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Umwelt- und Hydrogeologie

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<strong>Umwelt</strong>- <strong>und</strong> <strong>Hydrogeologie</strong><br />

VO 1,0 SS 2013<br />

LVA Nr. 203.094<br />

Univ.-Prof. Dr. E.H.Tentschert


Kreislauf des (v.a. unterirdischen) Wassers<br />

Themenkreise:<br />

Wasserwege (Poren-, Kluftvolumen, Locker- bzw. Festgesteine)<br />

Wasserleiter (Aquifer) , Wasserstauer (Aquiclude)<br />

Speicher- (Retentions-) vermögen von Gesteinen<br />

Inhaltsstoffe des Wassers, Mineralwässer, Tracermethoden, Isotopen,<br />

Auswirkung Gestein auf Wasser: geogene Mineralisierung, „natürliche“ Tracer<br />

Auswirkung Wasser auf Gestein; Quellung, Lösung, Korrosion, Wasserdruck<br />

Geolog. Input für GW-Modellierung<br />

Quellmechanismen, geolog. bedingte Einzugsgebiete, Quellschutz, Arteser<br />

Wassergewinnung (Brunnen, Drainagen, Bohrungen, Stollen)<br />

Karsthydrogeologie, Wiener Wasser<br />

Wasser im Stollenbau - Zutritte, Verluste, Wechselwirkungen<br />

Talsperren/Wasserfassungen – Umläufigkeiten, Abdichtungen, Injektionen<br />

Geologie im Ökosystem, Wechselwirkungen, technische Eingriffe<br />

Bodenbildung, Wasser <strong>und</strong> Verwitterung<br />

Erosion, Sedimenttransport, Sedimentbewirtschaftung – Verlandungen<br />

Versickerung von Schadstoffen <strong>und</strong> Abwässern<br />

Deponien: geologisch-hydrogeologische Erk<strong>und</strong>ung, natürliche Baustoffe f. Drain bzw. Abdichtung,<br />

Gr<strong>und</strong>wasserkontamination


Literatur<br />

BRASSINGTON, R. (2007)<br />

BUSCH, F.K., LUCKNER,L.,<br />

THIEMER,K. (1993)<br />

FELL,R.; MACGREGOR, P.;<br />

STAPLEDON, D.; ,G. (2005)<br />

Field hydrogeology 3rd. Ed. J. Wiley &sons Chichester<br />

Lehrbuch der <strong>Hydrogeologie</strong> , Bd. 3;G. MATTHESS (Ed.),: Geohydraulik. 497<br />

pp. Borntraeger, Stuttgart.<br />

Geotechnical Engineering of Dams. CRC Press, Taylor & Francis, Balkema<br />

2005<br />

HEITFELD, K.H. (1991)<br />

Lehrbuch der <strong>Hydrogeologie</strong> , Bd. 5 (Talsperren) G. MATTHESS (Ed.),<br />

HÖLTING,B.,COLDEWEY,G (2013) <strong>Hydrogeologie</strong>. Spectrum Verl., 8. Aufl.<br />

KARRENBERG, H. (1981) <strong>Hydrogeologie</strong> der nichtverkarstungsfähigen Festgesteine. Springer<br />

MÜLLER, T. (1999)<br />

Wörterbuch <strong>und</strong> Lexikon der <strong>Hydrogeologie</strong>. Springer-TB<br />

LANGGUTH, H.R.,VOIGT,R. (2004) Hydrogeologische Methoden. 2. Aufl. Springer<br />

RICHTER, W. & LILLICH, W. (1975) Abriß der <strong>Hydrogeologie</strong>. Schweizerbart 1975<br />

STINI, J. (1932) Die Quellen - historisches Standardwerk !!<br />

STINI, J. (1950)<br />

Tunnelbaugeologie. Springer-Verl.Wien, 366 pp. Alt, aber gut!<br />

STOBER, I. (1986)<br />

Strömungsverhalten in Festgesteinsaquiferen mit Hilfe von Pump- <strong>und</strong><br />

Injektionsversuchen. Geol. JB Reihe C, Schweizerbart Stuttgart.<br />

ZÖTL, J. & GOLDBRUNNER, J.E.<br />

(1993)<br />

ZÖTL, J. (1974)<br />

Die Mineral- <strong>und</strong> Heilwässer Österreichs. - 324 S., Springer, Wien.<br />

Karsthydrogeologie - 291 S., Springer, Wien.


