Detektion und Quantifizierung von subaquatischen Porenwasserfreisetzungen geringer Intensitäten

Subaquatische Porenwasserfreisetzungen haben als Bestandteil von Transportprozessen in marinen Gewässern eine zentrale Bedeutung, da eine Vielzahl von Gewässereigenschaften durch sie bestimmt oder maßgeblich beeinflusst wird. Eine Quantifizierung dieser Fluidbewegungen erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von Seepage-Metern. Insbesondere bei der Bestimmung von Porenwasserfreisetzungen niedriger Intensitäten weisen die mit Seepage Metern erfassten Daten jedoch häufig hohe Messfehler auf und/oder sind widersprüchlich. Probleme treten sowohl beim Messvorgang selbst als auch bei der Interpretation der Daten auf. In der vorliegenden Dissertation werden Messvorgang und Interpretationspraxis auf den Prüfstand gestellt und Vorschläge zur Optimierung der Seepage-Meter-Technologie erarbeitet. Vorgestellt wird hierzu ein neuentwickelter Gerätetyp, mit dem es möglich ist, Porenwasserfreisetzungen sensitiv und zeitlich hochaufgelöst zu erfassen. Darüber hinaus bietet das neuentwickelte Seepage-Meter die Möglichkeit, zusätzliche Einflussparameter wie Bodenströmung, hydrostatischen Druck und Permeabilität während des Messvorgangs simultan mitzubestimmen. Präsentiert werden sowohl Aufbau und Funktionsweise des Messgerätes als auch Ergebnisse von Labortests und ersten Feldmessungen. Begleitend hierzu werden numerische Untersuchungen vorgestellt. Diese liefern Informationen zu Auswirkung von Umweltfaktoren auf das Messverhalten des neuentwickelten Seepage-Meters. Im Fokus der Analysen steht hierbei der Einfluss der Bodenströmung auf den zu erfassenden Porenwasseraustausch. Demonstriert wird das Potential der Bodenströmung, Porenwasserbewegungen in signifikanten Größenordnungen zu erzeugen und die Messungen in bislang unterschätzter Weise zu beeinflussen. Als Konsequenz erfolgt eine Abschätzung der effektiven Empfindlichkeitsgrenzen des neukonstruierten Seepage-Meters für bodenströmungsunabhängigen Porenwasserfreisetzungen.