滩岩性序列在图 3中有详细描述. 沿着山坡,基岩的总深度减少,在基岩接触面的顶部发现了红绿色的粘土砾石。由于钻取岩心既费钱又费时,地质解释得到了地电测量和井下自然伽马辐射测量的地球物理数据的支持。最后,所有数据都被合并到 Ammer 洪泛区的区域地质模型中。
洪泛区和山坡地质
图3将中央漫滩岩相作为标准岩石地层剖面,包括粒度和总有机碳分析以及钻芯的代表性照片。到基岩的平均深度为 14 m,在少数岩心中作为红灰色层状泥岩被回收。钻探许可和设备限制了对基岩的渗透,因此,当没有基岩恢复时,岩性接触假定为最大钻孔深度。
“砾石”是最低的第四纪岩相,通常在地表以下 11 至 14 m 处恢复,由灰色、粘土-粉质基质内的分选不佳的碎屑至小卵石大小组成。粗粒部分主要是圆润的石灰岩碎屑,以及一些砂岩和泥岩碎屑。
由于山坡上的基岩不含石灰岩,这些碎屑一定起源于普法芬根上游的中三叠世 Muschelkalk 石灰岩露头,并由阿默河沉积。总的来说,这种碎屑支撑的砾石没有方向性或明显的碎屑级配,也没有植被的迹象。遇到时,与基岩的底部接触是尖锐的, 而砾石逐渐向上变成灰色、肥沃的粘土,几乎没有很粗的砾石碎屑。