GwStoder: Grundwasserneubildungsdynamik im Almökosystem Stoderzinken: Kombinierte Analyse von Infiltrations- und Entwässerungsvorgängen
Projektleitung
Markus Herndl
Forschungseinrichtung
LFZ Raumberg-Gumpenstein
Projektnummer
100525Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Das Projekt konkretisiert und erweitert somit wesentliche bei der Einrichtung der Forschungsstation am Stoderzinken definierten Zielsetzungen (vgl. BOHNER et al. 2007), insbesondere:
- Die Beobachtung der jährlichen und jahreszeitlichen Schwankungen der Sickerwassermenge sowie der Niederschlagsereignisse
- Die Abschätzung der jährlichen Grundwasserneubildung sowie die Untersuchung der Dynamik der Grundwasserneubildung und die Zusammenhänge mit der Abflussdynamik im Gebirge
- Die Bereitstellung und Aufbereitung meteorologischer, bodenhydrologischer und bodenkundlicher Primärdaten für die Validierung von Modellen
- Die Bedeutung von Almböden für die Trinkwasserversorgung
- Die Quantifizierung der natürlichen Hintergrundlast (unvermeidbare Nährstoffverluste)
- Die Beobachtung der jährlichen und jahreszeitlichen Schwankungen der Sickerwassermenge sowie der Niederschlagsereignisse
- Die Abschätzung der jährlichen Grundwasserneubildung sowie die Untersuchung der Dynamik der Grundwasserneubildung und die Zusammenhänge mit der Abflussdynamik im Gebirge
- Die Bereitstellung und Aufbereitung meteorologischer, bodenhydrologischer und bodenkundlicher Primärdaten für die Validierung von Modellen
- Die Bedeutung von Almböden für die Trinkwasserversorgung
- Die Quantifizierung der natürlichen Hintergrundlast (unvermeidbare Nährstoffverluste)
Schlagwörter (deutsch)
Grundwasserneubildung, Sickerwasser, Wasserbilanz, Karstgrundwasser, Almökosystem
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Titel (englisch)
Groundwater recharge dynamics in the mountain pasture ecosystem Stoderzinken: Joined analysis of infiltration and drainage processes
Abstract (englisch)
The Northern Calcerous Alps contribute considerably by their high annual precipitation rate and snow amount to groundwater recharge and thus supply 50 % of the Austrian drinking water. To analyse water and nutrient cycles at a mountain site in the Northern Calcerous Alps, a Lysimeter Station was built at the mountain Stoderzinken (1830 m a.s.l.) in 2005. During the present research period the geology, the in- and exfiltration as well as the soil physics of the karst-plateau Stoderzinken will be characterized. The analyses of the Lysimeter data and the results from the hydrogeological investigations should lead to a better understanding of groundwater recharge processes and in the end should contribute to a sustainable use of water und the protection of groundwater.
Projektziele
Ca. 50 % des Trinkwassers in Österreich wird aus Karstaquiferen entnommen. Besonders die Nördlichen Kalkalpen tragen erheblich zur regionalen aber auch überregionalen Trinkwasserversorgung bei. Für den Schutz und für die nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser ist das Verständnis des Prozesses und der Dynamik der Grundwasserneubildung (Infiltration) unumgänglich. Mit Hilfe von Lysimetern können die Infilitrationsprozesse qualitativ und quantitativ erfasst werden. Im Juli 2005 wurde an der Westseite des Stoderzinkens (1830 m Seehöhe) eine Gebirgslysimeterstation errichtet, welche einen wägbaren monolithischen Lysimeter sowie Bodenwassersammler und eine Wetterstation beinhaltet. Mit Hilfe der Gebirgslysimeterstation können Sickerwassermengen und damit Grundwasserneubildungsraten punktuell quantifiziert werden. Ein Ziel dieser Forschungsstation ist es, Wasserbilanzparameter wie Grundwasserneubildungsraten und Verdunstung für ein repräsentatives Almgebiet in den Nördlichen Kalkalpen zu quantifizieren. Hierfür muss aber auch die Entwässerungscharakteristik des Untersuchungsgebietes erfasst werden. Zu diesem Zweck sollen in einem ersten Schritt die hydrogeologischen Grundlagen des Gebiets Stoderzinken erfasst und untersucht werden, insbesondere hinsichtlich der Grundwasseraustritte an Quellen. Dabei sollen vor allem Quellschüttungen aber auch physikochemische Parameter des Quellwasser in ihrem zeitlichen Verlauf untersucht und in Bezug zu den Lysimeterdaten gesetzt werden, um Rückschlüsse auf die Dynamik der Grundwasserneubildungsprozesse zu ziehen.
