Final Report - KATER
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AUFTRAGGEBER:<br />
STADT WIEN MA31<br />
Institut für<br />
WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie und Geophysik<br />
HYDROGEOLOGIE SCHNEEBERG/RAX<br />
ENDBERICHT<br />
HERMANN STADLER, RALF BENISCHKE, ELMAR STROBL<br />
8010 GRAZ, AUSTRIA, ELISABETHSTRASSE 16/II MÄRZ 2008
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
INHALTSVERZEICHNIS<br />
1. Vorwort ...........................................................................................................................................7<br />
2. Einleitung........................................................................................................................................7<br />
2.1. Abgrenzung des Untersuchungsgebietes ..............................................................................7<br />
2.2. Projektziele .............................................................................................................................8<br />
3. Allgemeiner Teil..............................................................................................................................8<br />
3.1. Kartierbericht zur hydrogeologischen Karte Schneeberg / Rax.............................................8<br />
3.1.1. Einleitung......................................................................................................................8<br />
3.1.2. Abgrenzung des Kartierungsgebietes..........................................................................9<br />
3.1.3. Elemente der hydrogeologischen Karte.......................................................................9<br />
3.1.4. Grundwasserneubildungsklassen und Abflussart......................................................10<br />
3.1.5. Störungsklassen.........................................................................................................11<br />
3.1.6. Interpretation der hydrogeologischen Verhältnisse ...................................................12<br />
3.1.7. Hydrogeologische Bewertung des Störungsmusters im Einzugsbereich<br />
einzelner Quellen .......................................................................................................16<br />
4. Quellspezifische Untersuchungen ...............................................................................................19<br />
4.1. Messnetzaufbau, Messstellenbeschreibung, Analyse .........................................................19<br />
4.1.1. Schwarzatal................................................................................................................21<br />
4.1.2. Naßbachtal .................................................................................................................29<br />
4.1.3. Die Quellen und Brunnen im Sierningtal....................................................................35<br />
4.1.4. Niederschlagsmessungen..........................................................................................41<br />
4.2. Zusammenstellung der Schlüsselkurven .............................................................................41<br />
4.2.1. Kaiserbrunnquelle ......................................................................................................41<br />
4.2.2. Quelle 20 ....................................................................................................................44<br />
4.2.3. Stollen VII, "Obere Quellen".......................................................................................44<br />
4.2.4. Übeltalquelle...............................................................................................................45<br />
4.2.5. Kreuzquelle ................................................................................................................46<br />
4.2.6. Regulator Sieding.......................................................................................................47<br />
4.3. Quellcharakterisierung, gewässerkundliche Hauptzahlen ...................................................47<br />
4.3.1. Kaiserbrunnquelle ......................................................................................................48<br />
4.3.2. Quellbereich Höllental ................................................................................................52<br />
4.3.3. Fuchspassquelle ........................................................................................................59<br />
4.3.4. Die Quellen des Naßbachtals ....................................................................................63<br />
4.3.5. Die Stixensteiner Quellen und Brunnen.....................................................................70<br />
4.4. Analyse von Schüttungsrückgängen....................................................................................78<br />
4.4.1. Allgemeine Beschreibung ..........................................................................................79<br />
4.4.2. Berechnungsergebnisse ............................................................................................80<br />
4.5. Abflussmesstouren...............................................................................................................82<br />
4.5.1. Abflussmesstour Dezember 2006..............................................................................83<br />
4.5.2. Abflussmesstour 3. Jänner 2007 ...............................................................................85<br />
4.5.3. Abflussmesstour 10. Jänner 2007 – Schwarza .........................................................89<br />
4.6. Berechnung von Abflussspenden und Abflussdifferenzen...................................................90<br />
4.7. Ergebnisse aus Markierungsversuchen ...............................................................................91<br />
I
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.7.1. Markierungsversuche 1925........................................................................................92<br />
4.7.2. Markierungsversuch Bodenwiese 1941.....................................................................93<br />
4.7.3. Markierungsversuch Reißtal 1951 .............................................................................93<br />
4.7.4. Markierungsversuch Hochschneeberg 1955 .............................................................93<br />
4.7.5. Markierungsversuch Rax 1956 ..................................................................................97<br />
4.7.6. Färbeversuch Reißtal 1967........................................................................................99<br />
4.8. Hydrochemische Untersuchungen .......................................................................................99<br />
4.8.1. Beprobungsprogramm an ausgewählten Quellen und<br />
Untersuchungsmethoden...........................................................................................99<br />
4.8.2. Ergebnisse .............................................................................................................. 100<br />
4.9. Isotopenhydrologische Untersuchungen........................................................................... 106<br />
4.9.1. Dauerbeobachtung.................................................................................................. 107<br />
4.9.2. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 ............................................................ 113<br />
4.9.3. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006 ............................................................ 120<br />
4.9.4. Ereignisbeprobung Sommerereignis 2006.............................................................. 126<br />
4.10. Weitere Detailuntersuchungen an ausgewählten Quellen ............................................. 131<br />
4.10.1. Kaiserbrunnquelle .............................................................................................. 131<br />
4.10.2. Quellgruppe Höllental......................................................................................... 140<br />
4.10.3. Quellvergleiche Kaiserbrunnen – Höllental........................................................ 146<br />
4.10.4. Fuchspassquelle ................................................................................................ 148<br />
4.10.5. Die unterschiedlichen Wasserkomponenten and den Quellen des<br />
Naßbachtals ............................................................................................................ 151<br />
4.10.6. Stixenstein.......................................................................................................... 156<br />
4.11. Charakterisierung der Einzugsgebiete der untersuchten Quellen.................................. 161<br />
4.11.1. Kaiserbrunnquelle .............................................................................................. 161<br />
4.11.2. Fuchspassquelle ................................................................................................ 162<br />
4.11.3. Quellbereich des Höllentals ............................................................................... 162<br />
4.11.4. Die untersuchten Quellen im Naßbachtal .......................................................... 162<br />
4.11.5. Die Stixensteiner Quellen .................................................................................. 163<br />
4.11.6. Mahrwiese Brunnen ........................................................................................... 164<br />
4.12. Empfehlungen für Maßnahmen zum Schutz und zur Nutzung der Wasserreserven..... 164<br />
4.12.1. Bemerkungen zur Schutzfähigkeit ..................................................................... 164<br />
4.12.2. Messstellennetz ................................................................................................. 165<br />
4.12.3. Vorschläge zur Verbesserung des Schutzes und der Nutzung der<br />
Wasserressourcen .................................................................................................. 165<br />
5. Literatur und Unterlagen ........................................................................................................... 169<br />
2
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Verzeichnis der Diagramme<br />
Diagr. 1: Kaiserbrunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeitsmessung bei Abkehr ........................23<br />
Diagr. 2: Höllentalquelle, Datenvergleich zur Schüttungsmessung ............................................26<br />
Diagr. 3: Höllentalquellen, Beeinflussung der Temperaturmessung...........................................27<br />
Diagr. 4: Übeltalquelle. Leitfähigkeit und Pegelstand Überlauf...................................................30<br />
Diagr. 5: Pegelstand Albertwiesquelle.........................................................................................31<br />
Diagr. 6: Reißtalquelle. Vergleich der Schüttungswerte .............................................................33<br />
Diagr. 7: Reißtalquelle, Ereignis im September 2007 ................................................................34<br />
Diagr. 8: Kreuzquelle Pegelstandsbeeinflussung........................................................................36<br />
Diagr. 9: Berechnete Schüttungswerte Schlossquelle ................................................................37<br />
Diagr. 10: Leitfähigkeitsverlauf Stixenstein, April 2007 .................................................................39<br />
Diagr. 11: Temperaturverlauf Stixenstein, April 2007 ...................................................................39<br />
Diagr. 12: Mahrwiese Brunnen A. Abstich und Leitfähigkeit April 2007........................................40<br />
Diagr. 13: Vergleich Niederschlagsmessungen ............................................................................41<br />
Diagr. 14: Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (UWK) .....................................42<br />
Diagr. 15: Kaiserbrunnen, Überfall. SK der MA31 und Berechnungen nach Rehbock. ...............43<br />
Diagr. 16: Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Überfall Messkammer ...........................................43<br />
Diagr. 17: Schlüsselkurve Quelle 20 .............................................................................................44<br />
Diagr. 18: Schlüsselkurve Obere Quellen Stollen VII....................................................................45<br />
Diagr. 19: Schlüsselkurve Übeltalquelle........................................................................................45<br />
Diagr. 20: Schlüsselkurve Kreuzquelle .........................................................................................46<br />
Diagr. 21: Schlüsselkurve Regulator Sieding................................................................................47<br />
Diagr. 22: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Schüttungstagesmittel.............................48<br />
Diagr. 23: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Leitfähigkeitstagesmittel..........................50<br />
Diagr. 24: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle SAK-Tagesmittel .....................................51<br />
Diagr. 25: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Temperaturtagesmittel ............................52<br />
Diagr. 26: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Schüttungstagesmittel ..................................53<br />
Diagr. 27: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Leitfähigkeitstagesmittel ...............................54<br />
