Detection of free vertical convection and double-diffusion in groundwater monitoring wells with geophysical borehole measurements

Two algorithms for in-situ detection and identification of vertical free convective and double-diffusive flows in groundwater monitoring wells or boreholes are proposed. With one algorithm the causes (driving forces) and with the other one the effects (convection or double-diffusion) of vertical transport processes can be detected based on geophysical borehole measurements in the water column. Five density-driven flow processes are identified: thermal, solutal, and thermosolutal convection leading to an equalization, as well as saltfingers and diffusive layering leading to an intensification of a vertical density gradient. The occurrence of density-driven transport processes could be proven in many groundwater monitoring wells and boreholes; especially shallow sections of boreholes or groundwater monitoring wells are affected dramatically by such vertical flows. Deep sections are also impaired as the critical threshold for the onset of a density-driven flow is considerably low. In monitoring wells or boreholes, several sections with different types of density-driven vertical flows may exist at the same time. Results from experimental investigations in a medium-scale testing facility with high aspect ratio (height/radius = 19) and from numerical modeling of a water column agree well with paramters of in-situ detected convection cells.     

National flood discharge mapping in Austria

This article presents the approach and the results of a study in which 30, 100 and 200 year return period flood discharges were estimated for 26,000 km of Austrian streams. Three guiding principles were adopted: combination of automatic methods and manual assessments by hydrologists to allow speedy processing and account for the local hydrological situation; combination of various sources of information including flood peak samples, rainfall data, runoff coefficients and historical flood data; and involvement of the Hydrographic Services to increase the accuracy and enhance the acceptance of results. The flood discharges for ungauged catchments were estimated by the Top-kriging approach with manual adjustment to the local flood characteristics. The adopted combination approach proved to be very efficient both in terms of the project time required and in terms of the accuracy and acceptability of the estimated flood discharges of given return periods.     

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Die Windverhältnisse im Davoser Hochtal

Zusammenfassung Die Davoser Windverh?ltnisse werden in ihrem tages- und jahreszeitlichen Ablauf sowie in ihrer Abh?ngigkeit von verschiedenen typischen Wetterlagen untersucht. Neben den ungest?rten Sch?nwetterlagen mit ihrem ausgepr?gten Talwind, der wie der Malojawind talabw?rts weht, werden die F?hnstr?mung aus Südwest und die Nordoststr?mung bei Staulagen und Bise kurz besprochen. Gegenüber dem benachbarten Dischmatal zeigt sich ein sp?terer Beginn des Talwindes bei Sch?nwetterlagen, w?hrend im Vergleich zu anderen T?lern, z. B. zum Wallis, ein früheres und schw?cheres nachmitt?gliches Windmaximum auftritt.

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Summary The wind at Davos is analysed in his diurnal and annual variation and in the depence on the different weather types. The fair and undisturbed weather shows a typical valley breeze during the day, but not in the normal direction towards the higher part of the valley, but downstream, similar to the Malojawind in the Engadine. The opposite wind direction, from southwest, characterises the foehn-situation. Northeasterly winds develop in the case of higher pressure north of the Alps (e. g. in situations of barrage). The valley-breeze begins later than in the adjacent Dischma Valley, but it is weaker and reaches the highest intensity earlier than in other valleys, as e. g. in the Valais.

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Résumé Les vents de Davos sont analysés selon leurs variations diurnes et annuelles et selon des types de temps caractéristiques. La situation de beau temps montre un vent de vallée assez accentué, soufflant du haut en bas, donc dans une direction anormale, mais analogue au vent de la Maloja en Engadine. En cas de ?foehn? le vent souffle du sud-ouest tandis qu'un vent du nord-est se manifeste par situations de surpression au nord des Alpes. Le vent de vallée se met à souffler plus tard à Davos que dans la vallée de Dischma toute proche. Il y atteint par contre sa vitesse maximale plus t?t que les vents correspondants d'autres vallées p. ex. du Valais. Le maximum y est cependant moins élevé.

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Mit 6 Textabbildungen

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Herrn Dr.W. M?rikofer zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

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Der Pyroxentuff vom Heilsberg im Hegau

Zusammenfassung Das Tuffvorkommen vom Heilsberg bei Gottmadingen im Hegau wurde neu kartiert und mineralogisch untersucht. Die Korngrößenverteilung zeigt ein deutliches Maximum bei 0,6–1,2 mm. Der Tuff besteht aus 40% magmatogenem Material und 60% Bestandteilen des durchschlagenen Untergrundes. Die magmatogenen Komponenten sind 17% Einzehnineralien, 10% Grundmasse und 13 % Auswürflinge. Unter den Einzelmineralien wiegt der Pyroxen (Fassait) vor, daneben kommen Amphibol, Biotit und Magnetit, ferner Apatit und Analcim sowie einige seltenere Mineralien vor. Für Pyroxen, Amphibol, Biotit und Magnetit werden chemische Analyse und optische Eigenschaften mitgeteilt. Die größte Menge der magmatogenen Auswürflinge sind kugelförmige Lapilli, die hinsichtlich ihrer Entstehung genauer untersucht und chemisch analysiert wurden. Seltener sind grobkristalline, dunkle und belle Bomben, deren Mineralgehalt und chemische Zusammonsetzung genauer beschrieben werden. Sic stellen wahrscheinlich Differentiate des Heilsbergmagmas dar. Die ehemals glasige, magmatogene Grundmasse des Tuffs liegt heute als ein Gemenge von Montmorillonit und Calcit vor.Aus den nichtmagmatogenen Bestandteilen kann auf den Untergrund im Bereich des Heilsbergvulkans geschlossen werden. Aus dem Deckgebirge wurden Tertiär, Mahn, Dogger, Jura, Keuper und Muschelkalk nachgewiesen. Das Grund-gebirge besteht hauptsächlich aus granodioritischen bis granitischen Gesteinen und enthält auffallenderweise nur wenig Gneise. Der Herd der Eruption dürfte mindestens 4000 m tief liegen.Der Chemismus des Heilsbergmagmas ist hornblenditisch. Es ist dem Magma der Melilithite verwandt und leitet zu den Phonolithen des Hegau über. Das Gestein ist als hornblenditischer Pyroxen-Analcim-Tuff zu bezeichnen.Zwei unabhängige Bestimmungen nach der K-Ar-Methode ergaben für den Biotit des Tuffs ein obermiozänes Alter von 14,0 bzw. 14,5 Mill. Jahren.Mit 2 Textabbildungen     

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