Praxisrelevanz
Die Bedeutung der Projektergebnisse für die Wasserwirtschaft und Umwelt liegt im besseren Verständnis der Grundwasserneubildungsprozesse und der Entwässerungsdynamik von Karstgebirgsstöcken. Vor allem für die nachhaltigen Nutzung der Ressource Wasser sind dies wichtige Kenngrößen. Insbesondere gilt dies in Bezug auf mögliche klimatische Änderungen und dadurch sich verändernde Neubildungsbedingungen wie beispielsweise Intensität und Menge des Niederschlags. Für die Landwirtschaft können die Ergebnisse zu einem besseren Verständnis von Almökosystemen und dessen Beitrag zur Grundwasserneubildung beitragen.
Berichte
Kurzfassung
Wasser, das aus Karstaquiferen stammt, trägt in Österreich wesentlich zur Trinkwasserversorgung bei. Die Nördlichen Kalkalpen, mit ihren verkarstungsfähigen Gesteinen, steuern dabei einen erheblichen Beitrag sowohl zur regionalen aber auch zur überregionalen Trinkwasserversorgung bei. Im Juli 2005, wurde am Stoderzinken (1830 m Seehöhe) eine Gebirgslysimeterstation errichtet, mit dem Zweck Wasserbilanzparameter und Infilitrationsprozesse für ein repräsentatives Almgebiet in den Nördlichen Kalkalpen quantifizieren zu können. Das Ziel des vorliegenden Projektes war, eine kombinierte Analyse von Infiltrations- und Exfiltrationsvorgängen vorzunehmen, um die Entwässerungscharakteristik des Untersuchungsgebietes Stoderzinken zu erfassen. Dazu wurde in einem ersten Schritt die geologischen und hydrogeologischen Grundlagen der orographischen Einzugsgebiete des Gebietes charakterisiert und an Quellen Schüttung und die physiko-chemische Parameter der Wässer erhoben. In einem zweiten Schritt, wurde an zwei Oberflächengerinnen (Dürenbach und Gröbmingbach), ein Monitoringsystem eingerichtet, das mittels Datenlogger kontinuierlich die Schüttung erfasst. Die Ergebnisse der ersten Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Einzugsgebiete in zwei Gruppen eingeteilt werden können: Zur ersten Gruppe gehören die großen Einzugsgebiete (> 10 km²) Gröbmingbach und Gradenbach, zur zweiten Gruppe die Einzugsgebiete Dürenbach und Feisterbach. Die Einzugsgebiete Dürenbach und Feisterbach im südlichen Bereich des Stoderzinken sind durch zahlreiche Quellen mit geringen Schüttungen gekennzeichnet, wobei die Quellen dezentriert über die Einzugsgebiete verteilt sind. Die Einzugsgebiete Gröbmingbach und Gradenbach sich durch Quellen mit höheren Schüttungsmengen, wobei die Lage der Quellen auf wenige Teilgebiete konzentriert sind. Erste Ergebnisse erster hydrochemischer Analysen bestätigen im Wesentlichen die Gruppierung und lassen Abhängigkeiten der Wässer von ihren geologischen Gegebenheiten im Einzugsgebiet erkennen. Zusammengefasst sind in diesem Projekt die Grundlagen für zukünftige Untersuchungen erhoben und ein Monitoringsystem aufgebaut worden, die ein Verständnis der Entwässerungsdynamik des Gebietes Stoderzinken ermöglichen. Die kontinuierliche Fortführung der hydro(geo)logischen, der hydrochemischen, aber auch ergänzender isotopenhydrologischer Untersuchungen sind neben den Untersuchungen am Lysimeterstandort Stoderzinken für ein besseres Verständnis der Infiltrations- und Exfiltrationsvorgänge im Almökosystem Stoderzinken von großer Bedeutung und anzustreben.