Diagr. 28: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle SAK-Tagesmittel...........................................55<br />
Diagr. 29: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Temperaturtagesmittel..................................55<br />
Diagr. 30: Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Schüttungstagesmittel...........................................56<br />
Diagr. 31: Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Leitfähigkeitstagesmittel .......................................57<br />
Diagr. 32: Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Temperaturtagesmittel..........................................58<br />
Diagr. 33: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Schüttungstagesmittel...............................59<br />
Diagr. 34: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Leitfähigkeitstagesmittel............................60<br />
Diagr. 35: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle SAK-Tagesmittel .......................................61<br />
Diagr. 36: SAK Zeitreihe Fuchspassquelle, 2004-2007 ................................................................62<br />
Diagr. 37: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Temperaturtagesmittel ..............................62<br />
Diagr. 38: Schüttungsermittlung Übeltalquelle bis 19.4.2007 ohne Überlauf ...............................64<br />
Diagr. 39: Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Schüttungstagesmittel .....................................65<br />
Diagr. 40: Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Leitfähigkeitstagesmittel ..................................65<br />
Diagr. 41: Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Temperaturtagesmittel ....................................66<br />
Diagr. 42: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Pegelstandstagesmittel..............................67<br />
Diagr. 43: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Leitfähigkeitstagesmittel.............................67<br />
Diagr. 44: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle SAK Tagesmittel ........................................68<br />
Diagr. 45: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Temperaturtagesmittel ...............................68<br />
Diagr. 46: Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Schüttungstagesmittel.....................................69<br />
Diagr. 47: Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Leitfähigkeitstagesmittel..................................70<br />
Diagr. 48: Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Temperaturtagesmittel ....................................70<br />
Diagr. 49: Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Schüttungstagesmittel.......................................71<br />
Diagr. 50: Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Leitfähigkeitstagesmittel....................................72<br />
Diagr. 51: Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Temperaturtagesmittel ......................................72<br />
Diagr. 52: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Schüttungstagesmittel....................................73<br />
Diagr. 53: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Leitfähigkeitstagesmittel.................................74<br />
Diagr. 54: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Temperaturtagesmittel ...................................74<br />
Diagr. 55: Mittlere Jahresganglinie Brunnen Mahrwiese Tagesmittel der Fördermengen............75<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 56: Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel ...................76<br />
Diagr. 57: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde<br />
unten .............................................................................................................................76<br />
Diagr. 58: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde<br />
oben ..............................................................................................................................77<br />
Diagr. 59: Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Temperaturtagesmittel......................77<br />
Diagr. 60: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde<br />
unten .............................................................................................................................78<br />
Diagr. 61: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde<br />
oben ..............................................................................................................................78<br />
Diagr. 62: Ermittlung der Speicherkoeffizienten, Schüttungen während des<br />
Auswertezeitraums .......................................................................................................79<br />
Diagr. 63: Gruppierung der Quellen nach elektrischer Leitfähigkeit und Wassertemperatur. ... 101<br />
Diagr. 64: Übersicht über den Zusammenhang von Ca und Mg bei den monatlich<br />
beprobten Quellen (SR20, SRFP, SRHT, SRKB, SRKQ, SRMB und SRSQ). ......... 102<br />
Diagr. 65: Zeitlicher Verlauf des Calcium-Magnesium-Äquivalentverhältnisses an den<br />
monatlich beprobten Quellen..................................................................................... 103<br />
Diagr. 66: Zusammenhang des CO 2 -Sättigungsindex’ (Partialdruck) mit dem Calcit-<br />
Sättigungsindex und Aufgliederung in deutlich unterscheidbare Gruppen. .............. 105<br />
Diagr. 67: Logarithmischer Zusammenhang (rote Linie) der Sulfatmittelwerte der<br />
untersuchten Quellen mit den Mittelwerten der errechneten Sättigungsindizes<br />
bezüglich Gips. .......................................................................................................... 106<br />
Diagr. 68: Verhältnis Deuterium zu Sauerstoff-18...................................................................... 107<br />
Diagr. 69: Mittlere Seehöhe der EZG aus Sauerstoff-18 Analysen ........................................... 109<br />
Diagr. 70: Schwankungsbreite Sauerstoff-18 Isotop.................................................................. 111<br />
Diagr. 71: Tritiumverlauf ausgewählter Quellen ......................................................................... 113<br />
Diagr. 72: Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Kaiserbrunn,<br />
Fuchspass.................................................................................................................. 114<br />
Diagr. 73: Fuchspassquelle. Schneeschmelze 2005, Leitfähigkeit und 18-O Verlauf ............... 116<br />
Diagr. 74: Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Höllental,<br />
Quelle 20.................................................................................................................... 117<br />
Diagr. 75: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 ...................................... 118<br />
Diagr. 76: Fuchspassquelle. Schüttung im Juli 2005 ................................................................. 119<br />
Diagr. 77: Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006. ∆ O-18 und Q Kaiserbrunn,<br />
Fuchspass, Höllental ................................................................................................. 120<br />
Diagr. 78: Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und<br />
Schüttung................................................................................................................... 122<br />
Diagr. 79: Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und<br />
Leitfähigkeit................................................................................................................ 123<br />
Diagr. 80: Schneeschmelze 2006. Kreuzquelle, Schlossquelle und Brunnen Mahrwiese. ∆<br />
O-18 und Leitfähigkeit................................................................................................ 124<br />
Diagr. 81: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 ...................................... 125<br />
Diagr. 82: Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung, Sauerstoff-<br />
18 ............................................................................................................................... 127<br />
Diagr. 83: Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung,<br />
Leitfähigkeit................................................................................................................ 128<br />
Diagr. 84: Kaiserbrunnquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006.......................................... 129<br />
Diagr. 85:<br />
Fuchspassquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006. Wasserstände.<br />
Leitfähigkeit, 18-O...................................................................................................... 130<br />
Diagr. 86: Fuchspassquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006............................................ 131<br />
Diagr. 87: Kaiserbrunnen, Ereignismonitoring 2007 hydrologische Situation............................ 132<br />
Diagr. 88: Ereignisbeginn Damböckhaus und Niederschlag...................................................... 133<br />
Diagr. 89: Niederschlagsverlauf Damböckhaus 15 Minutenwerte Summenkurve..................... 133<br />
Diagr. 90: Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung, SAK254 und Trübung ................................. 134<br />
Diagr. 91: Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Leitfähigkeit........................................... 135<br />
Diagr. 92: Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Wassertemperatur ................................ 135<br />
Diagr. 93: Wasserstände im Bereich Kaiserbrunnen, Regulierungsarbeiten 21.2.2006 ........... 136<br />
Diagr. 94: Wasserstände Kaiserbrunnen, Abkehr Kaiserbrunnen 7.3.2006.............................. 137<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 95: Kaiserbrunnen. Schüttung und Leitfähigkeit im Februar 2006 .................................. 138<br />
Diagr. 96: Kaiserbrunnen. Schüttung und SAK254 im Februar 2006 ........................................ 138<br />
Diagr. 97: Kaiserbrunnen. Schüttung und Temperatur im Februar 2006................................... 139<br />
Diagr. 98: Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle. .................................. 141<br />
Diagr. 99: Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle, Details...................... 142<br />
Diagr. 100: Vergleich der Leitfähigkeitsmessungen an der Höllentalquelle................................. 143<br />
Diagr. 101: Vergleich der Wasserstandsmessungen an der Quelle 20 ....................................... 144<br />
Diagr. 102: Augenbrunnen. Vergleich der Leitfähigkeiten mit Höllentalquelle und Quelle 20 ..... 145<br />
Diagr. 103: Augenbrunnen. Vergleich der Temperaturen mit Höllentalquelle und Quelle 20...... 145<br />
Diagr. 104: Quellvergleich. Leitfähigkeitsänderungen nach Niederschlag bei beginnender<br />
Schneeschmelze ....................................................................................................... 146<br />
Diagr. 105: Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Leitfähigkeit .................................. 147<br />
Diagr. 106: Quellvergleich. Temperaturänderungen nach Niederschlag bei beginnender<br />
Schneeschmelze ....................................................................................................... 147<br />
Diagr. 107: Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Temperatur................................... 148<br />
Diagr. 108: Fuchspassquelle Schüttung und Leitfähigkeit Juni, Juli 2006................................... 149<br />
Diagr. 109: Fuchspassquelle Schüttung und SAK254 Juni, Juli 2006......................................... 150<br />
Diagr. 110: Fuchspassquelle Schüttung und Temperatur Juni, Juli 2006 ................................... 150<br />
Diagr. 111: Übeltalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit im Mai 2006............................................ 151<br />
Diagr. 112: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, April 2006....................................... 152<br />
Diagr. 113: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, April 2006............................................. 153<br />
Diagr. 114: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, August 2006................................... 154<br />
Diagr. 115: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, August 2006......................................... 154<br />
Diagr. 116: Reißtalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit, Juli 2007................................................ 155<br />
Diagr. 117: Reißtalquelle, Schüttung und Temperatur, Juli 2007 ................................................ 156<br />
Diagr. 118: Stixensteiner Quellen, September 2007.................................................................... 157<br />
Diagr. 119: Mahrwiese Brunnen B, September 2007................................................................... 158<br />
Diagr. 120: Mahrwiese, Brunnen. Abstichmaße 2007.................................................................. 159<br />
Diagr. 121: Mahrwiese Brunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeit durch Pumpbetrieb................ 160<br />
Diagr. 122: Brunnen A, Temperatur und Pumpbetrieb................................................................. 160<br />
Diagr. 123: Brunnen B, Temperatur und Pumpbetrieb................................................................. 161<br />
Verzeichnis der Abbildungen<br />
