GwSchnee: Einfluss von Schneeakkumulation und –schmelze auf die Grundwasserneubildung am Gebirgsstandort Stoderzinken.

Allgemeine Projektinformationen

Abstract (deutsch)

Das Forschungsprojekt ergänzt und erweitert das bereits laufende Projekt zur Analyse von Grundwasserneubildungsdynamik im Almökosystem Stoderzinken und verfolgt im Wesentlichen folgende Ziele:
> Den Einfluss von Klimaelementen auf Schneeakkumulation und –schmelze am Versuchsstandort zu untersuchen und zu quantifizieren
> Die Schneehöhe bzw. das Schneewasseräquivalent mit Schneekissen und ETH-Rohr zu messen
> Eine Methode zu entwickeln, die es erlaubt am Lysimeter das Schneewasseräquivalent zu messen
> Den Vergleich von technischen Messmethoden mit Modellierungsergebnissen
> Den Anteil des Schneeschmelzwassers auf die Grundwasserneubildung am Standort zu bestimmen
> Die erhobenen Daten für den hydrografischen Dienst, Lawinenwarndienst und andere Forschungseinrichtungen bereitzustellen

Schlagwörter (deutsch)

Schneewasseräquivalent, Schneehöhe, Schneedichte, Lysimeter, Grundwasserneubildung

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Impact of snow accumulation and melting on groundwater recharge at the mountain site Stoderzinken

Abstract (englisch)

Topographically Austria is characterized by the Alps where depending on altitude and season precipitation can accrue as snow. The knowledge how much water is accumulated in the snow cover (snow water equivalent) is important to forecast avalanches and floods. This parameter is also interesting to quantify the influence of snow accumulation and melting on groundwater recharge. Since the winter 2008/2009 a snow bag additionally to the lysimeter station at the mountain stoderzinken is installed where snow water equivalent can be measured. The main goal of the project is to quantify snow water equivalent at the experimental site and to evaluate together with modelling results how much the proportion of melting water on the groundwater recharge is. Furthermore, the lysimeter will be applied to gather data regarding quantity and direction of melting water.

Projektziele

Topografisch ist Österreich hauptsächlich von den Alpen geprägt, wo je nach Höhenlage und Jahreszeit Niederschläge in einer mehr oder weniger langen Zeitspanne in Form von Schnee anfallen. Schnee kann während der Schmelzperiode Wasser zeitlich und räumlich je nach Witterung und Untergrund unterschiedlich frei geben. Die Kenntnis wie viel Wassermenge in der Schneedecke gebunden ist (Schneewasseräquivalent) wird vorwiegend zur Vorhersage des Lawinen- und Hochwassergefahrenpotentials herangezogen. Diese Kenngröße kann aber auch wichtige Informationen hinsichtlich Einfluss von Schneeakkumulation und –schmelze auf die Grundwasserneubildung liefern. Neben manuellen Messtechniken, kann das Schneewasseräquivalent durch ein Schneekissen bestimmt werden. Seit dem Winter 2008/2009 ist an der Westseite des Stoderzinkens (1830 m Seehöhe) zusätzlich zu einem wägbaren monolithischen Lysimeter und einer Wetterstation ein Schneekissen installiert. Die zentrale Fragestellung ist, wie viel Schnee (Schneewasseräquivalent) in dem Untersuchungsgebiet vorhanden ist und welcher Anteil davon wann als Schmelzwasser abfließt. Mit dieser Information kann man Rückschlüsse ziehen, welchen Anteil die Schneeakkumulation an der Grundwasserneubildung an diesem Gebirgsstandort hat. Weiters kann durch Vergleich der modellierten Schneeschmelze mit den Lysimetermessungen berechnet werden, ob und in welcher Menge ein Zufluss von Schmelzwasser aus den benachbarten Bereichen vorliegt. Nicht zuletzt sollen die erhaltenen Erkenntnisse für weitere wissenschaftliche Untersuchungen im Bereich Schneehydrologie und in der Erforschung von Lawinen- und Hochwasserprognose bereit gestellt werden.