Normen<br />

NOR Ausg Kurztitel<br />

M<br />

B 2261 05/00 Brunnenbauarbeiten - Werkvertragsnorm<br />

B 2270 05/96 Injektions- <strong>und</strong> Verpreßarbeitenarbeiten,<br />

Werksvertragsnorm<br />

B 2274 04/92 Bodenaufschlußarbeiten in Locker- <strong>und</strong> Festgestein ,<br />

WV-Norm<br />

B 2279 07/06 Spezialtiefbauarbeiten: Aufschluss, Brunnenbau- <strong>und</strong><br />

Gr<strong>und</strong>bauarbeiten<br />

B 2400 01/03 Hydrologie-Hydrographische Fachausdrücke <strong>und</strong><br />

Zeichen. Ergänzende Bestimmungen zu EN ISO 772.<br />

B 06/04 Hydrologie-Hydrographische Fachausdrücke <strong>und</strong><br />

2400/A Zeichen. Ergänzende Bestimmungen zu ÖNORM EN<br />

1<br />

ISO 772 <strong>und</strong> ÖN EN ISO 772/A1 (Änderung)<br />

B 2500 05/98 Abwassertechnik; Entstehung <strong>und</strong> Entsorgung von<br />

/1<br />

Abwasser; Begriffsbestimmungen <strong>und</strong> Zeichen<br />

B 1977 Wasserversorgung ; Begriffe, T. 2: Sinnbilder<br />

2530/ 1<br />

B 2009 Wassergewinnung: Quellwasser. T. 2: Uferfiltrate<br />

2536/1<br />

B 2009 Wassergewinnung: Oberflächenwasser T. 4: Zisternen<br />

2536/3<br />

B 2601 02/04 Wassererschließuung: Brunnen – Planung, Bau <strong>und</strong><br />

Betrieb<br />

B 2602 06/04 Quellfassungsanlagen – Planung, Bau <strong>und</strong> Betrieb<br />

B 4400-<br />

1<br />

EN ISO<br />

14689<br />

06/10 Geotechnik: Benennung, Beschreibung <strong>und</strong><br />

Klassifizierung von Böden (Regeln z. Umsetzung der ÖN<br />

EN ISO 14688-1 <strong>und</strong>-2<br />

05/04 Geotechnik: Benennung, Beschreibung <strong>und</strong><br />

Klassifzierung von Fels: Benennung <strong>und</strong> Beschreibung<br />

B 4400-2 06/10 Geotechnik: Benennung, Beschreibung <strong>und</strong><br />

Klassifizierung von Fels (Regels z. Umsetzung der<br />

ÖN EN ISO 14689-1 <strong>und</strong>-2<br />

EN 08/99 Ausführung spez. geotechnischer Arbeiten -<br />

12063 Sp<strong>und</strong>wandkonstruktionen<br />

EN 12/01 Ausführung spez. geotechnischer Arbeiten:<br />

12715 Injektionen<br />

EN 01/02 Ausführung spez. geotechnischer Arbeiten:<br />

12716 Düsenstrahlverfahren<br />

EN<br />

25.667/<br />

1,2<br />

EN<br />

27888<br />

EN ISO<br />

22475/1<br />

EN ISO<br />

5667-3<br />

S 2005<br />

S 2070<br />

S 2074-<br />

1<br />

S 2074-<br />

2<br />

ISO<br />

5667-<br />

01/1996<br />

01/94 Wasserbeschaffenheit: Probennahme , -protokolle u. -<br />

technik (=ISO 5667/1,2)<br />

12/93 Wasseruntersuchung: Bestimmung der elektrischen<br />

Leitfähigkeit (=ISO 7888)<br />

12/06 Probenentnahmeverfahren <strong>und</strong> Gr<strong>und</strong>wassermessungen:<br />