Abb. 1: Arbeitsgebiet Schneeberg/Rax.......................................................................................7<br />
Abb. 2: Messstelle Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (Einleitung in HQUL) ......................22<br />
Abb. 3: Messstelle Quelle 20 ....................................................................................................24<br />
Abb. 4: Lageskizze Höllentalfassung und Augenbrunn (SCHÖNBRUNNER,1926).................25<br />
Abb. 5: Mengenmessung Stollen III ..........................................................................................26<br />
Abb. 6: Fuchspassquelle, Überlauf neben Quellstube..............................................................28<br />
Abb. 7: Fuchspassquelle, Stollen VII Einleitung .......................................................................28<br />
Abb. 8: Übeltalquelle. Überlauf, Einbau Messsystem...............................................................29<br />
Abb. 9: Reißtalquelle, Sammelschacht .....................................................................................32<br />
Abb. 10: Kreuzquelle Pegelmessung..........................................................................................35<br />
Abb. 11: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den<br />
Bereich Kaiserbrunn. ....................................................................................................95<br />
Abb. 12: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den<br />
Bereich Stixenstein und Puchberg/Schneeberg...........................................................96<br />
Abb. 13: Gesamtübersicht über die berichteten wichtigsten Transportpfade des Tracers<br />
Uranin während des Versuches von 1955. ..................................................................97<br />
Abb. 14. Hochwasser 2006 an der Fuchspassquelle. Foto: Sepp Stanglauer ........................ 115<br />
Abb. 15: Aufbau der Niederschlagsstation Schneeberg/Damböckhaus.................................. 126<br />
Abb. 16: Einbau des Messsystems im Höllental Fassungsstollen am 7.10.2004.................... 140<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Verzeichnis der Tabellen<br />
Tab. 1: Gewässerkundliche Hauptzahlen Kaiserbrunnen, Schüttung ......................................49<br />
Tab. 2: Gewässerkundliche Hauptzahlen Höllentalquelle, Schüttung......................................53<br />
Tab. 3: Gewässerkundliche Hauptzahlen Quelle 20, Schüttung ..............................................57<br />
Tab. 4: Gewässerkundliche Hauptzahlen Fuchspassquelle, Schüttung ..................................60<br />
Tab. 5: Gewässerkundliche Hauptzahlen Übeltalquelle, Schüttung.........................................64<br />
Tab. 6: Kaiserbrunnen. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit .................................................80<br />
Tab. 7 Fuchspassquelle. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit..............................................80<br />
Tab. 8: Quelle 20. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit .........................................................81<br />
Tab. 9: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 05.12.2006 im<br />
Bereich Schneeberg/Rax..............................................................................................83<br />
Tab. 10: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 03.01.2007 im<br />
Bereich Schneeberg/Rax (Wert Schrattengr.: korrigiert)..............................................86<br />
Tab. 11: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 10.01.2007 im<br />
Bereich Schneeberg/Rax..............................................................................................89<br />
Tab. 12: Übersicht über Markierungsversuche im Rax-Schneeberggebiet................................92<br />
Tab. 13: Sauerstoff-18 Dauerbeobachtung ............................................................................. 108<br />
Tab. 14: Deuterium Dauerbeobachtung ................................................................................. 108<br />
Tab. 15: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze<br />
2005 ........................................................................................................................... 119<br />
Tab. 16: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze<br />
2006 ........................................................................................................................... 125<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
1. Vorwort<br />
Mit Bestellnummer MA31 – GA/P/78/2/03 vom 21. August 2003 wurde das Joanneum Research,<br />
Institut für WasserRessourcenManagement mit der Bearbeitung der hydrogeologischen Grundlagen<br />
im Bereich Schneeberg/Rax beauftragt. Dieser Auftrag bezieht sich auf das Anbot Nr. 2710 02055<br />
vom 12. Juni 2003.<br />
2. Einleitung<br />
2.1. Abgrenzung des Untersuchungsgebietes<br />
S, W: Im S und W ergibt sich die Abgrenzung des Arbeitsgebietes aufgrund der geologischen<br />
Situation durch das Vorliegen von Wasser stauenden Gesteinen. Sie verläuft etwa von Sieding -<br />
Hirschwang – Preiner Gscheid – Stojen – Naßkamm – Hinternaßwald.<br />
N: Im N wird das Arbeitsgebiet durch den Naßbach, die Schwarza, den Voisbach bis zum<br />
Klostertaler Gscheid begrenzt.<br />
E: Die vorläufige Abgrenzung im E wurde bei Projektsbeginn vom Klostertaler Gscheid –<br />
Schneedörfl – Schmalleiten – Hirschwang festgelegt. Diese Grenze musste nach Aufarbeitung<br />
vorhandener Unterlagen, im Besonderen der Ergebnisse des Markierungsversuchs von 1955<br />
(DOSCH, 1956a), weiter nach Osten verlegt werden. Somit verläuft die E-Grenze nun an der Sierning,<br />
um die betroffenen Quellen und Brunnen in Stixenstein ebenfalls in die Untersuchungen einbeziehen<br />
zu können.<br />
Abb. 1:<br />
Arbeitsgebiet Schneeberg/Rax<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 7<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
2.2. Projektziele<br />
Als wichtigste quantitative Aspekte wurden festgelegt:<br />
• Erfassung der Karstwasserreserven des Schneeberg- und Raxmassives als Grundlage<br />
zur Optimierung der Nutzung dieser Reserven unter Berücksichtigung der Verletzlichkeit<br />
der Einzugsgebiete und ökologischer Aspekte.<br />
• Erfassung der Abfluss- und Speicherdynamik von wasserwirtschaftlich relevanten Quellen<br />
und wenn notwendig bei Quellen an wichtiger hydrogeologischer Position.<br />
• Bewertung der hydrogeologischen Bedeutung strukturgeologischer Elemente<br />
• Bewertung von einzugsgebietsrepräsentativen Qualitätsparametern wie Leitfähigkeit,<br />
Trübung und SAK254 (soweit als Online Daten vorhanden) an ausgewählten Quellen und<br />
Beurteilung hinsichtlich der Verletzlichkeit und der Schutzfähigkeit der einzelnen<br />
Wasserreserven<br />
3. Allgemeiner Teil<br />
3.1. Kartierbericht zur hydrogeologischen Karte Schneeberg / Rax<br />
3.1.1. Einleitung<br />
Im September 2006 wurde eine hydrogeologische Kartierung im Bereich Rax-Schneeberg-Gahns<br />
durchgeführt. Die Ergebnisse der hydrogeologischen Kartierung waren die Grundlage für die<br />
Erstellung einer hydrogeologischen Übersichtskarte des Untersuchungsgebietes (Beilage 1).<br />
Entlang von Kartierungskorridoren wurden hydrogeologisch relevante und kartenmaßstabsmäßig<br />
darstellbare Strukturelemente und Gesteinseigenschaften aufgenommen. Eine flächendeckende<br />
hydrogeologische Kartierung unter Einschluss aller hydrogeologischen Aspekte war nicht vorgesehen<br />
und hätte den vorgegebenen Rahmen überschritten.<br />
Als Grundlage für die Kartierung standen verschiedene geologische und strukturgeologische Karten<br />
und Literaturunterlagen des Untersuchungsgebietes zur Verfügung (DOSCH, 1956a; PLÖCHINGER &<br />
SUMMESBERGER, 1991; HERRMANN et al., 1992; MANDL, 1994; MANDL et al., 2001; COTZA et al., 2005;<br />
DECKER, 2005).<br />
Der Schwerpunkt der hydrogeologischen Kartierung lag in der Aufnahme von Störungen und<br />
Großklüften und deren Beurteilung hinsichtlich ihrer potentiellen Wasserleitfähigkeit sowie in der<br />
Ansprache der vorliegenden Gesteine in Hinblick auf ihr Infiltrationsvermögen und damit verbunden<br />
auf ihren Beitrag zur Grundwasserneubildung.<br />
Eine Aufnahme von Quellen im Untersuchungsgebiet war nicht vorgesehen, da die Lage von Quellen<br />
zum einen aus der Literatur übernommen werden konnte zum anderen durch die Nutzung durch die<br />
Wiener Wasserwerke bekannt war.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 8<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Die im folgenden Text verwendeten Ortsbezeichnungen sind der Österreichischen Karte 1:50.000,<br />
Blatt 4212, Mürzzuschlag (BEV, Ausgabe 2005), entnommen. Fotos von näher untersuchten<br />
Bereichen sind im Anhang zusammengefasst.<br />
3.1.2. Abgrenzung des Kartierungsgebietes<br />
Die Abgrenzung des Untersuchungsgebietes erfolgte primär nach hydrogeologischen<br />
Gesichtspunkten wie folgt:<br />
Vom Preiner Gscheid über Hirschwang bis Sieding folgt die Grenze des Untersuchungsgebietes etwa<br />
der nördlichen Grenze der hier aufgeschlossenen, gering wasserdurchlässigen Gesteine der Werfen<br />
Formation.<br />
Von Sieding zuerst nach Norden, dann nach Westen bis zum Rohrbachgraben ergibt sich mit der<br />
Sierning bzw. dem Rohrbach eine natürliche hydrogeologische Grenze. In weiterer Folge wird die<br />
durch den Rohrbach bzw. die im Rohrbachgraben aufgeschlossenen Gesteine der Werfen Formation<br />
vorgegebene natürliche hydrogeologische Grenze verlassen und über den Kamm des Sattelberges<br />
bis zur Adolf-Kögler-Hütte gezogen. Von hier bis zum Klostertaler Gscheid erfolgte die Grenzziehung<br />
am Nordostabhang des Schneeberges etwa entlang der 700-Meter Höhenschichtlinie (dies entspricht<br />
grob der Grenze der Gesteine der Werfen Formation zu den überlagernden triassischen Karbonaten).<br />
Vom Klostertaler Gscheid folgt die Grenze weiter dem Voisbach und der Schwarza bis Singerin. Von<br />
Singerin bis Hinternaßwald bildet der Naßbach die weitere Grenze. Von hier nach Süden folgt die<br />
Grenze zuerst dem Reißbach und führt dann auf den Naßkamm.<br />
Von Naßkamm bis zum Preiner Gscheid ist die Abgrenzung des Untersuchungsgebietes zum einen<br />
wieder durch die Verbreitung der Gesteine der Werfen Formation zum anderen durch die Grenze zur<br />
Grauwackenzone vorgegeben.<br />
3.1.3. Elemente der hydrogeologischen Karte<br />
Die im Untersuchungsgebiet vorliegenden Gesteinseinheiten wurden im Gelände nach ihren<br />
erkennbaren Eigenschaften (Lagerungsdichte, Porosität bzw. Klüftigkeit, Vorhandensein von<br />
Karstphänomenen, etc.) vor allem aber in Bezug auf den Oberflächenabfluss aus den einzelnen<br />
Gesteinseinheiten bewertet.<br />
In ähnlicher Form wurden auch Störungen und Großklüfte nach ihrer potentiellen Wasserwegigkeit<br />
bewertet. Wobei hier zum einen die Ausbildung der Störungen und Großklüfte (Öffnungsweite,<br />
Auflockerung im Störungsbereich, Kataklasite, Vorhandensein von Karstphänomenen etc.) aber vor<br />
allem Störungsfüllungen („Störungsletten“, eingeschleppte gering wasserdurchlässige Gesteine, etc)<br />
und die an die Störungen angrenzenden Gesteine für die Bewertung herangezogen wurden.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 9<br />
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Auf Grund dieser Bewertung kann für die vorliegenden Gesteine bzw. Störungen und Großklüfte<br />
folgende Klassifizierung vorgenommen werden. In der hydrogeologischen Karte wurden Gesteine mit<br />
ähnlicher oder gleicher hydrogeologischer Klassifikation in einheitlicher Farbe ausgeschieden. Die<br />
Farbgebung unterscheidet sich aus praktischen Gründen und der Einfachheit halber von der durch die<br />
IAH empfohlenen (STRUCKMEIER & MARGAT, 1995).<br />
3.1.4. Grundwasserneubildungsklassen und Abflussart<br />
3.1.4.1. Festgesteine<br />
• hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit überwiegend unterirdischem Abfluss (Beispiel:<br />
geklüftete bzw. verkarstete Kalke; Anhang: Foto 4, Foto 5, Foto 8)<br />
• mittlerer Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit fallweise oberirdischem Abfluss (Beispiel:<br />
dolomitische Gesteine; Anhang: Foto 6, Foto 7)<br />
• geringer Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit überwiegend oberirdischem Abfluss<br />
3.1.4.2. Lockergesteine<br />
• hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit überwiegend unterirdischem Abfluss (Beispiel:<br />
Hangschuttablagerungen; Anhang: Foto 2, Foto 3)<br />
• mittlerer Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit fallweise oberirdischem Abfluss<br />
• eine Kategorie mit geringem Beitrag zur Grundwasserneubildung und mit überwiegend<br />
oberirdischem Abfluss ist nach den bisherigen Aufnahmen im Bereich der Lockergesteine<br />
nicht repräsentiert.<br />
Die Grenzziehung zwischen den einzelnen „Grundwasserneubildungsklassen“ war auf Grund der oft<br />
sehr kleinräumig verteilten Vorkommen zum Teil schwierig und im Kartenmaßstab nicht sinnvoll<br />
möglich. Um eine den tatsächlichen Verhältnissen nahekommende Darstellung in der Karte<br />
vornehmen zu können, mussten daher Vereinfachungen vorgenommen werden. Es wurde daher für<br />
größere zusammenhängende Bereiche die dominierende „Grundwasserneubildungsklasse“ ermittelt<br />
und für die Darstellung übernommen.<br />
Beispielhaft sollen einige dieser Vereinfachungen beschrieben werden:<br />
• kleine Inseln von locker gelagertem, grobkörnigem, gering mächtigem Hangschutt auf gut<br />