Praxisrelevanz

Kenntnisse über Prozesse die Schneeakkumulation und Schneeschmelze betreffen spielen nicht nur hinsichtlich Klima und Klimawandel eine Rolle, sondern sind eine wichtige Voraussetzung für den Tourismus, die Wasserwirtschaft, die Hydroenergie, die Landwirtschaft und das Verkehrswesen. Die Erhebung von Schneeparametern ist wichtig, um Aussagen über vergangene und zukünftige regionale Trends diesbezüglich zu machen. Wenn Schnee schmilzt hat er den größten Effekt, da Schmelzwässer negative Folgen wie etwa Hochwasser und Überschwemmungen bewirken können. Andererseits wird Wasserkraft, Bewässerung und Trinkwasser und zunehmend auch Wasser für die Beschneiung von Pisten benötigt. In allen Fällen sind Kenntnisse wie viel Wasser die Schneedecke enthält und wann sie wie viel Wasser frei gibt hilfreich. Weiters können die Daten für Institutionen wie dem Hydrografischen Dienst, dem forsttechnischen Dienst für Wildbach und Lawinenverbauung und dem Lawinenwarndienst von Nutzen sein.

Berichte

Abschlussbericht

Kurzfassung

Die Kenntnis wie viel Wassermenge in einer Schneedecke gebunden ist (Schneewasseräquivalent), wird vorwiegend zur Vorhersage des Lawinen- und Hochwassergefahrenpotentials herangezogen. Diese Kenngröße, kann zusammen mit Auskünften über Relief, Windverfrachtung wichtige Informationen hinsichtlich Einfluss von Schneeakkumulation und –schmelze auf die Grundwasserneubildung liefern. Ergebnisse aus früheren Untersuchungen zeigen im Untersuchungsgebiet an der Westseite des Stoderzinkens (1830 m) eine doch recht beträchtliche Diskrepanz zwischen Niederschlägen im Herbst und Winter und den anfallenden Sickerwassermengen. Es konnte bisher auf diesem Standort keine Beziehung zwischen Winterniederschlägen, Schneewasseräquivalent und Schmelzwasser bzw. Grundwasserneubildung während der Schmelzperiode hergestellt werden. In der vorliegenden Studie soll durch Messungen auf einem Schneekissen auf einem Lysimeter und durch computergestützte Modellierung ein verbessertes Verständnis von Schneeakkumulation und -schmelzprozessen hergestellt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das Niederschlagsmesssystem „Pluvio“ vergleichsweise reproduzierbarere Niederschlagsmesswerte als das System „Parsivel“ liefert und daher für die weiteren Analysen über Schneeakkumulation und –schmelze herangezogen wurde. In der Gegenüberstellung der Resultate mit Modellierungsergebnissen, weist aber auch das System „Pluvio“ eine Unterschätzung des Niederschlages im Vergleich mit gemessenen Werten auf. Ergebnisse hinsichtlich lateraler Umverlagerung von Schnee und Schneeschmelzwasser, stellen Relief und Wind als starke Einflussgrößen dar. Das Schneewasseräquivalent am Untersuchungsstandort wurde durch mehrere Messmethoden ermittelt. Im parallelen Vergleich von Stechzylinder, Schneekissen und Computermodel zeigt sich, dass sowohl Schneehöhe als auch Schneewasseräquivalent deutlich voneinander abweichen. Diese Tatsache ist ein erneuter Hinweis, dass Schneedrift und Relief eine wichtige Rolle bei der Abschätzung von Schneehöhe und Schneewasseräquivalent sind. Um die Umverlagerung von Schneeschmelzwasser testen zu können, wurde ein Tracer-Versuch mit Lebensmittelfarbe durchgeführt. Das Ergebnis dieses Versuches weist eine klare laterale Verlagerung von Schneeschmelzwasser in der Abschmelzphase auf einer „Harschschicht“ aus. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Einflussgrößen auf die Diskrepanz zwischen Niederschlägen im Winter und den anfallenden Sickerwassermengen durch diese Studie bekannt und teilweise quantifiziert wurden. Nichts desto trotz, bedarf es weiterer Untersuchungen die diese Ergebnisse erhärten und die Einflussgrößen weiter quantifizieren.

Berichtsdateien

Abschlussbericht_GWSchnee.pdf

Autor/innen

Dr. Markus Herndl