T.1: Technische Gr<strong>und</strong>lagen der<br />

Ausführung<br />

02/96 Wasserbeschaffenheit: Probennahme T. 3:Anl. z.<br />

Konservierung u. Handhabung v. Proben<br />

03/98 Abfallwirtschaft - Deponie - Benennungen <strong>und</strong><br />

Definitionen<br />

09/04 Hydrogeologische <strong>und</strong> geotechnische Klassifizierung<br />

von Standorten<br />

05/04 Geotechnik im Deponiebau - Teil 1:<br />

Standorterk<strong>und</strong>ung<br />

09/04 Geotechnik im Deponiebau - Teil 2: Erdarbeiten<br />

1996 Water quality-Sampling-Part 1: guidance on the<br />

design of sampling Programs


Gesetze , Verordnungen<br />

BGBl. I Nr. 123/2006 2006 Wasserrechtsgesetz 2006<br />

BGBl. I Nr. 155/1999 1999 08 17 WRG-Novelle 1999<br />

BGBl. Nr181/1976 1976 05 05 Vermessungsverordnung<br />

BGBl. II Nr. 309/1999 1999 09 09 Mineralwasser- <strong>und</strong> Quellwasserverordnung<br />

BGBl. I Nr. 59/1997 1997 06 19 Wasserrechtsgesetznovelle Deponien<br />

BGBl. I Nr. 157/1999 1999 08 17 B<strong>und</strong>esgesetz, mit dem das Lebensmittelgesetz 1975 geändert wird<br />

BGBl. II Nr. 235/1998 1998 07 23 Verordnung der BM für Frauenangelegenheiten u. Verbraucherschutz über die Qualität<br />

von Wasser für den menschlichen Gebrauch<br />

BGBl. II Nr. 309/1999 1999 09 09 Mineralwasser- <strong>und</strong> Quellwasserverordnung<br />

BGBl. II Nr. 352/1999 1999 09 21 Trinkwasser-Informationsverordnung<br />

BGBl. Nr. 338/1991 1991 06 27 Wassergüte-Erhebungs-verordnung - WGEV<br />

BGBl. Nr. 359/1995 1995 05 31 Oberflächen-Trinkwasserverordnung<br />

BGBl. Nr. 448/1991 : 1991 08 20 Trinkwasser- Pestizidverordnung<br />

BGBL 304/2001: 2001 TWV Trinkwasserverordnung: Verordnung des búndesministers für soziale Sicherheit<br />

<strong>und</strong> Generationen über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch.<br />

BGBl I. Nr. 102 2002 Abfall-Wirtschafts-Gesetz: AWG 2002<br />

BGBl. Nr. 39/2008 2008 01 30 Deponieverordnung 2008<br />

BGBl 227/1969<br />

Strahlenschutzgesetz 1969: B<strong>und</strong>esgesetz über Maßnahmen zum Schutz des Lebens<br />

oder der Ges<strong>und</strong>heit von Menschen einschließlich ihrer Nachkommenschaft vor<br />

Schäden durch ionisierende Strahlen<br />

BGBl 47/1972<br />

Strahlenschutzverordnung: Verordnungüber Maßnahmen zum Schutz des lebens oder<br />

der Ges<strong>und</strong>heit von menschen einschließlich ihrer Nachkommenschaft vor Schäden<br />

durch ionisierende Strahlen


Regelblätter, links<br />

ÖWAV RB 201-2<br />

ÖWAV RB. 208<br />

ÖWAV RB 205<br />

ÖWAV-RB 207 -2<br />

ÖWAV-RB 215<br />

ÖWAV-RB 401<br />

ÖWAV RB 211<br />

ÖWAV-RB 213<br />

ÖWAV-RB 214:<br />

2007 Leitlinie für die Nutzung <strong>und</strong> den Schutz von Karstwasservorkommen für Trinkwasserzwecke.<br />

1993 Bohrungen zur Gr<strong>und</strong>wassererk<strong>und</strong>ung<br />

1990 Nutzung <strong>und</strong> Schutz von Quellen in nicht verkarsteten Bereichen.<br />

2009 Thermische Nutzung des Gr<strong>und</strong>wassers <strong>und</strong> des Untergr<strong>und</strong>s – Heizen <strong>und</strong> Kühlen 2. Aufl.<br />

