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Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften

Lehrstuhl für Hydrologie - Prof. Dr. Stefan Peiffer

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Angebotene Abschlussarbeiten



Angebotene Bachelorarbeiten
Understanding how vegetation influences groundwater discharge to streams: continuous monitoring of groundwater fluxes using Rn

Vegetation is often neglected in hydrological studies, but can act as efficent water pumps during transpiration. In this work we aim to see how the vegetation pump influences stream flow by lowing groundwater levels. We will use new high resolution Rn measurements to tracer daily cycles in groundwater discharge.
Development and deployment of a new, low-cost radon detector for continuous monitoring of groundwater – surface water interactions mehr

Ansprechpartner: Ben Gilfedder
Quantifizierung des Oberflächen-/Grundwasseraustausches sowie der pot. Denitrifikationsleistung der für einen Abschnitt der Spree

Der Tagebau im Lausitzer Braunkohlerevier ist verantwortlich für sehr hohe Grundwasserentnahmen um den laufenden Abbaubetrieb in den Gruben zu gewährleisten. Restlöcher, ausgekohlte Tagebaugruben, werden in der Regel mit Wasser geflutet und in sogenannte Restseen überführt, die sich zum Teil in ihrer chemischen Zusammensetzung (pH, Sulfatbelastung...) stark von natürlichen Gewässern unterscheiden.

Sowohl die kontinuierliche Grundwasserentnahme als auch der Austausch mit den überfluteten  Restlöcher haben hydrologische sowie wasserchemische Auswirkungen auf die durch das Revier fließende Spree. So kommte es in großen Teilen der Spree zur Verockerung und Sulfatbelastung aufgrund der in den Fluss gelangten Verwitterungsprodukte aus den Tagebaugebieten.Im Rahmen dieser Arbeit ist geplant Grundwasserzuflüsse in die Spree, die wegen ihres Chemismuses ein Gefährdungspotenital für die Spree darstellen, mit Hilfe von Radon als natürlichen Tracer zu identifizieren und zu quantifizieren. Zum Einsatz kommt dabei eine Methode die maßgeblich am Lehrstuhl für Hydrologie entwickelt wurde. So kann das radioaktive Element Radon in hydrologischen Systemen als Tracer für die Interaktion zwischen Oberflächen- und Grundwasser genutzt werden. Radonmessungen, entlang eines Flusses können dabei benutzt werden um indirekt Grundwasserzuflussraten und Austauchprozesse mit der HZ abzuschätzen. Diese Arbeit wird in enger Kooperation mit dem Lehrstuhl für Hydrologie und Wasserresourcenbewirtschaftung der TU Cottbus (Prof. Dr. Christoph Hinz) durchgeführt.

Verockerung eines Spree-Zuflusses



Ansprechpartner: Sven Frei, Ben Gilfedder
Who wants to build an Island? Understanding fresh water - salt water mixing under island dune systems

Salt water intrusion into and contamination of coastal fresh water aquifers is one of the largest global problems facing our fresh water resources. This is especially true in heavily populated coastal regions e.g. in Asia and the pacific. Indeed most large cities are located in coastal regions and will likely face water shortages in the future as the sea level rises. 

Island are an ideal 'field laboratory' to study salt water - fresh water mixing processes since they have defined recharge areas under the dunes and are surrounded by sea water. The different densities of fresh and salt water as well as dynamic boundary conditions (e.g. tides) make mixing in coastal areas complex, but also interesting and relevant for water management. 

In this Bachelor work the student will build a sand island in a glass tank in the laboratory to study fresh water-salt water mixing. We will 'rain' fresh water onto the dunes and observe how this fresh water mixes with the surrounding salt water. We will also induce tides and storm events to see how dynamic boundary conditions affect these mixing processes. Once this 'analog' model is set up we will then try to induce biogeochemical processes by adding carbon to the system. 

 tank1   Spiekeroog_dunes

Any interested student should contact me in the Limnological Research Station or by email

Ben Gilfedder

 

 

 



Ansprechpartner: Ben Gilfedder
Mapping and quantifying groundwater and nutrient fluxes and sources in the Bodensee catchment: an example from the Schussen River Catchment

This project will look at groundwater fluxes to the Schussen river, one of the most poluted rivers flowing into the Bodensee. The aim is to identifiy areas of high groundwater discharge and see if this correlates with DOC and nutrient fluxes

Ansprechpartner: Ben Gilfedder
Groundwater fluxes to a quarry lake: can we trace groundwater-vegetation interactions using daily cycles in Rn and lake level mehr

Ansprechpartner: Ben Gilfedder
Bachelor projekt am Bodensee Groundwater fluxes to Steißlinger See