geklüfteten, z.T. verkarsteten Karbonaten (z.B. auf den Hochflächen). Da die<br />
Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften der unterlagernden Karbonate<br />
bestimmt wird, erfolgt eine Zuordnung zur „Grundwasserneubildungsklasse“: Festgestein -<br />
hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung.<br />
• eingeschuppte Gesteine mit geringer Durchlässigkeit (z.B. Gesteine der Werfen Formation) in<br />
gut geklüfteten Karbonaten (z.B. im Bereich von Störungszonen; Störung südlich der<br />
Stadlwand).<br />
Da die Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften der Karbonate bestimmt<br />
wird und die aus den gering durchlässigen Gesteinen oberflächlich abfließenden Wässer nach<br />
kurzer Fließstrecke ebenfalls in den Karbonaten versickern, erfolgt eine Zuordnung zur<br />
„Grundwasserneubildungsklasse“: Festgestein - hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 10<br />
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• Wechsellagerung von gering durchlässigen Gesteinen (z.B. Gesteine der Werfen Formation)<br />
mit geklüfteten Gesteinen mit einer begrenzten Wasseraufnahmefähigkeit (z.B. engscharig<br />
geklüftete Dolomite).<br />
Da die Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften der Dolomite bestimmt<br />
wird und die aus den gering durchlässigen Gesteinen oberflächlich abfließenden Wässer nach<br />
kurzer Fließstrecke ebenfalls wenigstens zum Teil in den Dolomiten versickern können, erfolgt<br />
eine Zuordnung zur „Grundwasserneubildungsklasse“: Festgestein - mittlerer Beitrag zur<br />
Grundwasserneubildung.<br />
• kleine Inseln von gut geklüfteten, z.T. verkarsteten Karbonaten in mächtigem locker<br />
gelagertem, grobkörnigem Hangschutt (z.B. im Bereich der mächtigen<br />
Hangschuttablagerungen an den Gebirgsflanken).<br />
Da die Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften des Hangschutts<br />
bestimmt wird, erfolgt eine Zuordnung zur „Grundwasserneubildungsklasse“: Lockergestein -<br />
hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung.<br />
3.1.5. Störungsklassen<br />
Aufgrund der Größe des Kartierungsgebietes und des zur Verfügung stehenden Rahmens waren nur<br />
Übersichtsbegehungen und keine flächendeckende Aufnahme möglich. Auf Basis der vorhandenen<br />
Unterlagen (insbesondere DECKER, 2005) wurden einzelne Gebietsabschnitte gezielt begangen und<br />
Störungen und Großklüfte hydrogeologisch bewertet. Das in der Karte (Beilage 1) dargestellte<br />
Inventar umfasst Strukturen aus eigenen Begehungen bzw. solche der Aufnahme von DECKER (2005).<br />
In den Fällen, in denen Strukturen der Aufnahme von Decker entweder nicht aufgefunden, im<br />
vorgegebenen Rahmen nicht erreichbar waren, wurden diese als „nicht klassifiziert“ eingestuft.<br />
Störungen und Großklüfte<br />
• potentiell wasserwegige Strukturen, mit überwiegend offenen Trennfugen, keine gering<br />
durchlässigen Störungsfüllungen (Beispiel: offene Störungen; Anhang: Foto 9)<br />
• potentiell nicht wasserwegige Strukturen, mit überwiegend geschlossenen Trennfugen, gering<br />
durchlässige Störungsfüllungen (Beispiel: kataklastische Störungsgesteine mit tonigen<br />
Trennflächenfüllungen; Anhang: Foto 10)<br />
• nicht klassifizierte Strukturen, Merkmale nicht eindeutig erkennbar<br />
• nicht klassifizierte Strukturen, kartierte Störungen übernommen aus Decker (2005)<br />
Die aus dem Kartenbild erkennbare unterschiedliche Dichte der kartierten Störungen entspricht nicht<br />
der tatsächlichen, sondern ist auf die – auf Kartierungskorridore beschränkte – Aufnahme<br />
zurückzuführen. Die erkennbare Störungsdichte ist demnach eine Funktion der Erreichbarkeit aber in<br />
weiterer Folge auch des verwendeten Kartenmaßstabes.<br />
Ähnlich wie bei der Bewertung der Gesteinseinheiten gab es auch bei der Beurteilung der Störungen<br />
und Großklüfte zum Teil Klassifizierungsschwierigkeiten. Wie das nachfolgende Beispiel zeigt, wurden<br />
auch hier die dominierenden Eigenschaften für die Bewertung der „Störungsklasse“ herangezogen:<br />
• Störungen mit offenen Trennfugen und untergeordnet, lokal eingelagerten gering<br />
durchlässigen Gesteinen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 11<br />
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Da die Wasserwegigkeit vorwiegend durch die offenen Trennfugen bestimmt wird, erfolgt eine<br />
Zuordnung zur „Störungsklasse“: potentiell wasserwegig.<br />
3.1.6. Interpretation der hydrogeologischen Verhältnisse<br />
3.1.6.1. Geologischer Rahmen<br />
Das Karbonatmassiv Rax-Schneeberg-Gahns wird im Westen (Reißbach-Naßkamm-Altenbergbach)<br />
von gering durchlässigen Gesteinen der Werfen Formation begrenzt. Die Höhenlage des „Stauers“<br />
liegt zwischen etwa 710 m Seehöhe (Hinternaßwald) und etwa 1300 m Seehöhe (Naßkamm). Von der<br />
Westseite der Rax ziehen die gering durchlässigen Gesteine auf deren Südseite, wobei die Gesteine<br />
der Werfen Formation – zwar deutlich ausgedünnt – weiterhin als „Stauer“ wirken. Sie werden von<br />
den ebenfalls als gering durchlässig einzustufenden Gesteinen der Grauwackenzone unterlagert. Die<br />
Höhenlage des „Stauers“ liegt im Bereich des Preiner Gscheids noch auf etwa 1300 m Seehöhe und<br />
fällt nach Osten bis Hirschwang auf etwa 500 m Seehöhe ab.<br />
Von Hirschwang nach Osten steigen die Gesteine der Werfen Formation bis in den Bereich Prigglitz<br />
auf etwa 700 m Seehöhe wieder an, um danach bis Krößbach im Sierningtal wieder auf etwa 450 m<br />
Seehöhe abzufallen. Durch die tief eingeschnittene Vorflut des Nord-Süd verlaufenden Sierning-<br />
Durchbruchs wird hier das Rax-Schneeberg-Gahns-Massiv von den weiter nach Osten ziehenden<br />
mesozoischen Karbonaten abgetrennt. Nördlich des Sierning-Durchbruchs im Bereich zwischen<br />
Gutenmann und Ödenhof wird das Karbonatmassiv Rax-Schneeberg-Gahns wiederum von Gesteinen<br />
der Werfen Formation begrenzt, die hier in einer Höhenlage von etwa 510 m Seehöhe das Sierningtal<br />
queren und bis Rohrbachgraben auf etwa 620 m Seehöhe ansteigen. Die gering durchlässigen<br />
Gesteine der Werfen Formation folgen nun dem Rohrbachgraben bis auf etwa 1000 m Seehöhe und<br />
springen im Bereich der Adolf-Kögler-Hütte (1333 m Seehöhe) entlang einer Nord-Süd streichenden<br />
Störung in das Mieseltal auf der Ostseite des Schneeberges. Vom Mieseltal bis zum Klostertaler<br />
Gscheid ist die Grenze der Gesteine der Werfen Formation zu den überlagernden triassischen<br />
Karbonaten über weite Strecken von Hangschutt überdeckt, kann aber generell etwa bei 700 m<br />
Seehöhe angenommen werden.<br />
Auf der Nordseite des Schneeberges bilden weiterhin die Gesteine der Werfen Formation – hier<br />
wieder sehr ausgedünnt – die Grenze des Karbonatmassivs, wobei die Grenze bei der Querung des<br />
Voisbaches (Bereich Gasthof Nothnagel) auf etwa 640 m Seehöhe zu liegen kommt. Von hier bildet<br />
die Vorflut des Voisbaches, in weiterer Folge die Schwarza und der Naßbach bis Reithof (etwa 610 m<br />
Seehöhe) die hydrogeologische Grenze, wobei bei Singerin mit etwa 590 m Seehöhe der tiefste Punkt<br />
dieses Abschnittes erreicht wird. Von Reithof bis zur Mündung des Reißbaches (etwa 710 m<br />
Seehöhe) bilden immer wieder eingeschuppte Gesteine der Werfen Formation die Abgrenzung des<br />
Karbonatmassivs Rax-Schneeberg-Gahns.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 12<br />
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Aus der vorhergegangenen Beschreibung ist abzuleiten, dass das Rax-Schneeberg-Gahns-<br />
Karbonatmassiv fast vollständig von „stauenden“ Gesteinen der Werfen Formation unterlagert bzw.<br />
begrenzt wird. Nur im äußersten Osten (Sierning-Durchbruch) und im Nordwesten (Gasthof Nothnagel<br />
bis Reithof) sind die Karbonate nur durch eine jeweils tief eingeschnittene Vorflut von den<br />
angrenzenden nach Osten bzw. nach Westen sich fortsetzenden Karbonaten abgetrennt. Die<br />
Gesteine der Werfen Formation fallen generell gesehen jeweils unter die Karbonate des Rax-<br />
Schneeberg-Gahns-Massivs.<br />
Die tiefsten Punkte der Mulde, die von den Gesteinen der Werfen Formation gebildet werden, liegen<br />
mit etwa 450 m Seehöhe im Bereich des Sierningtal-Durchbruches bei Krößbach (etwas weiter<br />
nördlich im Bereich Stixenstein liegen die Stixensteinquellen), und im Bereich des Schwarzatales mit<br />
etwa 500 m Seehöhe im Bereich Hirschwang und 590 m Seehöhe im Bereich Singerin (die<br />
Kaiserbrunn-, Höllental- und Fuchpassquelle liegt in diesem Bereich).<br />
3.1.6.2. Störungsmuster<br />
In der hydrogeologischen Karte sind Störungen dargestellt, die im Rahmen der Kartierung im<br />
September 2006 aufgenommen wurden. Weiteres wurden kartierte Störungen aus der Arbeit von<br />
DECKER (2005) – vor allem für die Bereiche, die im September 2006 nicht begangen wurden –<br />
übernommen.<br />
Aus dem in der hydrogeologischen Karte ersichtlichen Störungsmuster sind bevorzugte<br />
Störungsrichtungen erkennbar. Aufbauend auf DECKER (2005) können die einzelnen<br />
Störungsrichtungen unterschiedlichen Deformationsphasen zugeordnet werden.<br />
Im Folgenden wird nur auf die im Kartenbild klar erkennbaren Störungsrichtungen eingegangen und<br />
versucht, sie in Hinblick auf ihre hydrogeologische Relevanz zu beurteilen.<br />
3.1.6.2.1. WNW-streichende dextrale Blattverschiebungen<br />
Von Reithof/Naßwald zieht eine Störungszone Richtung Weichtalhaus und kann östlich von<br />
Kaiserbrunn über das Friedrich-Haller-Haus in den Mitterberggraben bis in die Gahnsleiten verfolgt<br />
werden. Nach DECKER (2005) kann diese WNW-ESE-Blattverschiebung einem Kreide-Eozän<br />
Deformationsereignis (D1) zugeordnet werden und wird von untergeordneten synthetischen und<br />
antithetischen Riedelscherflächen, die zum Teil auch aus dem Störungsmuster erkennbar sind,<br />
begleitet.<br />
In Bereichen, in denen diese Störungszone in Gesteinen der Werfen Formation (östlich von Reithof)<br />
zu liegen kommt, kann sie als potentiell nicht wasserwegig charakterisiert werden. In den spröden<br />
triassischen Karbonaten ist sie als potentiell wasserwegig zu werten. Eine Zuleitung von Wässern aus<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 13<br />
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dem Bereich Hainboden in das Schwarzatal im Allgemeinen und zur Höllentalquelle im Besonderen<br />
kann als wahrscheinlich angenommen werden.<br />
Auch Störungen im Schwarzatal können diesem Deformationsereignis zugeordnet werden und sind<br />
unter anderem für die Anlage des Schwarzatales verantwortlich (Anhang: Foto 11).<br />
Weitere Störungszonen, die diesem Deformationsereignis zugeordnet werden können, begrenzen das<br />
Untersuchungsgebiet im Süden (Kerngraben) und wurden von DECKER (2005) im Bereich der<br />
Preinerwand und nordöstlich davon ausgewiesen. Sie sind für das Untersuchungsgebiet<br />
hydrogeologisch jedoch von untergeordneter Bedeutung.<br />
3.1.6.2.2. (EN)E-streichende konvergente sinistrale Blattverschiebungen des SEMP-<br />
Störungssystems<br />
Von Hinternaßwald über den unteren Kesselboden und das Kleine Höllental weiter über den<br />
Stadlwandgraben (Anhang: Foto 12) und den Krummbachsattel bis Rohrbachgraben kann diese<br />
Störungszone erkannt werden. Nach Decker (2005) kann diese, dem SEMP-System zuordenbare,<br />
sinistrale ENE- bzw. E-streichende Blattverschiebung einem Oligozän-Unter Miozän<br />
Deformationsereignis (D3) zugeordnet werden. In konvergenten Flower Structures sind aus dem<br />
Liegenden der Wetterstein Formation Gesteinsschuppen eingeschuppt. Im gesamten Bereich<br />
zwischen Stadlwandgraben über den Krummbachsattel bis nach Rohrbachgraben können diese<br />
eingeschuppten Gesteine der Werfen Formation gefunden werden. Hydrogeologisch kann diese<br />
Störungszone als potentiell nicht wasserwegig eingestuft werden.<br />
3.1.6.2.3. (N)NE-streichende Blattverschiebungen mit divergenten Duplexen<br />
Knapp nordwestlich vom Preiner Gscheid bis in den Bereich der Seehütte wurde von DECKER (2005)<br />
eine Störungszone ausgewiesen, die sich über das Große Höllental und über das Weichtal (Anhang:<br />
Foto 13) bis zumindest in den Bereich des Klostertaler Gscheids verfolgen lässt. Nach DECKER (2005)<br />
kann diese NNE-streichende Blattverschiebung einem mittelmiozänem Deformationsereignis (D4)<br />
zugeordnet werden. Generell kann die Störungszone als potenziell wasserwegig eingestuft werden.<br />
Im Bereich der Schwarzatalquerung sind die Höllentalquellen und ein Quellaustritt beim Weichtalhaus<br />
an diese Störungzone gebunden. Bei der Querung von dolomitischen Gesteinen, wie im Bereich<br />
zwischen Seehütte und Waxriegel westlich der Preiner Wand (Anhang: Foto 6), kann es zur<br />
Ausbildung von Kataklasiten kommen, die zu einer „Abdichtung“ der Störung führen. In diesen<br />
Bereichen ist die Störung als potentiell nicht wasserwegig zu klassifizieren.<br />
Neben dieser hydrogeologisch sehr bedeutenden Störungszone können im Rax-Schneeberg-Gahns-<br />
Karbonatmassiv weitere Störungszonen dem D4-Deformationsereignis nach DECKER (2005)<br />
zugeordnet werden. Eine NE-streichende Störungszone zieht von Hinternasswald über den<br />
Studierkogel und den Kuhschneeberg zum Klostertaler Gscheid und quert einige 100 Meter östlich der<br />
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Fuchspassquelle das Schwarzatal. Im Bereich der spröd deformierten Kalke ist diese Störungszone<br />
als potentiell wasserwegig einzustufen. Im Bereich von dolomitischen Gesteinen konnten auch<br />
Kataklasite (Anhang: Foto 10) kartiert werden, die zu einer „Abdichtung“ von (Teil)Störungsbereichen<br />
führen können.<br />
