Zeitreihenanalyse
Pastas ist ein quelloffenes Python-Paket zur Analyse von hydro(geo)logischen Zeitreihen. Pastas verfolgt zwei Ziele: einen wissenschaftlichen Rahmen für die Entwicklung und Erprobung neuer Methoden zu schaffen und ein zuverlässiges, sofort einsatzbereites Software-Tool für Grundwasserpraktiker bereitzustellen.
Grundwasserbrunnen in der Nähe von Flüssen können durch Infiltration von Flusswasser beeinflusst werden. Im Rahmen des Trinkwasserschutzes sind die entscheidenden Fragen der Anteil des Flussinfiltrats im geförderten Wasser und die Verweilzeit im Grundwasserleiter. Zu diesem Zweck können Tracerversuche durchgeführt werden. An größeren Flüssen erfordern solche Versuche jedoch die Injektion großer Mengen des Tracers. Als Alternative zu künstlichen Tracerversuchen kann die Dekonvolutionmethode, bei denen Zeitreihen der elektrischen Leitfähigkeit und der Temperatur für quantitative Aussagen über Mischungsverhältnisse und Verweilzeiten genutzt werden.
Ein R basiertes Programm mit GUI kann kostenlos genutzt werden. Code ist auf Anfrage erhältlich (Christian.moeck@eawag.ch)
Publikationen:
Cirpka, O.A., Fienen, M.N., Hofer, M., Hoehn, E., Tessarini, A., Kipfer, R., Kitanidis, P.K., 2007. Analyzing bank filtration by deconvoluting time series of electric conductivity. Ground Water 45 (3), 318-328.
Diem, S., Ammann, L., Poppei, J., 2015. Charakterisierung der Flussinfiltration – Anwendung unterschiedlicher Methoden auf Zeitreihen im Aaretal, Aqua & Gas 4, 42-52.
Liao, Z., Osenbrück, K., Cirpka, O.A., 2014. Non-stationary nonparametric inference of river-to-groundwater travel-time distributions. J. Hydrol. 519, 3386-3399.
Vogt, T., Hoehn, E., Schneider, P., Cirpka, O.A., 2009. Untersuchung der Flusswasserinfiltration in voralpinen Schottern mittels Zeitreihenanalyse. Grundwasser 14 (3), 179-194.
Vogt, T., Hoehn, E., Schneider, P., Freund, A., Schirmer, M., Cirpka, O.A., 2010. Fluctuations of electrical conductivity as a natural tracer for bank filtration in a losing stream. Adv. Water Resour. 33 (11), 1296-1308.