Lakes can be very sensitive to changes in water sources and nutrient fluxes. Groundwater is an often ignored part of lakes water balance because it cannot be seen and is easily forgotten. However, it can be a very important part of lakes water balance and for nutrient fluxes. In this work we will use the groundwater tracer Radon to quantify groundwater fluxes to the Steißlinger See, near the Bodensee. This lake is currently of interest for the Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg due to its nutrient status and unknown water sources. We will also study the chemistry of the lake to help interpret the importance of the groundwater for the lake’s chemical balance and better understand chemical cycling. It is known that the Steißlinger See has springs entering the lake, but it is still unclear how much water they deliver, at which depth they enter the lake, and how they influence the lake’s geochemistry.Steißlinger See



Ansprechpartner: Ben Gilfedder


Angebotene Masterarbeiten
Ermittlung von Grundwasserverweilzeiten mittels Radon als natürlichem Tracer für ein Trinkwasserförderungsgebiet der Stadt Fürth

Uferfiltration ist ein gängiges Verfahren für die Trinkwasserversorgung. Bei diesem Verfahren kommt es durch die Entnahme von Grundwasser in der Nähe eines Fließgewässers und den draus resultierenden Absenktrichter, zu influenten Verhältnissen bei dem das Fließgewässer Wasser an den Grundwasserleiter abgibt. Dieses sogenannte Uferfiltrat wird, nachdem es eine bestimmte Zeit im Aquifer verweilt, für die Trinkwassergewinnung verwendet. Das Verfahren der Uferfiltration hängt dabei im Wesentlichen von der Verweilzeit des Wassers im Aquifer, also der Zeitspanne von der Infiltration bis zur Förderung, ab. Die Idee bei der Uferfiltration ist, dass das oft mit Stoffen wie Nitrat belastete, infiltrierende Flusswasser durch die Selbstreinigungskraft des Aquifers entlang der Fließstrecke zum Förderbrunnen gereinigt wird. Sind jedoch die Fließgeschwindigkeiten im Untergrund zu hoch und die Verweilzeiten zu gering, dann findet keine ausreichender Selbstreinigungsprozess statt. Mit Hilfe von Radon als natürlichem Tracer lassen sich die Verweilzeiten messtechnisch abschätzen. Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll für ein Uferfiltrationsgebiet der Stadt Fürth Verweilzeiten mit Radon abgeschätzt werden. Die Arbeit wird in enger Kooperation mit dem Wasserversorger der Stadt Fürth (Infra Unternehmensgruppe Fürth) durchgeführt.

Schematischer Aufbau der Trinkwasserförderung durch Uferfiltration (Quelle: Aktuelle Wochenschau der GDCH  )



Ansprechpartner: Sven Frei, Ben Gilfedder
Geoelektrische Untersuchungen zur hydrologisch gesteuerten Wasser- und Stoffmobilisierung in vorfluternahen Feuchtgebieten

Die Mobilisierung redox-sensitiver Stoffe wie Nitrat oder gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) aus Feuchtgebieten prägen wesentlich die Wasserqualität angrenzender Vorfluter. Die speziellen hydrologischen Bedingungen innerhalb der Feuchtgebiete sorgen in der Regel dafür, dass die Mobilisierung dieser Stoffe zeitlich sehr variabel ist. Insbesondere während intensiver Niederschläge werden große Mengen an DOC aus den Feuchtgebieten mobilisiert. Um die hydrologischen Besonderheiten und deren spezifischen Einfluss auf die Stoffmobilisierung besser zu verstehen, sollen im Rahmen dieser Bachelor-/Masterarbeit geoelektrische Untersuchungen exemplarisch an einem Moor im Fichtelgebirge durchgeführt werden. Mit Hilfe der Geoelektrik, in Kombination mit Salz-Tracer Experimenten, soll dabei geklärt werden wie sich Wasser und darin gelöste Stoffe in diesem System ausbreiten. Darüber hinaus sollen Geoelektrik-Profile dazu genutzt werden um wichtige hydrologische Parameter, wie etwa die hydraulische Leitfähigkeitsverteilung, abzuschätzen. Die Experimente sollen im Frühjahr/Sommer 2017 im Rahmen eines Froschungsprojektes durchgeführt werden.

Geoelektrische Profilaufnahme



Ansprechpartner: Sven Frei, Stefan Durejka, Sven Nordsiek
Untersuchung des Redoxverhaltens von „smarten“ Tracern für deren Einsatz in der Ökohydrologie mehr

Ansprechpartner: Luisa Hopp, Stefan Peiffer
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