Von Knappenberg über Hirschwang weiter Richtung Krummbachstein bis in das Mieseltal zieht eine<br />
weitere NE-streichende Störungszone. Im Bereich der Karbonate zwischen Schwarzatal und dem<br />
Krummbachsattel ist diese Störungszone als potentiell wasserwegig zu klassifizieren. Kommt diese<br />
Störungszone in den Gesteinen der Werfen Formation zu liegen, ist eine geringe Wasserwegigkeit<br />
entlang der Störungen anzunehmen (diese Bereiche, z.B. Mieseltal wurden im Zuge der Kartierung im<br />
September 2006 jedoch nicht begangen).<br />
Von Payerbach über die Bodenwiese (Anhang: Foto 14) bis Rohrbachgraben liegt eine weitere NNEstreichende<br />
Störungzone vor. Sie wird über weite Strecken durch Aufschlüsse von Gesteinen der<br />
Werfen Formation markiert und wird demnach als potentiell gering wasserwegig klassifiziert.<br />
Im östlichen Bereich des Untersuchungsgebietes wurde von DECKER (2005) eine weitere<br />
Störungszone, die dem D4-Deformationsereignis zugeordnet werden kann, kartiert. Sie beginnt mit<br />
fächerhaft angeordneten Störungen nördlich von Prigglitz und lässt sich bis in den Bereich westlich<br />
von Stixenstein aus dem Kartenbild erkennen. Eine hydrogeologische Klassifizierung im Zuge der<br />
Kartierung im September 2006 wurde nicht vorgenommen. Da aber die Bereiche südlich und östlich<br />
von Gadenweith keinen Oberflächenabfluss erkennen lassen wird in den vorliegenden Karbonaten<br />
eine potentielle Wasserwegigkeit für diese Störungszone angenommen.<br />
3.1.6.2.4. E-W-gerichtete Extension: Abschiebungen<br />
N-S-streichende Abschiebungen und Zerrspalten konnten im gesamten Untersuchungsgebiet kartiert<br />
werden (Anhang: Foto 9). Nach DECKER (2005) können diese Strukturen einer mittelmiözänen E-W-<br />
Extension (D5) zugeordnet werden. Die Störungen weisen keine bedeutenden Versätze auf und sind<br />
zumeist nur über kurze Strecken im Gelände verfolgbar. Vor allem in den sprödtektonisch<br />
beanspruchten Karbonaten waren Störungen, die diesem Deformationsereignis zugeordnet werden<br />
konnten, aber gut aufgeschlossen.<br />
Hydrogeologisch sind diese Störungen von großer Bedeutung. Vor allem deshalb, weil sie zum Teil<br />
ältere Strukturen (D1 bis D4) queren und durch ihre Öffnung und trennflächengebundene Verkarstung<br />
eine Verbindungsfunktion zwischen einzelnen, durch potentiell nicht wasserwegige Störungen<br />
getrennte Karstaquiferbereiche, ausüben. Als Beispiel seien an dieser Stelle die N-S-streichenden<br />
Störungen im Bereich des Stadlwandgrabens genannt. Sie bewirken eine Wasserwegigkeit über die<br />
potentiell nicht wasserwegige Störung im Stadlwandgraben (D3-Störung) hinweg.<br />
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3.1.7. Hydrogeologische Bewertung des Störungsmusters im Einzugsbereich<br />
einzelner Quellen<br />
Die im folgenden Text verwendeten Bezeichnungen D1 bis D5 für einzelne Deformationsereignisse<br />
stützten sich auf DECKER (2005).<br />
3.1.7.1. Fuchspassquelle (SRFP)<br />
Die Fuchspassquelle liegt östlich der Schwarza im Bereich Singerin. Wie bereits erwähnt quert östlich<br />
der Fuchspassquelle eine NE- bis NNE-streichende D4-Störungszone das Schwarzatal, wobei<br />
parallele Strukturen auch nördlich der Quelle kartiert werden konnten. Die potentiell wasserwegigen<br />
NE- bis NNE-Störungen ziehen aus dem Schwarzatal auf den Kuhschneeberg und weiter Richtung<br />
Klostertaler Gscheid. Durch den Frohnbachgraben ziehen parallele Störungen, die von Kataklasiten<br />
begleitet werden, potentiell nicht wasserwegig sind (Anhang: Foto 10) und den Bereich östlich der<br />
Fuchspassquelle hydrogeologisch gegen Osten begrenzen.<br />
Auf der Hochfläche des Kuhschneeberges kreuzen sich die genannten Strukturen mit WNW- bis NWstreichenden<br />
Störungen, die der D1-Deformationsphase zugeordnet werden können (Anhang: Foto<br />
15). An diese Störungen, die sich über Kaiserstein-Klosterwappen bis in den Bereich westlich des<br />
Damböckhauses verfolgen lassen, sind immer wieder Dolinen gebunden, die als Hinweis auf die<br />
potentielle Wasserwegigkeit gewertet wurden.<br />
Die im Rahmen eines Markierungsversuches (DOSCH, 1956a) nachgewiesene Verbindung zwischen<br />
der Einspeisungsstelle in Bereich des Damböckhauses (Anhang: Foto 16) und der Fuchspassquelle<br />
kann über die genannten Strukturen erklärt werden. Es kann daraus abgeleitet werden, dass die<br />
unterirdische Wasserbewegung von der Hochfläche des Schneeberges (Damböckhaus) über WNWbis<br />
NW-Störungen (D1) bis in den Bereich des Kuhschneeberges und dann weiter über NE- bis NNEstreichende<br />
D4-Störungen bis zur Fuchspassquelle erfolgt. Eine direkte E-W-Verbindung kann durch<br />
die im Frohnbachgraben vorliegenden Gesteine (mit fallweise oberirdischem Abfluss – mittlerer<br />
Beitrag zur Grundwasserneubildung) und den potentiell nicht wasserwegigen Störungen (Anhang:<br />
Foto 10) mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.<br />
3.1.7.2. Höllentalquelle (SRHT)<br />
Die Höllentalquelle liegt südlich der Schwarza an einer der bedeutendsten Störungszonen des<br />
Untersuchungsgebietes. Diese D4-Störungszone lässt sich vom Preiner Gscheid bis zum Klostertaler<br />
Gscheid verfolgen. Die Störungszone kann im Bereich der Rax als „Hauptdrainage“ bezeichnet<br />
werden. Nicht nur deshalb, weil die potentiell wasserwegige Störung vom Schwarzatal weit nach<br />
Süden reicht, sondern weil durch die glaziale und postglaziale Talentwicklung entlang dieser Störung<br />
das Große Höllental (Anhang: Foto 13) weit in das Karstmassiv einschneidet und so die – zwar<br />
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trockene – Hauptvorflut bildet. Die Wässer, die bei der Höllentalquelle austreten, werden daher zum<br />
Großteil aus dem zentralen Bereich der Rax (Scheibwaldhöhe – Preinerwand) stammen.<br />
Im Bereich der Mündung des Großen und Kleinen Höllentales ist der strukturgeologische Bau sehr<br />
komplex. Die D4-Störungszone des Großen Höllentales kreuzt sich hier mit der D3-Störungszone, die<br />
aus dem Kleinen Höllental zum Stadlwandgraben zieht. Eine unterirdische Wasserbewegung vom<br />
Unteren Kesselboden über die Störungzone im Kleinen Höllental zur Höllentalquelle ist auf Grund der<br />
vorliegenden Strukturen nicht unwahrscheinlich.<br />
Zusätzlich sind D1-Strukturen verwirklicht, die WNW- bis NW-Streichrichtungen aufweisen. Sie ziehen<br />
von Reithof/Naßwald in Richtung Weichtalhaus. Über diese ist eine Alimentation der Höllentalquelle<br />
aus dem Bereich des Hainbodens möglich. Auch im Bereich des Schwarzatales und des Größingtales<br />
konnten vergleichbare Strukturen kartiert werden.<br />
Im Schwarzatal sind weiters zum Teil weitständig offene, N-S-streichende D5-Strukturen verwirklicht<br />
(Anhang: Foto 17), die ältere Strukturen queren. Über diese wäre theoretisch eine Exfiltration von<br />
Schwarzawasser in die südlich gelegenen Karbonate im Bereich der Mündung des Kleinen bzw.<br />
Großen Höllentales möglich.<br />
Der im Rahmen des Markierungsversuches von DOSCH (1956a) berichtete Farbdurchgang von der<br />
Einspeisungsstelle im Bereich des Damböckhauses bei der Höllentalquelle kann über die zuvor<br />
genannten Strukturen nur bedingt erklärt werden. Die Möglichkeit, dass Markierungsstoff über das<br />
System Fuchspassquelle in die Schwarza und aus der Schwarza über offene Strukturen zur<br />
Höllentalquelle gelangt ist, kann auf Grund der vorliegenden Strukturen nicht ausgeschlossen und<br />
muss daher zur Diskussion gestellt werden.<br />
Grundsätzlich sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Anlage des Schwarzatales den zuvor<br />
genannten Strukturen folgt.<br />
3.1.7.3. Quelle Weichtalhaus<br />
Das Weichtal bildet die Fortsetzung des Großen Höllentales nördlich der Schwarza, ist jedoch als<br />
Klamm und nicht als Trogtal ausgeformt worden. Die D4-Störungszone, die wie oben beschrieben<br />
durch das Große Höllental streicht, lässt sich über das Weichtal (Anhang: Foto 18) bis zum<br />
Klostertaler Gscheid verfolgen. Im Bereich des Weichtales kann die Störungszone als potentiell<br />
wasserwegig klassifiziert werden. Die Quelle beim Weichtalhaus ist an diese Störungszone gebunden<br />
und tritt direkt beim Weichtalhaus (Brücke südlich der Weichtalklamm bzw. unterhalb des<br />
Weichtalhauses an der Uferböschung der Schwarza) aus und liegt nur wenige Meter über dem<br />
Niveau der Schwarza. Auf Grund der tektonischen Strukturen ist das Herkunftsgebiet der bei der<br />
Quelle austretenden Wässer im Bereich westlich von Kaiserstein-Klosterwappen zu vermuten. In<br />
diesem Bereich liegt eine Vernetzung mit WNW- bis NW-streichenden Störungen der D1-<br />
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Deformationsphase (siehe auch hydrogeologische Bewertung Fuchspassquelle) vor. Trotz dieser<br />
Vernetzung mit Strukturen des Systems Fuchspassquelle wurde bei der Quelle Weichtalhaus nach<br />
DOSCH (1956a) kein Farbstoff von der Einspeisung Damböckhaus nachgewiesen.<br />
3.1.7.4. Kaiserbrunnquellen (SRKB)<br />
Die Kaiserbrunnquellen liegen nördlich der Schwarza im Bereich des Krummbachgrabens. Nördlich<br />
der Kaiserbrunnquellen streicht aus dem Stadlwandgraben (Anhang: Foto 12) eine D3-Störungszone<br />
über den Krummbachsattel (Anhang: Foto 19) nach Osten bis Rohrbachgraben. Diese Störungszone<br />
ist auf Grund der eingeschuppten Gesteine der Werfen Formation als potentiell nicht wasserwegig<br />
einzustufen.<br />
Im Bereich westlich der Kaiserbrunnquellen sind Störungen verwirklicht, die dem D4-<br />
Deformationsereignis zuzuordnen sind. Sie queren nordöstlich der Brandschneide die Schwarza und<br />
ziehen über den Wasserofen und den Salzriegel Richtung Damböckhaus. Auch östlich der<br />
Kaiserbrunnquellen sind parallele Strukturen verwirklicht, sie ziehen westlich des Krummbachsteins<br />
vorbei bis in das Mieseltal.<br />
N-S-streichende Strukturelemente im Bereich zwischen Stadlwandgraben und Krummbachsattel<br />
können dem D5-Deformationsereignis zugeschrieben werden.<br />
Obwohl die im Gelände als auch aus dem Kartenbild sehr dominant erscheinende Störung im<br />
Stadlwandgraben auf Grund der eingeschuppten Gesteine der Werfen Formation als potentiell nicht<br />
wasserwegig – also als hydrogeologische Barriere – einzustufen ist, wurde nach den Ergebnissen des<br />
Markierungsversuches (DOSCH, 1956a) eine unterirdische Verbindung der Wasserwege zwischen<br />
dem Bereich Damböckhaus und Kaiserbrunnquellen ausgewiesen. Dies könnte strukturgeologisch<br />
zumindest hypothetisch durch die jüngeren D4- und vor allem die überwiegen offenständigen D5-<br />
Strukturen erklärt werden, die die „Stadlwandstörung“ queren.<br />
3.1.7.5. Stixensteinquellen<br />
Die Stixensteinquellen liegen im äußersten Osten des Untersuchungsgebietes und treten am tiefsten<br />
Punkt des Rax-Schneeberg-Gahns-Karbonatmassivs aus, das von den gering durchlässigen<br />
Gesteinen der Werfen Formation unterlagert wird. Sie liegen weiters in der Verlängerung der D3-<br />
Störung, die aus dem Stadlwandgraben über den Krummbachsattel (Anhang: Foto 19) nach<br />
Rohrbachgraben zieht. Im Bereich Rohrbachgraben gliedert sich diese Störung auf, und weiter nach<br />
Osten konnten bis zu den Stixensteinquellen nur mehr einzelne Teilstücke dieser Störung kartiert<br />
werden.<br />
Nach den Ergebnissen des Markierungsversuches wurde von DOSCH (1956a) zwischen der<br />
Einspeisungsstelle beim Damböckhaus und den Stixensteinquellen eine unterirdische Verbindung der<br />
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Wasserwege angenommen. Diese muss in Analogie zu den komplizierten tektonischen Verhältnissen<br />
im Bereich zwischen Einspeisungsstelle und den Quellen recht komplexer Natur sein. Vorerst scheint<br />
es notwendig, dass die Wässer ähnlich den Wässern, die bei den Kaiserbrunnquellen austreten, die<br />
Störung zwischen Stadlwandgraben und Krummbachsattel queren – und zwar westlich des<br />
Krummbachsattels. Dies könnte über offenständige N-S-streichende D5-Strukturen erfolgen. Ein<br />
Übertritt über die Störung östlich des Krummbachsattels erscheint auf Grund der Mächtigkeit der<br />
Gesteine der Werfen Formation im Rohrbachgraben als sehr unwahrscheinlich. Nach der<br />
Überwindung der „Stadlwandgrabenstörung“ könnten die Wässer dann den östlich des<br />
Krummbachsteins liegenden, in östliche Richtungen streichenden potentiell wasserwegigen<br />
Strukturen folgen. Im Bereich der Bodenwiese (Anhang: Foto 14) wäre wieder eine potentiell nicht<br />
wasserwegige Störung zu queren.<br />
Im Rahmen der Kartierung im September 2006 konnten potentiell wasserwegige Strukturen, die die<br />
„Bodenwiesestörung“ queren im Gelände nicht eindeutig identifiziert werden. Auch in DECKER (2005)<br />
sind solche Strukturen nicht ausgeschieden. Östlich der „Bodenwiesestörung“ können dann<br />
Störungen die vereinzelt aufgenommen werden konnten und zu den Stixensteinquellen leiten, den<br />
weiteren Wasserweg vorgeben.<br />
3.1.7.6. Quellen Hinternasswald<br />
Die Übeltalquelle (SRÜBL) liegt im Kreuzungsbereich einer E-streichenden D3-Störungszone, die<br />
dem westlichsten Abschnitt der Störungszone im Stadlwandgraben – Kleines Höllental im<br />
Untersuchungsgebiet entspricht, mit einer NNW-streichenden Störung (möglicherweise eine E-<br />
gerichtete D5-Abschiebung). Unter der Annahme, dass das Einzugsgebiet mehr oder weniger von<br />
diesen Störungszonen begrenzt wird, sollte dieses im Bereich des Scheibwaldes und der<br />
Raunerkögeln liegen.<br />
Die Position der Albertwiesquelle (SRALB) kann durch keine tektonischen Strukturen erklärt werden.<br />
