Standardized Schoeller diagrams-A Matlab plotting tool

A complete water analysis typically contains at least 65 chemical and physical parameters. This variety of parameters complicates temporal or spatial comparisons of different water samples. Hence, special hydrogeological diagrams, such as the Schoeller diagram, were developed to facilitate the evaluation and interpretation of analytical results of multiple samples. In conventional Schoeller diagrams, the concentrations of calcium, magnesium, sodium, chloride, sulfate, and bicarbonate/carbonate are plotted as points on logarithmic scales. Points of one analysis are connected to form characteristic signatures of each sample. Occasionally, resulting parallel signatures indicate a similar water genesis. Here, we present standardized Schoeller diagrams and introduce a practical Matlab tool for this purpose. Standardization means that the different logarithmic axes are shifted towards each other so that the signature of a selected sample becomes a horizontal line. This procedure greatly facilitates comparisons of water samples to the chosen standard and increases the informative value of the diagrams. However, manual implementations of standardizations are arduous and time-consuming, as a single calculation of the relocation of each axis is necessary. In addition, the calculations must be repeated if another sample is chosen as the standard. We developed a Matlab tool that allows the fast generation of standardized Schoeller diagrams with many options and implements user-specific preferences with just one command. Probably the most useful feature is that users can choose which parameters are displayed, opening up new areas of application for Schoeller diagrams. Vollstandige Wasseranalysen beinhalten mindestens 65 chemisch-physikalische Kennwerte. Diese Datenmenge erschwert zeitliche und raumliche Vergleiche verschiedener Wasserproben. Spezielle hydrogeologische Diagramme, wie das Schoeller-Diagramm, erleichtern die Auswertung und Interpretation mehrerer Analysenergebnisse/Datensatze. In herkommlichen Schoeller-Diagrammen werden Hauptionenkonzentrationen als Punkte auf logarithmischen Skalen aufgetragen und Punkte desselben Datensatzes verbunden. Es entstehen charakteristische Signaturen, wobei parallele Signaturen eine ahnliche Wassergenese andeuten. In den hier vorgestellten standardisierten Schoeller-Diagrammen sind logarithmische Achsen verschoben, sodass die Signatur einer ausgewahlten Probe eine horizontale Linie bildet. Dieses Verfahren erleichtert Vergleiche verschiedener Wasserproben zum gewahlten Standard und erhoht die Aussagekraft von Schoeller-Diagrammen erheblich. Eine manuelle Standardisierung ist jedoch muhsam und zeitaufwandig, da Verschiebungen jeder Achse eigene Berechnungen erfordern und sich diese ausserdem beim Wechsel des Standards andern. Daher haben wir ein Matlab-Werkzeug fur standardisierte Schoeller-Diagramme entwickelt. Es bietet viele Optionen, benutzerspezifische Wunsche sind schnell und einfach umsetzbar. Beispielsweise konnen Nutzer/innen die anzuzeigenden Kennwerte auswahlen, wodurch sich fur Schoeller-Diagramme neue Anwendungsbereiche eroffnen.

Automated summary

This article introduces hydrogeological diagrams, specifically Schoeller diagrams, in water analysis and proposes a standardized approach to creating Schoeller diagrams using a Matlab tool. The standardization method allows for easier comparison of water samples and increases the informative value of the diagrams. The Matlab tool enables the fast generation of standardized Schoeller diagrams with various options, tailored to user preferences.