2010 Nutzung <strong>und</strong> Schutz von Thermalwasservorkommen<br />

1992 GW-Untersuchungen von altlastenverdächtigen Altablagerungen<br />

2000 Nutzung artesischer <strong>und</strong> gespannter Gr<strong>und</strong>wässer<br />

2002 Tiefbohrungen zur Wassergewinnung<br />

2007 Markierungsversuche<br />

Links <strong>Hydrogeologie</strong><br />

Öst. Vereinigung f. Hydrogeolologie www.oevh.org/<br />

Deutsch. Ges. <strong>Hydrogeologie</strong> www.fh-dgg.de Schweiz Ges. Hyrdogeol.: www.hydrogeo.ch<br />

Internat. Ges. <strong>Hydrogeologie</strong>:<br />

http://www.iah.org/<br />

öst. Verein gas-wasserfach<br />

www.ovgw.at<br />

ARC Seibersdorf research Geschäftsfeld Wasser<br />

www.arcs.ac.at<br />

Geologische B<strong>und</strong>esanstalt<br />

www.geologie.ac.at<br />

Joanneum Research, Inst. f. Wasserresourcenmanagement www.joanneum.at<br />

Ost. Ges. Hydrologie<br />

http://www.oegh.ac.at<br />

Lebensministerium Wasser:<br />

www.lebensministerium.at/wasser<br />

Öst. Wasser- z. Abfallwirtschaftsverband www.oewav.at<br />

Öst. Vereinigung für das Gas- u. Wasserfach www.ovgw.at<br />

<strong>Umwelt</strong>b<strong>und</strong>esamt<br />

www.umweltb<strong>und</strong>esamt.at<br />

Wien Wasser<br />

www.wien.gv.at/wienwasser<br />

WHO (world health organisation): www.who.org/ UNESCO www.unesco.org


Anm<br />

Geologische Karten


Hydrogeol. Einheiten Österreich<br />

Blau: Kalkalpen, gelb: quartäre Schottefelde´r (Wr. Becken, Marchfeld, Tullner Feld, Machland, Eferdinger<br />

Becken, Grazer becken, Alpenvorland). Blaue schraffen: Tiefengr<strong>und</strong>wässer; braun: gesteine d. böum. Masse <strong>und</strong><br />

zentralalpen


Hydrogeolog. Karte Österreich


Klufthohlräume v. Locker-Gesteinen<br />

Lockergesteine: Porenwasser<br />

Festgesteine (Fels): Kluft- , z.T. auch<br />

Porenwasser (Sandsteine,<br />

Konglomerate, Rauwacken, Vulkanite,<br />

alle verwitterten G.…)<br />

Kalkhohlräume Karst<br />

Tone: trotz hohen Poren-Volumens<br />

wasserdicht (viel Haftwasser wg. Spez.<br />

Oberfläche <strong>und</strong> elektr. Ladung!!<br />

Größte Nutzung: Sand-Kiesgemische


Kluftwasser<br />

Fotos<br />

E.Tentschert


Klufthohlräume v. Fest-Gesteinen<br />

Tentschert, 1980


Klufthoh lräume in %<br />

Sandstein Schwarzwald<br />

Amphibolit Kühtai<br />

Schluffstein<br />

Sandstein Spessart<br />

Amphibolit Kaunertal<br />

Granitgneis Kaunertal<br />

Granit Capivari Cachoeira<br />

Granitgneis Silz<br />

Dolomit<br />

Kalk Schneealpe<br />

Kalk Rhein. Sch.<br />

Klufthohlräume v. Fest-Gesteinen<br />

3 8 6,5<br />

1<br />

0,9<br />

8<br />

0,8<br />

0,7<br />

0,6<br />

0,5<br />

0,4<br />

0,3<br />

0,2<br />

0,1<br />

0,05 0,05<br />

0,10 0,13<br />

0,17<br />

0,25 0,25 0,27<br />

0,30<br />

0<br />

Gestein


Hydrologische Parameter<br />

Einflussfaktoren für GW-Erneuerung<br />

Niederschlag, Verteilung über das Jahr<br />

Starkregen (Intensität, Anteil, Verteilung)<br />

Schneedecke (Dauer, Ablation)<br />

Relief<br />

Bodenbildung, Mutterboden , Bewuchs,<br />

Evapotranspiration, Vegetationsphase<br />

Schuttbedeckung<br />

Verwitterungsprofil,<br />

Felsdurchlässigkeit


Quelltemperaturen<br />

Quell- <strong>und</strong> GW-Temperaturen sind abhängig von:<br />

mittlerer Seehöhe<br />

Klima (v.a.Temperatur) im Einzugsgebiet<br />

Bodentemperatur<br />

Menge <strong>und</strong> Temp. des Niederschlags<br />

Verweildauer im Untergr<strong>und</strong><br />

Exposition (N – S !!)<br />

Schüttungsmenge<br />

Bei Tiefe > mehrere m nimmt Gr<strong>und</strong>wasser etwa die mittl. Jahrestemperatur an. Große Schwankungen weisen<br />

auf oberflächennahe Einflüsse oder Mischwässer hin.


