Modellbasiertes Rohwasserqualitätsmanagement und Manganmobilisierung durch Uferfiltration
In vielen Ländern wird die Uferfiltration als erste Stufe der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt. Flusswasser versickert in den Sedimenten des Flussbetts und des Grundwasserleiters, die als natürliche Filter dienen und Stoffe wie Nitrat, partikuläre und gelöste organische Stoffe und Spurenelemente entfernen. Die Rohwasserqualität hängt daher sowohl von der Qualität des Flusswassers als auch von den hydrogeochemischen Prozessen im Sediment ab.
Am Beispiel der Fallstudie auf dem Grind, Brunnen II (Düsseldorf, Deutschland), wurden die geohydraulischen und hydrogeochemischen Prozesse eines stark durch Uferfiltration beeinflussten Einzugsgebiets untersucht. Das aus dem Brunnen II entnommene Rohwasser wies im Vergleich zum Flusswasser und zu Rohwasser aus anderen Brunnen im Einzugsgebiet deutlich erhöhte Mangankonzentrationen auf.
Zur Rückverfolgung der gemessenen Rohwasserqualität wurde ein reaktives Transportmodell entwickelt. Die retrospektive Modellierung zeigte die Prinzipien der lang- und mittelfristigen Veränderungen der Rohwasserqualität, insbesondere die Schwankungen der Mangankonzentrationen. Auf der Grundlage des Modellszenarios können die Auswirkungen unterschiedlicher Flusswasserqualitäten und/oder landwirtschaftlicher Düngungspraktiken vorhergesagt werden. Das quantitative Verständnis der gekoppelten hydrogeochemischen und hydraulischen Prozesse ermöglicht die Entwicklung nachhaltiger Strategien zur Optimierung der Rohwasserqualität, z. B. im Hinblick auf eine kostengünstige Wasseraufbereitung.