Möglicherweise handelt es sich um einen Talgrundwasseraustritt bedingt durch die Talverengung<br />
unterstromig von der Quelle.<br />
4. Quellspezifische Untersuchungen<br />
4.1. Messnetzaufbau, Messstellenbeschreibung, Analyse<br />
Die Erfassung der Basisparameter an den zu untersuchenden Quellen stellt nicht nur eine<br />
grundlegende Forderung zur Erfüllung der Projektziele dar, sie ist auch als wichtiger Beitrag zur<br />
Bewirtschaftung der Quellen im Hinblick auf eine nachhaltige und nachvollziehbare Qualitätssicherung<br />
im gesamten Bereich der Hochquellenleitung anzusehen.<br />
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Die Erfassung der Schüttung der einzelnen Quellen stellt eine Voraussetzung zur Abschätzung von<br />
Einzugsgebieten dar. Neben diesem rein quantitativen Aspekt muss betont werden, dass im Sinne der<br />
oben erwähnten Qualitätssicherung diesem Parameter auch ein "qualitativer" Aspekt zukommt, da<br />
das Qualitätsmanagement nicht erst an der Quelle (Quellmund) beginnt, sondern im Sinne der<br />
Risikoabschätzung bereits in den jeweiligen Einzugsgebieten. Als Grundlage zu deren Ermittlung<br />
dienen in erstere Linie möglichst genaue Schüttungsmessungen.<br />
Die elektrische Leitfähigkeit und die Wassertemperatur stellen weitere Basisparameter dar. In der<br />
Regel sind diese Parameter einfacher kontinuierlich zu erfassen als die Schüttung (Pegelstand, etc.).<br />
Zur Erfassung dieser drei Grundparameter wurde in der ersten Ausbaustufe auf das bewährte System<br />
von GEALOG Datensammlern mit den entsprechenden Sonden zurückgegriffen.<br />
Als zusätzliche Qualitätsparameter stehen an ausgewählten Quellen auch Werte des SAK254 und der<br />
Trübung zur Verfügung. Die Daten stammen von s::can-Sonden, die die Stadt Wien betreibt.<br />
Im Folgenden wird auf die Problematik einzelner Messungen eingegangen und Messmethoden<br />
vorgestellt, die auch für zukünftige Untersuchungen brauchbar sein können. Schwerpunkt dabei liegt<br />
auf den Schüttungsmessungen, da diese auf Grund der vorgegebenen baulichen Randbedingungen<br />
meist am schwierigsten realisierbar sind.<br />
Der Aufbau des Messstellennetzes erfolgte entsprechend des Projektablaufplans in zwei Stufen. In<br />
der ersten Phase wurden Kaiserbrunnquelle, Fuchspassquelle, Höllentalquelle und Quelle 20<br />
instrumentiert. In der zweiten Phase Albertwiesquelle, Übeltalquelle, Reißtalquelle und die<br />
Stixensteinquellen (Schlossquelle und Kreuzquelle) sowie die Brunnen Mahrwiese, die erst<br />
nachträglich in das Projekt einbezogen werden mussten (siehe Einleitung). In der zweiten Phase kam<br />
es zu Lieferverzögerungen, sodass, soweit möglich Leihgeräte des Joanneum Research, WRM zum<br />
Einsatz kamen, um eine bessere Datenlage zu erreichen. Bei den Geräten der zweiten Ausbaustufe<br />
handelte es sich um eine neue Generation von Messgeräten, bei der anfänglich große technische<br />
Probleme auftraten, die teilweise zu längeren Datenausfällen führten. Diese wurden bis Anfang Mai<br />
2007 von der Herstellerfirma behoben.<br />
Bei den einzelnen Quellen sind Kapitel enthalten, die Möglichkeiten zur Verbesserung der<br />
Messergebnisse enthalten. Nicht erwähnt dabei sind grundsätzliche Arbeiten der<br />
Messstellenbetreuung und der Wartungsarbeiten, wie Tausch der Akkumulatoren und deren<br />
sachgemäße Ladung, Überprüfung der Dichtheit der Messschränke, Einbau von<br />
Schaltschrankheizungen soweit möglich, und ähnliche Tätigkeiten.<br />
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4.1.1. Schwarzatal<br />
4.1.1.1. Kaiserbrunnquelle<br />
An der Kaiserbrunnquelle stellte die Errichtung einer Messstelle zur kontinuierlichen<br />
Schüttungsmessung eine besondere Herausforderung dar. Die bisherige Situation brachte vor allem<br />
bei erhöhten Wasserführungen (Rückstau durch die "oberen Quellen" - Umleitungsstollen) Probleme<br />
mit sich. Vor Errichtung der neuen Messstelle wurden zur Ermittlung der Schüttung Wasserstände der<br />
Einleitung in die HQUL im Bereich des Einstiegsschachts und Wasserstände des Überlaufs in der<br />
Messkammer gemessen.<br />
Die Pegelablesungen der eingeleiteten Menge waren jedoch nicht nur von der eingeleiteten Menge<br />
der Kaiserbrunnquellen, sondern auch von der Menge der „oberen Quellen“ abhängig. Zur Behebung<br />
dieser Situation wurden empirisch ermittelte Korrekturwerte von den tatsächlichen Ablesungen<br />
abgezogen. Dies bringt eine gewisse Unsicherheit der Messwerte mit sich.<br />
Die Pegelablesung des Überlaufs bei der Messkammer ist grundsätzlich als genau einzuschätzen,<br />
bedurften aber einiger Änderungen.<br />
4.1.1.1.1. Analyse<br />
Nach Begehungen und dem Studium der Baupläne mussten die Überlegungen zur<br />
Schüttungsmessung der Kaiserbrunnquelle unmittelbar im Quellspalt oder im Einleitungsstollen vom<br />
Quellspalt in die Quellstube mittels Geschwindigkeitsmessungen fallen gelassen werden, da die<br />
Kaiserbrunnquellen aus einem Hauptaustritt und mindestens fünf Nebenaustritten (siehe auch<br />
STADLER, 1873) bestehen. Einer dieser Nebenaustritte wird in einem eigenen Stollen gegenüber der<br />
Einleitung in die HQUL gefasst. Die anderen Austritte entspringen am Boden der Quellstube.<br />
Eine weitere Problematik bei der Erfassung der Gesamtschüttung der Quellen stellt die generelle<br />
Undichtigkeit des Bauwerks dar. Bei einem Anstieg des Wasserspiegels in der Quellstube (z.B. bei<br />
Ausleitung der Quellen) kommt es zu Wasseraustritten aus dem Bauwerk, die im Einleitungsstollen<br />
sichtbar sind, in den anderen Bereichen direkt in die Talfüllung eintreten (Dies konnte durch<br />
Wasserstandsmessungen im alten Pegelrohr zwischen Museum und Einstiegsschacht gezeigt<br />
werden. Darauf wird noch näher eingegangen). Bei einer Begehung am 23. September 2003 wurde<br />
eine geringe Schüttung aus dem Überlaufkanal bei der Messkammer beobachtet, obwohl der<br />
Wasserspiegel in der Quellstube deutlich unter dem Überlaufkanal lag. Ob dieses Wasser aus der<br />
Messkammer (obere Quellen) oder den Kaiserbrunnquellen stammt, konnte nicht geklärt werden. Eine<br />
Beeinflussung der Messergebnisse ist zu erwarten. Sie ist besonders bei Änderungen des<br />
Betriebszustandes ersichtlich. Die Heberleitungen der Kaiserbrunnquelle dürfen nicht verwendet<br />
werden, wenn eine korrekte Schüttungsmessung im Unterwasserkanal erfolgen soll.<br />
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4.1.1.1.2. Überlauf<br />
Die Pegelmessung im Überfallkanal unterhalb der Messkammer wurde im Eingangsbereich der<br />
Messkammer, auf der in Fließrichtung linken Seite eingerichtet. Dazu wurden in die Betonabdeckung<br />
des Überlaufkanals zwei Bohrungen (zur leichteren Ablesbarkeit) durchgeführt und entsprechende<br />
Standrohre mit Beruhigungseinrichtungen montiert. Diese Pegelrohre wurden etwa auf Höhe des<br />
Schnittes E-F der Beilage 6/F (Umleitung Kaiserbrunn, Messkammer 1:100, Wien im Februar 1931)<br />
eingebaut. Ein fixer Abstichmesswinkel wurde bei einer Bohrung montiert. Damit sollte die<br />
Pegelablesung direkt an der Überfallkante aufgelassen werden und nur mehr eine Messung im<br />
Standrohr (Abstichmessung mit Lichtlot) eingeführt werden.<br />
4.1.1.1.3. Einleitungskanal<br />
Am 21.10.2003 fand während der Abkehr eine Begehung des Unterwasserkanals (Einleitungskanal)<br />
von Joanneum Research (Stadler) und MA31 (Hr. Stanglauer) statt. Dabei wurden die Lage (ca. 11.90<br />
m oberhalb des Einstiegschachtes) und die Höhe der zu errichtenden Sohlschwelle festgelegt. Die ca.<br />
80 cm hohe Sohlschwelle wird aus Nirosta-Segmenten zu 10 cm errichtet. Dadurch ist eine<br />
Anpassungsmöglichkeit an die tatsächlichen Rückstaueffekte möglich. Die Höhe von 80 cm ist tiefer,<br />
als die Einlaufhöhe von der Quellstube, daher ist eine größere Beeinflussung des Wasserspiegels in<br />
der Quellstube nicht anzunehmen.<br />
Abb. 2: Messstelle Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (Einleitung in HQUL)<br />
Am Beginn des Einleitungskanals, etwa 2.5 m nach der Schleuse befindet sich eine Tauchwand zur<br />
Beruhigung und anschließend ein Überfall. Diese Strecke ist zu kurz, um Wasserstandsmessungen<br />
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durchführen zu können. Etwa 4-6 m nach diesem Überfall ist eine etwa 30 cm hohe Sohlschwelle<br />
montiert. Diese war jedoch zu niedrig, um den Einfluss der Höhe des Unterwassers, das ja von der<br />
Wasserführung der oberen Quellen mit beeinflusst wird, hintan zu halten. Dadurch entstand ein<br />
belüfteter Überfall und der Einfluss der oberen Quellen konnte ausgeschaltet werden. Im Bereich des<br />
Aufstaus wurden an geeigneter Stelle die Standrohre für die Pegelmessung (mit entsprechenden<br />
Beruhigungsmaßnahmen) und die Leitfähigkeitsmessung eingebaut.<br />
Damit wurde erstmals eine Schüttungsmessung der Kaiserbrunnquelle über den gesamten<br />
Schwankungsbereich der Schüttung ermöglicht.<br />
4.1.1.1.4. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Nach Einbau entsprechender Beruhigungseinrichtungen weisen die Pegelmessungen gute Qualität<br />
auf. Nicht berücksichtigt bei der Wasserstandsregistrierung ist eine geringe abgeleitete Wassermenge<br />
für das Frühwarnsystem. Diese Menge dürfte aber unter Berücksichtigung der Undichtigkeiten des<br />
Bauwerks und anderer Ungenauigkeiten nur eine sehr untergeordnete Rolle spielen.<br />
Diagr. 1: Kaiserbrunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeitsmessung bei Abkehr<br />
Verbesserungen müssen für die Schüttungsmessung durchgeführt werden. Der Abstichmesspunkt für<br />
den Wasserstand (vorderes Rohr in Abb. 2) muss auf einen unverrückbare Höhenpunkt (am besten<br />
an der Stollenwand) referenziert werden, damit nach etwaigen Arbeiten am Messsystem der<br />
Abstichmesspunkt wieder hergestellt werden kann. Eine "runde" Höhe über Pegelnull ist anzustreben.<br />
Dies gilt sinngemäß auch für die Abstichmessung in der Messkammer. Die beiden "abgesetzten"<br />
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Stationen im Unterwasserkanal und in der Messkammer sollten in beheizte Schaltschränke montiert<br />
werden.<br />
Wünschenswert wäre die Errichtung einer abgesetzten Station zur Leitfähigkeitsmessung direkt am<br />
Hauptquellspalt. Damit könnten die in Diagr. 1 dargestellten Beeinflussungen abgestellt werden und<br />
die Unsicherheit über den tatsächlichen Verlauf von Leitfähigkeit und Temperatur bei der Hauptquelle<br />
der HQUL behoben werden.<br />
4.1.1.2. Quelle 20<br />
Für die Quelle 20 wurde im Stollen direkt an der Abzweigung des Fassungsstollens eine Messstelle<br />
zur Registrierung des Wasserstands, der Leitfähigkeit und der Temperatur errichtet. In Abb. 3 sind die<br />
beiden Schutzrohre mit dem Abstichmesswinkel am rechten Rohr zu sehen.<br />
4.1.1.2.1. Beurteilung der Messung, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Nach Einbau der entsprechenden Beruhigungsmaßnahmen im Pegelrohr liefert diese Messstelle sehr<br />
gute Pegelwerte. Auch die Messung der beiden anderen Parameter funktioniert sehr<br />
zufriedenstellend.<br />
Obwohl der Abstichmesswinkel auf 1000 mm über Pegelnull justiert ist, könnte eine zusätzliche<br />
Vermarkung an der Felswand die Wiedererrichtung der Messstelle z.B. nach Wartungsarbeiten<br />
erleichtern.<br />
Abb. 3: Messstelle Quelle 20<br />
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4.1.1.3. Höllentalquelle<br />
Abb. 4: Lageskizze Höllentalfassung und Augenbrunn (SCHÖNBRUNNER,1926)<br />
Die Höllentalquelle wird in einem Stichstollen der HQUL erschlossen, der mit einer ca. 1.2 m hohen<br />
Betonwand von der HQUL abgegrenzt ist Die Ortsbrust desselben befindet sich ungefähr unter dem<br />
temporären Quellaustritt "Augenbrunn" (siehe Abb. 4).<br />
Die Ableitung der Quelle erfolgt mittels eines sohleben eingebundenen Eisenrohres, das erst östlich<br />
des Stollenzugangs III endet. In dieses Rohr wurde auf Höhe des Stollenzugangs ein Sägezahnzähler<br />
eingebaut. Das Ende dieses Fassungsrohrs liegt im Normalbetrieb unter dem Wasserspiegel in der<br />
HQUL(siehe Abb. 5). Diese Situation ließ eine Beeinflussung der Mengenmessung der Höllentalquelle<br />
durch den wechselnden Wasserstand in der HQUL erwarten. Zusätzlich sollte auch geklärt werden,<br />
ob ein Überfließen der erwähnten Mauer bei höheren Schüttungen stattfindet. Zur<br />
Wasserstandsmessung im Stichstollen wurde das Messsystem DIVER verwendet. Die Druckmessung<br />
erfolgt als Absolutdruckmessung (ermöglicht ein geschlossenes System ohne<br />
Druckausgleichskapillare) mit einer rechnerischen Kompensation des Luftdrucks. Das Gerät wurde<br />
während zweier Abkehren ein- bzw. ausgebaut.<br />
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Abb. 5:<br />
Mengenmessung Stollen III<br />
Es konnte durch diese Doppelmessungen folgendes gezeigt werden (Die Nummern beziehen sich auf<br />
Markierungen in Diagr. 2 :<br />
1) Sowohl die Schüttungsmessung als auch die Wasserstandsmessung werden durch<br />
Abkehren der Höllentalquelle und durch Veränderungen des Wasserstands in der HQUL<br />
(obere Quellen) beeinflusst.<br />
2) Bei geringen Schüttungen der Höllentalquelle kann es zu einer nicht vollständigen Füllung<br />
des Rohres kommen. Dadurch wird die Sägezahmessung deutlich beeinflusst.<br />
3) Ein Überströmen der Stollenmauer findet während der Zeiten erhöhter Wasserführung<br />
statt. Dies ist erkennbar an den unterschiedlichen Wasserständen aber annähernd<br />
gleichen Schüttungsmessungen.<br />
70<br />
280<br />
60<br />
3<br />
260<br />
240<br />
220<br />
Pegel Höllentall Fassungsstollen [cm]<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