Temperaturen Tiroler Messstationen


Niederschlags-Gradienten<br />

Beispiel: Quelltemperaturen in verschiedenen Bereichen Tirols. eine lineare Abhängigkeit von<br />

der Meereshöhe gibt es nicht, man muss auch die anderen Faktoren (Niederschlagsherkunft<br />

z.B. Westwetter oder Südföhn, Exposition, Luv/Lee-Lagen etc. berücksichtigen) die<br />

Niederschlags/Höhengradienten gelten somit immer nur lokal !!


Poren – Gr<strong>und</strong>wasser, Wasseralter


Maillet 1905<br />

Trockenwetter-Auslaufkurve


Gr<strong>und</strong>wasser - Ganglinien<br />

a) Kluftgr<strong>und</strong>wasserkörper<br />

b) – d) Lockergestein-GW-K.<br />

e) Karst-Gr<strong>und</strong>wasserkörper


Trockenwetterabfluss<br />

Lfd.<br />

Nr.<br />

Abschnitt Datum Datum Uhrzeit Qo Qt Qo - Qt a<br />

Qox - Qtx Qo Qt (hh:mm) [l/s] [l/s] Tage [d]<br />

1 Qo1 - Qt1 03.06.1992 02.07.1992 12.00 130 111 29 0,0054<br />

2 Qo3 - Qt3 09.07.1992 31.08.1992 12.00 100 74 53 0,0057<br />

3 Qo3 - Qt3 20.12.1992 08.03.1993 12.00 79 55 78 0,0046<br />

Gesamt: 130 55 160 0,0054<br />

Beispiel: Trockenwetterabfluß<br />

Stubbachquelle (Karwendel, Tirol)<br />

Summe Basisabfluß Qs [Mio m3]: 2,089<br />

Abflußfähige Restmenge M [Mio m3]: 0,884


Wienfluss bei Hietzing, Kennedybrücke<br />

Hochwasser (1987) Niederwasser (Nov. 2005)<br />

Fotos<br />

E.Tentschert


Geol. Einflussfaktoren f. oberird. Abfluss<br />

Wienfluss:<br />

L= 34 km, E= 230 km², mittl. Höhe 470 hm.<br />

15 km / 57 % E im Stadtgebiet Wien.<br />

Niederschlag: 1998<br />

im Wienerwald (3/4 des E) hN 800 mm,<br />

Wien Stadt<br />

hN 600 mm.<br />

Pegel Kennedybrücke: Q mittel 1,3 m³/s. Q max 27.7.: 70 m³/s.<br />

seit 1980: HHQ 7.7.1997 193 m³/s.<br />

HQ 100: 320 m³


„Unschärferelation“<br />

Unschärfe<br />

Phase1:<br />

Rasteruntersuchung<br />

n. WVT 1993<br />

Phase2:<br />

Schwerpunktuntersuchungen<br />

Phase3:<br />

Daueruntersuchungen<br />

Zeit<br />

Bohrungen<br />

Spez.. Kartierungen<br />

Spez.. Beprobungen<br />

Spez. Messungen<br />

Schüttungsmessungen<br />

Dauerbeprobung<br />

Forschungsprogramme<br />

Messungen<br />

Beprobungen<br />

Kartierungen<br />

Berechnungen<br />

Darstellungen<br />

Dies soll darstellen, dass man in der ersten Untersuchungsphase einen rel. Großen Wissenszuwachs<br />

hat, danach mit gleichem Aufwand immer weniger 100 % Gewissheit erreicht man doch nie !!


Trinkwasserverbrauch


GW-Erk<strong>und</strong>ung<br />

ÖWAV Regelblatt 208


ÖWAV Regelblatt 208


Wasserbohrungen<br />

ÖWAV Regelblatt 208


Geologische Karten<br />

Problematik: Massstab ,<br />

Thematik (Schwerpunkt z.B. auf Lagerstätte, Tunnel, Bauwerk, etc.)<br />

Qualität (Diplomarbeit, Voruntersuchung, oder detaillierte Bearbeitung)


Wiener Hochquell-Leitungen<br />

Behälter Wien<br />

Rosenhügel<br />

2. HQL<br />

1.<br />

HQL<br />

Rohrnetz 3000 km, 100.000 Hausanschlüsse<br />

Tagesverbrauch 390.000 m³, max. 580.T. 97 % aus Quellen,<br />

Nur 2 % müssen gepumpt werden.<br />

Kraftwerke an Leitung erzeugen 85 % mehr als sie verbrauchen.<br />

Waldbesitz der Stadt Wien: für Quellschutz: 32.000 ha (3/4 der Fläche Wien)<br />

Schutz- u. Schongebiete 900 km² (doppelte Fläche Wiens !!)<br />

1. Leitung: 1870-73, 3 a Bauzeit, 90km + späterer Ausbau auf 120 km, 16 Mio Gulden<br />

Fliesszeit: 36 h, 180.000 m³/d,<br />

2. Leitung: 210.000 m³/d, 800 Mio l in den Hochbehältern. 170 km im freien Gefälle


Schutzgebiete Wiener Wasser<br />

Waldbesitz der Stadt wien: 32.000 ha<br />

(3/4 der Fläche Wien)<br />

Schutz- u. Schongebiete 900 km²<br />

(doppelte Fläche Wiens !!)<br />

http://www.wien.gv.at/wald/foamt/images/karte.jpg


Kaiserbrunn<br />

„Kaiserbrunn“ (im Schwarzach-Tal): von hier<br />

ließen sich die Kaiser frisches Quellwasser mit<br />

Pferdekutschen an den Hof nach Wien bringen.<br />

Geschichte des Wiener Wassers :<br />

Römer leiteten 5000 m³/a aus dem Raum Perchtoldsdorf <strong>und</strong> Gumpoldskirchen nach Vindobona.<br />

Mittelalter: Bis ins 16. Jahrh<strong>und</strong>ert ausschließlich über Hausbrunnen. Die erste belegte Wasserleitung<br />

"Siebenbrunner Hofwasserleitung" (heute 5. Bez.) wurde 1553 errichtet. Diese versorgte kaiserliche Burg +Teile<br />

der Inneren Stadt. 1565 die "Hernalser Wasserleitung“, . 1500 m³/dWasser kam aus dem heutigen 17. Bezirk bis<br />

zum Brunnenhaus am Hohen Markt.<br />

18. Jahrh<strong>und</strong>ert: "Wassermann" <strong>und</strong> das "Wasserweib", verkauften Wasser aus einem Faß (typische Figuren im<br />

Stadtbild - die ca 10.000 Hausbrunnen waren oft verseucht, immer wieder traten Epidemien auf)<br />

"Albertinische Wasserleitung" (1804; von Hütteldorf nach Wien <strong>und</strong> versorgte vier Vorstädte) <strong>und</strong> die "Kaiser-<br />

Ferdinands-Wasserleitung" (1841/46; erste Wasserleitung mit verzweigtem Rohrnetz, Gr<strong>und</strong>wasser aus dem<br />

Donaukanalbereich)<br />

1864: Beschluss I. Wiener Hochquellenleitung, Vom Geologen <strong>und</strong> Stadtrat Eduard Suess geplant, deckt noch<br />

heute ca. 40 Prozent des Wiener Wasseraufkommens. 1873 mit der Inbetriebnahme des Hochstrahlbrunnens am<br />

Schwarzenbergplatz eröffnet. 120 Kilometer lang, kostete 16 Millionen Gulden.