1<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
Q Höllental Sägezahn [ls -1 ]<br />
60<br />
10<br />
40<br />
2<br />
0<br />
0<br />
22.11.04 02.12.04 12.12.04 22.12.04 01.01.05 11.01.05 21.01.05 31.01.05 10.02.05 20.02.05 02.03.05 12.03.05 22.03.05 01.04.05 11.04.05 21.04.05<br />
20<br />
Pegelstand HÖTA Fassungsstollen<br />
HOETA_Q Sägezahn [l/s]<br />
Diagr. 2: Höllentalquelle, Datenvergleich zur Schüttungsmessung<br />
4.1.1.3.1. Beurteilung der Messung, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Grundsätzlich funktioniert die Sägezahnmessung mit sehr guter Genauigkeit. Sie stellt damit eine<br />
kostengünstige Alternative zu üblichen Wasserzählern dar.<br />
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Auf Grund der beschriebenen Situation kann davon ausgegangen werden, dass die<br />
Schüttungsmessung des Sägezahnzählers bei geringen Schüttungsmengen wegen der Beeinflussung<br />
durch den Wasserstand in der HQUL etwas unterschätzt. Weiters treten geringfügige, sprungartige<br />
Änderung der Messergebnisse eben dadurch auf.<br />
Eine Verbesserung der Schüttungsmessergebnisse könnte durch eine Verlängerung des<br />
Abflussrohres der Höllentalquelle und einer geringfügigen Anhebung des Auslaufbereichs erzielt<br />
werden. Die Anhebung würde bei geringen Wasserführungen der Höllentalquelle eine Vollfüllung des<br />
Rohrs gewährleisten. Ob dann noch eine Erhöhung der Absperrmauer aus dem Fassungsstollen<br />
notwendig ist, müsste durch Tests erfolgen.<br />
Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen konnten aufgrund der Gegebenheiten (siehe Abb. 4) nicht<br />
am Quellmund, sondern erst im Stollen III im Messgefäß der s::can-Sonden durchgeführt werden.<br />
Dadurch ist eine Beeinflussung vor allem der Temperaturmessungen durch die "oberen Quellen"<br />
gegeben. Dies ist in Diagr. 3 ersichtlich. Während der Abkehr ist eine deutlich Beeinflussung um ca.<br />
0.15°C zu erkennen. Ebenfalls auffallend ist die nicht stattfindende Temperaturänderung während des<br />
Kleinereignisses ab dem 29.10.2006. Dies scheint auf die ausgleichende Wirkung der Wasserführung<br />
der "oberen Quellen" zurückzuführen zu sein.<br />
Eine Verbesserung, besonders der Temperaturmessung brächte nur die Installation einer Sonde<br />
direkt beim Austritt. Servicearbeiten an dieser Sonde könnten nur mit erhöhtem Aufwand während der<br />
Abkehr durchgeführt werden.<br />
Diagr. 3: Höllentalquellen, Beeinflussung der Temperaturmessung<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 27<br />
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4.1.1.4. Fuchspassquelle<br />
Die Mengenmessung der Fuchspassquelle besteht aus zwei Teilmessungen, an denen jeweils der<br />
Wasserstand registriert wird. Zum einen wird der Überlauf am bestehenden Wehr gemessen.<br />
Allerdings wurde aus hydraulischen Gründen die Drucksonde und der Messpunkt weiter oberstromig<br />
angebracht (siehe Abb. 6).<br />
Abb. 6: Fuchspassquelle, Überlauf neben Quellstube<br />
Die eingeleitete Menge wird im Stollen VII registriert. In Abb. 7 ist auch der Abstichwinkel neben dem<br />
Sondenrohr zu sehen. Er ist referenziert auf einen unterstromig angebrachten Winkel unter der<br />
Wasseroberfläche, der genau Pegelnull repräsentiert.<br />
Abb. 7:<br />
Fuchspassquelle, Stollen VII Einleitung<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 28<br />
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4.1.1.4.1. Beurteilung der Messung, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Grundsätzlich ist eine Schüttungsmessung aus Teilmessungen nicht wünschenswert, da sich<br />
naturgemäß Messfehler summieren können. Eine Möglichkeit zur Veränderung der Messanordnungen<br />
ist jedoch nicht möglich.<br />
Die Pegelmessung im Überfall liefert gute Ergebnisse, lediglich während der Wintermonate kann es<br />
durch Frost zu erhöhten Pegelwerten kommen, obwohl kein Überfall besteht. Dies müssen aufwändig<br />
korrigiert werden. Eine Veränderung des Messgerinnes ohne Aufstau oder eine selbständige<br />
Entleerung des Aufstaus wäre hilfreich.<br />
Im Stollen VII sind zu Beginn der Messungen einige Probleme mit der Zuordnung der Höhen<br />
aufgetreten, da die Abdeckung des Einlaufkanals mit den auch in der Abbildung sichtbaren<br />
Betonplatten teilweise bei Abstichmessungen nicht berücksichtigt worden war. Diese Probleme<br />
konnten mittlerweile behoben werden, sodass hier keinerlei Verbesserungen notwendig erscheinen.<br />
Leitfähigkeit- und Temperaturmessungen finden direkt in der Quellstube statt und bringen an dieser<br />
Stelle gute Ergebnisse.<br />
4.1.2. Naßbachtal<br />
4.1.2.1. Übeltalquelle.<br />
Die Schüttungsmessungen an der Übeltalquelle bestehen aus zwei Teilmessungen. Im<br />
Einleitungsstollen ist ein Sägezahnzähler montiert, die Menge im Überlauf wird mittels einer<br />
Drucksonde registriert. Beide Messanordnungen liefern gute Messergebnisse. Leitfähigkeit und<br />
Temperatur werden direkt in der Quellfassung gemessen.<br />
Abb. 8:<br />
Übeltalquelle. Überlauf, Einbau Messsystem<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 29<br />
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4.1.2.1.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Die Sägezahnmessung im Stollen liefert sehr gute Ergebnisse und zeigt deutlich, dass eine<br />
Obergrenze der Einleitung von ca. 12 l/s besteht (siehe Kapitel Detailuntersuchungen). Weiters<br />
werden im Kapitel Detailuntersuchungen Beispiele von sehr raschen Schüttungsanstiegen gezeigt, die<br />
bei einer gleichen Obergrenze dieses Phänomens auch Effekte der Messanordnung als Auslöser<br />
möglich erscheinen lassen. Dies kann jedoch derzeit nicht festgestellt werden. Die Pegelmessung<br />
liefert ebenfalls gute Ergebnisse, lediglich während der Wintermonate kann es durch Frost zu<br />
erhöhten Pegelwerten kommen, obwohl kein Überfall besteht. Dies müssen aufwändig korrigiert<br />
werden. Eine Veränderung des Messgerinnes ohne Aufstau oder eine selbständige Entleerung des<br />
Aufstaus wäre hilfreich.<br />
Die bei der Leitfähigkeitsmessung spontan auftretenden Leitfähigkeitsunterschiede scheinen auf<br />
unterschiedliche Wasserkomponenten in der Quellfassung hinzuweisen, die bei unterschiedlichen<br />
Anströmverhältnissen der Leitfähigkeitssonde auftreten. Dies kann, ausgelöst durch die Aktivierung<br />
des Überlaufs, spontan auftreten.<br />
Eine Verbesserung sollte mehr unter dem Aspekt der Qualitätssicherung erfolgen als unter dem der<br />
Verbesserung der Messwerte (siehe Quellkapitel).<br />
Diagr. 4: Übeltalquelle. Leitfähigkeit und Pegelstand Überlauf<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 30<br />
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4.1.2.2. Albertwiesquelle<br />
An der Albertwiesquelle sind derzeit keine Schüttungsangaben möglich. Aufgrund der besonderen<br />
Situation ist der Einleitungsstollen nur während der Abkehr zugängig. Eine Beeinflussung des<br />
Wasserstands in der Quellkammer durch den Wasserstand in der HQUL konnte nicht ausgeschlossen<br />
werden. Es wurde daher zu Testzwecken eine Drucksonde in der Quellkammer montiert. Es zeigte<br />
sich, dass mit großer Wahrscheinlichkeit nur sehr geringe Beeinflussungen auftreten (siehe Diagr. 5).<br />
Diese betragen an den markierten Stellen ca. 1 cm. Eine weitere Klärung des Sachverhalts wird eine<br />
Begehung während der nächsten Abkehr bringen. Nach Auskunft der Betriebsleitung besteht die<br />
Möglichkeit, Abflussmessungen während der Abkehr durchzuführen; auch einzelne Kurzabkehren für<br />
Messungen sind möglich.<br />
Leitfähigkeit und Temperatur werden in der Quellstube gemessen.<br />
Diagr. 5: Pegelstand Albertwiesquelle<br />
4.1.2.2.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Wie bereits erwähnt, kann davon ausgegangen werden, dass eine Schüttungsaufzeichnung der<br />
Albertwiesquelle mit kleinen Ungenauigkeiten möglich ist. Die Leitfähigkeits- und<br />
Temperaturmessungen liefern sehr gute Ergebnisse.<br />
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4.1.2.3. Reißtalquelle<br />
Die Schüttungsmessung der Reißtalquelle erfolgt mittels Wasserzähler, dessen Signale im Kraftwerk<br />
aufgezeichnet werden können. Die Auflösung dieser Messung ist äußerst gering. Es werden nur<br />
10.000 Liter pro Impuls registriert.<br />
Aufgrund einer fehlenden Datenleitung zwischen Quellfassung und Kraftwerk musste für die Messung<br />
der Leitfähigkeit und Temperatur ein eigener Datensammler in der Quellstube eingebaut werden.<br />
Dieser wurde vom Joanneum beigestellt.<br />
Abb. 9: Reißtalquelle, Sammelschacht<br />
Die Leitfähigkeitssonde wurde im Sammelschacht in unmittelbarer Nähe des in Abb. 9 sichtbaren<br />
Pegelrohres angebracht.<br />
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4.1.2.3.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Diagr. 6: Reißtalquelle. Vergleich der Schüttungswerte<br />
Wie bereits angedeutet, müsste die Auflösung der Mengenmessung deutlich verbessert werden, um<br />
die hohe zeitliche Auflösung auch nutzen zu können.<br />
Unter Reduzierung der zeitlichen Auflösung lassen sich gute Schüttungswerte als Mittelwerte von 60<br />
oder 120 Minuten generieren. Dies ist in Diagr. 6 dargestellt. Diese Bearbeitungen gehen auf Kosten<br />
der zeitlichen Auflösung und können Kleinereignisse nur sehr ungenügend darstellen.<br />
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Diagr. 7: Reißtalquelle, Ereignis im September 2007<br />
In der bestehenden Messkonfiguration sind augenscheinlich auch Einflüsse von Abkehren und<br />
Regulierungsarbeiten ersichtlich.<br />
In Diagr. 7 ist deutlich die Beeinflussung vom 12. bis 14. September durch Regulierungsarbeiten<br />
ersichtlich (abrupter Schüttungsrückgang am 12.9.2007 und stufenartiger Anstieg bis 14.9.2007).<br />
Es wäre daher sehr wünschenswert, sowohl die quantitative Auflösung der Mengenmessung deutlich<br />
zu verbessern (z.B.: 500 Liter pro Impuls), als auch eine Veränderung der Messsituation zu erreichen,<br />
damit keine Beeinflussungen von Regulierungsarbeiten mehr stattfinden.<br />
Die Leitfähigkeitsmessung liefert korrekte Ergebnisse. Allerdings müssen die auftretenden spontanen<br />
(sprunghaften) Änderungen (sichtbar als Rauschen der Messwerte) besonders unter dem Aspekt der<br />
Qualitätssicherung betrachtet werden (siehe Quellkapitel). Es scheinen hier, bedingt durch die Anlage<br />
der Quellfassung sehr unterschiedliche Wasserkomponenten erfasst werden. Dem ist unbedingt<br />
nachzugehen. Ein technisches Problem bei der Messwerterfassung wird nach mehreren<br />
Kontrollmessungen ausgeschlossen.<br />
Zur Vereinfachung der Datenaufzeichnung wäre eine Datenleitung zwischen Quellfassung und<br />
Kraftwerk wünschenswert.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 34<br />
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4.1.3. Die Quellen und Brunnen im Sierningtal<br />
4.1.3.1. Kreuzquelle<br />
An der Kreuzquelle konnte eine Schüttungsmessung im Bereich des Endes des unmittelbaren<br />
Fassungsstollens errichtet werden. Dies ist in Abb. 10 zu erkennen.<br />
Abb. 10: Kreuzquelle Pegelmessung<br />
Im Bildvordergrund deutlich zu erkennen ist das Abstichmessrohr, in dem die Kontrollmessungen<br />
durchgeführt werden. Die Drucksonde ist weiter bergwärts (Im Foto rechts) eingebaut. Die<br />
Leitfähigkeitsmessung wird unmittelbar nach dem Überfall gemessen.<br />
4.1.3.1.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Bei der Wasserstandsmessung ergab sich durch den Einbau der Ableitung für die s::can-Sonde (18.<br />
Sept. 2007) eine deutliche Beeinflussung des Wasserstandes. Dies ist in Diagr. 8 deutlich zu<br />
erkennen. Weiters zu erkennen ist die große Schwankungsbreite der Pegelregistrierung (ca. 0.8 cm),<br />
die durch Wellenschlag verursacht wird.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 35<br />
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Diagr. 8: Kreuzquelle Pegelstandsbeeinflussung<br />
Als Verbesserungsmaßnahmen ist vordringlich die Beseitigung der Beeinflussung durch die Ableitung<br />
für die s::can-Sonde zu nennen. Die Beeinflussung beträgt bei einem mittleren Wasserstand derzeit<br />
ca. 8l/s bei einer mittleren Schüttung 2007 von etwa 65 l/s. Es wird vorgeschlagen, das Wasser für die<br />
s:can-Sonde erst nach dem Überfall zu entnehmen.<br />
Als weitere Verbesserungsmaßnahme ist ein Beruhigungsrohr für die Pegelsonde zu nennen, wie es<br />
bereits bei den anderen Quellen eingebaut ist (z.B.: Kaiserbrunnquelle).<br />
Die Leitfähigkeits- und Temperaturmessung können unverändert belassen werden. Das Offset am<br />
4.1.3.2. Schlossquelle<br />
An der Schlossquelle wurde eine Leitfähigkeits- und Temperaturmessung in der Quellkammer<br />
installiert<br />
4.1.3.2.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Durch die starke Feinmaterialführung während des Hochwasserereignisses im September 2007 kam<br />
es zum Ausfall des Messsystems. Es ist in Zukunft verstärkt darauf zu achten, dass die Sonde nach<br />
Niederschlagsereignissen kontrolliert wird. Auch ist die Befestigungshöhe gegebenenfalls zu<br />
verändern, sodass die Sonde nicht trocken fällt.<br />
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Besonders wichtig an der Schlossquelle wäre die Errichtung einer eigenen Schüttungsmessung.<br />
Derzeit wird die Schüttung als Differenz aus Kreuzquelle und Brunnen Mahrwiese gegen den<br />
Gesamtdurchfluss im Regulator Siedung errechnet. Dies bringt naturgemäß Ungenauigkeiten mit sich.<br />
Dies ist in Diagr. 9 deutlich zu erkennen. Zu bemerken ist dabei, dass die Sprünge deutlich unter 10%<br />