Bauzeit 2. Hochqu.Leitung 1906-1910<br />

Eingegrabene Leitung<br />

Tunnel<br />

Siphon<br />

Fotos<br />

R.Poisel


Karlgraben Siebenquellen<br />

Messwehr am Überlauf<br />

Fotos<br />

E.Tentschert


Luftbild Schneeberg<br />

Gattinger 1973


<strong>Hydrogeologie</strong> Schneeberg<br />

Gattinger 1973


Gattinger 1973<br />

Schneealpenstollen (1963-1966)<br />

Grün: Schiefer der Grauwackenzone, braun: Werfener Schichten (tonreich, Stauer) blau:<br />

Gutensteiner- <strong>und</strong> Wettersteinkalk (verkarstet, Aquifere)


Fassungsbereich Siebenquellen<br />

Gattinger 1973


Monitoring von Spaltbreiten<br />

Schäden an Stollen der 2. HQL durch Hangbewegungen in der Flyschzone<br />

Fotos<br />

R.Poisel


Inklinometer-Messungen an 2. HQ-Leitung


Karst<br />

Verkarstung wirkt erst unterirdisch, wenn geologische Trennflächen<br />

(Schichtfugen, Störungen, Klüfte etc.) als wasserwegsame Initialfugen wirksam<br />

sind <strong>und</strong> zu Karstaquiferen erweitert werden Unterirdische Entwässerung


Karst Schema<br />

CO 2 hältiges Wasser (aus<br />

Verbrennung, Atmung,<br />

Vulkanen) trifft auf Boden.<br />

Beim Durchsickern des<br />

Bodens kann es zur<br />

zusätzlichen Aufnahme von<br />

CO 2 kommen<br />

http://www.esi.utexas.edu/outreach/ca<br />

ves/pdf/Whatiskarst.pdf


Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht<br />

Sättigung hängt vom Gleichgewicht ab. D.h. auch bei hohem Kalkgehalt kann Wasser<br />

noch aggressiv oder bei geringem Kalkgehalt bereits übersättigt sein !!<br />

Bei Mischwässern (W1 /W2) können aus Gleichgewichts-Wässern aggressive Wässer<br />

entstehen.


Karstwasserquellen<br />

Karstquelle (Totes Weib, Stmk)<br />

Kläfferquellen<br />

Fotos<br />

E.Tentschert


Prospekt Skocianske jame


Karstformen<br />

Rillenkarst<br />

Höhlensystem<br />

Doline


Karstwasser<br />

Doline (Schluckloch)<br />

Foto<br />

G.Horninger<br />

Karstsystem


Karst im Tunnelbau<br />

Fotos<br />

ILF


Ausfällungen<br />

Versinterung Drainage<br />

Tropfsteinhöhle<br />

Fotos<br />

E.Tentschert


See im Karst<br />

(oben) offene Karstspalten, offensichtlich aber dicht<br />

(Fanes See, Dolomiten)<br />

Fotos<br />

E.Tentschert


„Detektionseffizienz“<br />

Ziegler 2005


Markierung<br />

Färbeversuch mit Uranin<br />

Fliesswege im Dachsteinmassiv<br />

Markierungsversuch Dachsteinmassiv, G. Völkl, 1998<br />

Fotos<br />

E.Tentschert


Donauversinkung


Donauversinkung LS


Wasserchemismus<br />

Beimengung Vorkommen Einfl. a. Nutzung Conc (mg/l)<br />

Sulfate (SO 4<br />

)<br />

Schwefelwasserst.<br />

(H 2<br />

S)<br />

Hydr.- Carbonat<br />

(HCO 3<br />

)<br />

Gips, Anhydrit, Pyrit, S<br />

haltige Gesteine,<br />

Alaunschiefer<br />

Bitterer Geschmack,<br />

laxative Wirkung<br />

mit Ca: harter Kesselstein<br />

Betonaggr.ess. (Ettringit(<br />

300-400<br />

(Geschmack)<br />

600-1000<br />

(abführend)<br />

Grenzwe<br />

TW (mg/l)<br />

Betonagg<br />

(mg/l)<br />

Stahlag.<br />

(mg/l)<br />

150 > 200 >300<br />

s.o. > 1<br />

Karbonatlösung<br />

Säurenneutralis.<br />

Karbonathärte<br />

(Kesselstein); CO 2<br />

-Gase<br />

150-200 - -<br />

Sauerstoff (O) Überall > 4<br />

Nitrate (N 2<br />

O 5<br />

) Düngung >30 30 > 50 > 50<br />

Natrium (Na) Wie Cl<br />

Wie Cl; hohe Conc:<br />

>70(Pflanzen)<br />

Blutdruck, mit Ca/Mg<br />

20-170 Nahrung 100<br />

Magnesium (Mg) Dolomit, Magnesit W.-Härte, Kesselstein 25-50 >100 -<br />

Fluorid (F)<br />

Tw. Sedimente, Laven, Kl.Mengen gut, gr. Mengen<br />

O,7-1,5<br />

Magmat. Gest.<br />

schädl. (Zahnschmelz)<br />

1,5 - -<br />

Freie Kohlensäure Mineralarme, Ca-arme<br />

Geringe Men Geringe<br />

(CO 2<br />

)<br />

Wässer, Gase<br />

en<br />

Mengen<br />

Eisen (Fe)<br />

Wäsche verfärbt sich; Fe: >0,3<br />

Böden, Gesteine<br />

Mangen (Mn)<br />

Speiseeis, Bier.<br />

Mn: > 0.05<br />

Öle u. Fette - > 5-10


Chem. Parameter<br />

elektrische Leitfähigkeit : Mineralisation. 300 - 600 µS/cm normal, >750 µS/cm<br />

deuten auf spezielle Einflüsse hin. Trinkwassergrenze 2000 µS/cm.<br />

pH-Wert 7 (neutral bzw. sehr schwach sauren oder alkalisch).<br />

Sauerstoffgehalt Geringe Sauerstoffsättigung des Wassers deutet auf die O 2 -<br />

verbrauchenden Abbauvorgänge in schadstoffbelasteten Gr<strong>und</strong>wässern hin.<br />

Niedrige Sauerstoffgehalte (


Chem. Parameter II<br />

Phosphat: 200 mg/l.<br />

Chloride: Salzbelastung.


Wasserhärte:<br />

Wasserhärte: abhängig von den gelösten Mineralien,<br />

Das Waschmittelgesetz unterscheidet drei Härtestufen:<br />

I: 0 bis 10 °dH (Grad deutscher Härte)<br />

II: 10 bis 16 °dH (Grad deutscher Härte)<br />

III: über 16 °dH (Grad deutscher Härte)<br />

Dosierung von Waschmittel <strong>und</strong> Kalkschutzmittel (Enthärter).<br />

Wiener Trinkwasser: Härte von 6 bis 11 (in manchen Fällen 16) °dH<br />

Wasserhärtebereich der einzelnen Wiener Bezirke:<br />

http://www.wien.gv.at/wienwasser/haerte.html<br />

Härte: durch Ca, Mg, SO 3 etc. …<br />

1 Grad deutsche Härte (1 ° dH) =<br />

10 mmol/l<br />

Beeinflusst: Verkalkung Rohre,<br />

Waschmaschinen, Versinterung<br />

(Drainagen !), Teegeschmack !


Mineralwasser<br />

EU-Richtlinie 80/777 v. 30.8.1980 bzw. 96/70/EG v. 28.10.1996, <br />

Mineralwasserverordnung BGBL. 55/1994 bzw. BGBl. II Nr. 209/1999:<br />

Abschaffung der Mindestgrenze 1 g/kg gelöste feste Stoffe.<br />

• Mineralwasser mit sehr geringem Gehalt an Mineralien: < 50 mg/l<br />

• Mineralwasser mit geringem Gehalt an Mineralien: < 500 mg/l<br />

• Mineralwasser mit hohem Gehalt an Mineralien: >1500 mg/l<br />

• „Säuerling“: bereits ab 250 mg/l gelöste freie Kohlensäure zugelassen (früher 1000<br />

mg)<br />

Bei > 6500 mg/l ist auf physiologische Wirkung Rücksicht zu nehmen.<br />

Weitere Kriterien:<br />

• Ursprung aus unterirdischem geschützten Vorkommen<br />

• Ursprüngliche Reinheit<br />

• Bestimmte Eigenart (Mineralstoffe, Spurenelemente, sonstige – ggf.<br />

ernährungsphysiologische Wirkung<br />

• Zusammensetzung, Temp. Etc. im Rahmen nat. Schwankungen konstant.<br />

• Zugelassene Aufbereitung: Entfernung v. Fe <strong>und</strong> Mn, kurzer Transport zw.<br />

Gewinnung <strong>und</strong> Abfüllung

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