liegen. Mit einer eigenen Schüttungsmessung an der Schlossquelle könnte die Genauigkeit deutlich<br />
verbessert werden.<br />
Diagr. 9: Berechnete Schüttungswerte Schlossquelle<br />
4.1.3.3. Brunnen Mahrwiese<br />
Die beiden Brunnen in der Mahrwiese wurden mit einer zentralen Station im Brunnen A (abstromiger<br />
Brunnen) und einer abgesetzten Station im Brunnen B ausgerüstet. Derzeit werden in beiden Brunnen<br />
die Leitfähigkeiten (dabei im Brunnen B in zwei verschiedenen Tiefen) gemessen. Der Wasserstand<br />
(Abstich) wird derzeit nur im Brunnen A registriert. Im Brunnen B war vom 28.12.2005 bis 13.11.2007<br />
ein Leihgerät des WRM installiert.<br />
Der neue zentrale Datensammler im Brunnen A bereitete größere Schwierigkeiten nach der<br />
Installation, wobei erschwerend dazukam, dass in beiden Brunnen sehr unterschiedliche, nicht zu<br />
erwartende Leitfähigkeitsveränderungen während des Pumpbetriebs (Saugbetrieb) auftreten, die<br />
teilweise während der Zeit der technischen Probleme als solche interpretiert wurden. Darauf wird im<br />
Kapitel zu den Detailuntersuchungen näher eingegangen. Nun laufen die installierten Messungen<br />
korrekt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 37<br />
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4.1.3.3.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten<br />
Auf Grund der unterschiedlichen Reaktion der beiden Brunnen wird empfohlen, im Brunnen B wieder<br />
eine Drucksonde zu installieren.<br />
Über die Notwendigkeit von Leitfähigkeitsmessungen in verschiedenen Tiefen (unter Umständen auch<br />
im Brunnen A) kann erst nach einer längeren Beobachtungszeit eine Aussage getroffen werden. Nach<br />
der Schneeschmelze 2008 sollte darüber entschieden werden.<br />
4.1.3.4. Problematik der Messungen in Stixenstein<br />
Am 5. April 2007 traten im Bereich Stixenstein Veränderungen der gemessenen Werte auf, die trotz<br />
aller Recherchen nicht restlos geklärt werden konnten.<br />
Situation:<br />
• elektrische Arbeiten der MA31 in Stixenstein am 4. und 5. April 2007. Völliger<br />
Neuanschluss der Anlagen in Stixenstein durch die EVN<br />
• keine Arbeiten des Joanneums, keine Abflussmessungen, keine Kalibrationsarbeiten<br />
• keine Arbeiten der Fa. Logotronic.<br />
• Keine Veränderungen der Witterung. Kein Niederschlag, keine wesentlichen<br />
Temperaturänderungen zu den Tagen vorher und nachher.<br />
Trotz der oben beschriebenen Situation traten die in Diagr. 10 sichtbaren, zuerst sprunghaften, dann<br />
über etwa 14 Stunden andauernden Veränderungen in der Leitfähigkeit auf. Die hellblauen und<br />
magentafarbigen Dreiecke symbolisieren Kontrollmessungen der Leitfähigkeit an beiden Quellen.<br />
Diese Kontrollmessungen passen nach dem Sprung am 5.4.2007 sehr gut zum tatsächlichen Verlauf.<br />
Vor dem Sprung liegt nur eine Kontrollmessung vor, bei dem der Wert an der Kreuzquelle höher ist,<br />
als jener des Datensammlers. In hellrot ist die Leitfähigkeit im Brunnen A dargestellt. Die sprunghafte<br />
Veränderung am 21.4.2007 und 5.5.2007 ist eindeutig durch den Pumpbetrieb erklärbar. Vom<br />
Brunnen B liegen keine Datensammlerwerte zu diesem Zeitpunkt vor. Dabei fällt auf, dass es zu<br />
unmittelbaren Veränderungen im Brunnen zu diesem Zeitpunkt kommt. Der vorher bestehende<br />
sinkende Trend wird augenblicklich unterbrochen und einen Tag später beginnt ein kurzer Anstieg.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 38<br />
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Diagr. 10: Leitfähigkeitsverlauf Stixenstein, April 2007<br />
Für die Temperaturen an den beiden Quellen stellt sich die Situation ähnlich dar. Es kommt zu einem<br />
ähnlich verlaufenden Offset, das während des bisher vorliegenden Beobachtungszeitraums (bis<br />
14.12.2007) anhält.<br />
Diagr. 11: Temperaturverlauf Stixenstein, April 2007<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 39<br />
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Nach Rücksprache mit der Firma Logotronic und dem Elektriker der MA31 ließe sich das bisher<br />
dargestellte, vor allem die Leitfähigkeitsänderungen, weniger die Temperaturänderungen, als Effekt<br />
der Veränderung der elektrischen Installation interpretieren. Hier ist vor allem eine Verbesserung der<br />
Erdungssituation zu nennen. Für die Temperaturmessungen ist diese Erklärung bereits<br />
problematisch. Vollend unerklärlich aus elektrotechnischer Sicht ist eine Wasserstandsänderung am<br />
folgenden Tag (6.4.2007), wie sie in Diagr. 12 dargestellt ist.<br />
Diagr. 12: Mahrwiese Brunnen A. Abstich und Leitfähigkeit April 2007<br />
Der hier dargestellt Verlauf des Abstichs am Brunnen A ist völlig untypisch. Es handelt sich um einen<br />
Zeitraum, an dem keine Förderung aus den beiden Brunnen erfolgte. Der Brunnen B blieb<br />
unbeeinflusst (hier war allerdings ein anders Messsystem im Einsatz). Eine elektrische Beeinflussung<br />
der Wasserstandsmessung wird von den Experten der Fa. Logotronic ausgeschlossen. Es muss<br />
festgehalten werden, dass nach dem Ereignis sowohl der Charakter des Verlaufs (Tagesgänge<br />
sichtbar) als auch das Abstichmaß ein anderes ist.<br />
Zieht man einen hydraulischen Vorgang als Erklärungsversuch heran, müssten ab diesem Zeitpunkt<br />
und auf Dauer an beiden Quellen Wasserkomponenten nicht mehr oder zusätzlich abfließen, die<br />
diese Veränderungen bewirkten. Merkliche Schüttungsänderungen im System Stixenstein wurden am<br />
Regulator Sieding nicht registriert. Auch eine so deutliche, spontane Veränderung der<br />
Zusammensetzung der Wässer ohne entsprechender Schüttungsänderung kann hydrologische nicht<br />
erklärt werden.<br />
Zusammenfassend muss gesagt werden, dass die beschriebenen Vorgänge nicht eindeutig geklärt<br />
werden konnten und diese Situation weiter beobachtet werden muss.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 40<br />
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4.1.4. Niederschlagsmessungen<br />
Im Zuge von Ereignisbeprobungen und Ereignismonitoring wurde an am Damböckhaus eine<br />
Niederschlagsstation mit einer Casello Wippe (0.5 m², Auflösung 0.2 mm) aufgestellt. Während des<br />
Ereignismonitorings im August 2007 war auch in unmittelbarer Nähe (Abstand ca. 1.5) ein<br />
Lasermessgerät zur Niederschlagsmessung (Fa. Ott) installiert. In Diagr. 13 werden die<br />
Tagessummen beider System verglichen.<br />
55<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
06.08.07<br />
07.08.07<br />
08.08.07<br />
09.08.07<br />
10.08.07<br />
11.08.07<br />
12.08.07<br />
13.08.07<br />
14.08.07<br />
15.08.07<br />
16.08.07<br />
17.08.07<br />
18.08.07<br />
19.08.07<br />
20.08.07<br />
21.08.07<br />
22.08.07<br />
23.08.07<br />
24.08.07<br />
25.08.07<br />
Niederschlagstagessummen [mm]<br />
26.08.07<br />
27.08.07<br />
28.08.07<br />
29.08.07<br />
Niederschlag [mm] NS_mm_Laser<br />
Diagr. 13: Vergleich Niederschlagsmessungen<br />
Es zeigt sich dabei ein sehr unterschiedliches Ergebnis. Die größte Abweichung beider Systeme<br />
betrug 18.2% am 9.8.2007. Dabei ist anzumerken, dass in der Literatur allgemein bereits für die<br />
Niederschlagswippen Verluste angemerkt werden, die bei Starkregen beachtlich sein können.<br />
Möglicherweise werden die Lasermesswerte auch von den herrschenden Windverhältnissen<br />
beeinflusst, Analysen darüber liegen nicht vor.<br />
4.2. Zusammenstellung der Schlüsselkurven<br />
4.2.1. Kaiserbrunnquelle<br />
4.2.1.1. Unterwasserkanal<br />
Im Unterwasserkanal wurde an der neu errichteten Messstelle mittels Tracerverdünnungsmethode<br />
(unter Verwendung handelsüblichen Kochsalzes) eine Schlüsselkurve (siehe Diagr. 14) erstellt. Darin<br />
sind auch die Parameter der Schlüsselkurve enthalten.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 41<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Pegel Kaiserbrunnquelle UWK Funktion 1 BERECHNUNGSERGEBNISSE:<br />
45.00<br />
42.00<br />
39.00<br />
36.00<br />
33.00<br />
30.00<br />
27.00<br />
Q = A * (W - C) ** B<br />
A: 2.8293315719E+000<br />
B: 1.5995160458E+000<br />
C: 2.1000000000E+000<br />
Datenpunkte: 16<br />
K. - Koeffizient: 0.99905<br />
MESSWERTE:<br />
265.00 18.80<br />
349.00 22.00<br />
1089.50 43.60<br />
751.90 35.40<br />
523.70 28.00<br />
410.40 24.00<br />
367.70 23.40<br />
225.90 17.50<br />
186.80 16.10<br />
173.70 15.30<br />
177.10 15.00<br />
936.10 39.40<br />
215.70 17.50<br />
243.10 18.60<br />
1146.30 44.70<br />
390.00 24.20<br />
24.00<br />
21.00<br />
18.00<br />
15.00<br />
12.00<br />
100.00<br />
200.00<br />
300.00<br />
400.00<br />
500.00<br />
600.00<br />
700.00<br />
800.00<br />
900.00<br />
1000.00<br />
1100.00<br />
1200.00<br />
Wasserstand<br />
Abfluß<br />
Diagr. 14: Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (UWK)<br />
Die Messungen wurden in der Regel als Doppelmessung (zweifache Messung eines Durchgangs)<br />
ausgeführt, um die Problematik der sehr kurzen Durchmischungsstrecke beurteilen zu können. Die<br />
Messungen fanden kurz vor der Einmündung der "Oberen Quellen" statt, die Einspeisung erfolgte in<br />
der Quellstube an verschiedenen Stellen im Bereich des Einlaufbauwerks. Damit konnte sichergestellt<br />
werden, dass eine sehr gut abgesicherte Schlüsselkurve vorliegt.<br />
4.2.1.2. Überfall Messkammer<br />
Da der Überfall Messkammer nur bei Abkehren und Hochwassersituationen aktiv ist, konnten auf<br />
Grund der Problematik des Einspeiseorts keine Abflussmessungen nach der<br />
Tracerverdünnungsmethode durchgeführt werden. Es wurde auf eine Berechnung zurückgegriffen. Es<br />
lagen dafür Daten der MA31 vor. Diese sind in Diagr. 15 den Berechungen nach Rehbock<br />
gegenübergestellt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 42<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />
Pegelstand [cm]<br />
Q [l/s] Rehbock Q [l/s] MA31<br />
Diagr. 15: Kaiserbrunnen, Überfall. SK der MA31 und Berechnungen nach Rehbock.<br />
Die Wehrberechnungen nach Rehbock wurden verwendet. Aus diesen wurde die Schlüsselkurve<br />
(Diagr. 16) mit den darin enthaltenen Parametern ermittelt.<br />
Pegel Projekt1 Funktion 1 BERECHNUNGSERGEBNISSE:<br />
55.00<br />
50.00<br />
45.00<br />
40.00<br />
35.00<br />
30.00<br />
25.00<br />
20.00<br />
15.00<br />
Q = A * (W - C) ** B<br />
A: 3.9600428990E+000<br />
B: 1.5549016735E+000<br />
C: -2.0000000000E-001<br />
Datenpunkte: 26<br />
K. - Koeffizient: 0.99999<br />
MESSWERTE:<br />
5.20 1.00<br />
24.60 3.00<br />
52.10 5.00<br />
85.90 7.00<br />
125.10 9.00<br />
169.30 11.00<br />
218.00 13.00<br />
270.90 15.00<br />
328.00 17.00<br />
388.90 19.00<br />
453.50 21.00<br />
521.80 23.00<br />
593.60 25.00<br />
668.80 27.00<br />
747.50 29.00<br />
829.40 31.00<br />
914.70 33.00<br />
1003.10 35.00<br />
1094.80 37.00<br />
1189.50 39.00<br />
1287.50 41.00<br />
1388.40 43.00<br />
1492.50 45.00<br />
1599.60 47.00<br />
1709.70 49.00<br />
1822.90 51.00<br />
10.00<br />
Wasserstand<br />
5.00<br />
0.00<br />
0.00<br />
200.00<br />
400.00<br />
600.00<br />
800.00<br />
1000.00<br />
1200.00<br />
1400.00<br />
1600.00<br />
1800.00<br />
2000.00<br />
Diagr. 16:<br />
Abfluß<br />
Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Überfall Messkammer<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.2.2. Quelle 20<br />
Pegel Quelle 20 alle Werte BERECHNUNGSERGEBNISSE:<br />
30.00<br />
28.00<br />
26.00<br />
24.00<br />
Q = A * (W - C) ** B<br />
A: 3.6244365308E+000<br />
B: 1.3664815405E+000<br />
C: 1.9000000000E+000<br />
Datenpunkte: 8<br />
K. - Koeffizient: 0.99456<br />
MESSWERTE:<br />
210.40 20.90<br />
150.90 17.40<br />
132.40 15.20<br />
81.00 11.10<br />
75.60 11.20<br />
306.40 28.00<br />
97.00 13.50<br />
80.00 12.00<br />
22.00<br />
20.00<br />
18.00<br />
16.00<br />
14.00<br />
12.00<br />
10.00<br />
60.00<br />
90.00<br />
120.00<br />
150.00<br />
180.00<br />
210.00<br />
240.00<br />
270.00<br />
300.00<br />
330.00<br />
Wasserstand<br />
Abfluß<br />
Diagr. 17: Schlüsselkurve Quelle 20<br />
An der Quelle 20 konnte unter sehr guten Bedingungen eine Schlüsselkurve mittels Messungen nach<br />
der Tracerverdünnungsmethode erstellt werden. Die Einspeisung erfolgt direkt am Quellspalt, Die<br />
Messsonde wurde in den Quellstollen bis kurz vor der Einmündung in die HQUL "eingeschwemmt".<br />
Auch hier konnte eine sehr gute Abdeckung des erwarteten Schwankungsbereichs erzielt werden.<br />
4.2.3. Stollen VII, "Obere Quellen"<br />
Zur Differenzschüttungsermittlung wurde im Stollen VII für die "Oberen Quellen" auf Basis der<br />
Berechnungen der Fa. Rittmeyer eine Schlüsselkurve erstellt. Es wurde dabei angenommen, dass<br />
das von der MA31 zur Verfügung gestellte mA-Signal (0-20 mA) linear dem Schüttungsbereich 0-<br />
1200 ls -1 entspricht. Laut Angaben der Fa. Rittmeyer könnte dieses Signal auch dem<br />
Wasserstandsbereich 0-88.27 mm entsprechen. Für diese beiden Bezugsgrößen ist eine<br />
unterschiedliche Umrechnung in Schüttungswerte durchzuführen. Für die gegenständlichen<br />
Untersuchungen wurden diese Werte nicht benötigt. Bei Verwendung dieser Schlüsselkurve, sollte<br />
dieses Problem abgeklärt werden.<br />
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Pegel ObereQuellen_Rittmayer Funktion 1 BERECHNUNGSERGEBNISSE:<br />
88.00<br />
80.00<br />
72.00<br />
64.00<br />
56.00<br />
Q = A * (W - C) ** B<br />
A: 1.2322421142E+000<br />
B: 1.5339167694E+000<br />
C: -1.9000000000E-001<br />
Datenpunkte: 10<br />
K. - Koeffizient: 1.00000<br />
MESSWERTE:<br />
12.79 4.41<br />
66.60 13.24<br />
143.81 22.07<br />
239.34 30.90<br />
350.86 39.72<br />
476.91 48.55<br />
616.46 57.38<br />
768.66 66.21<br />
932.79 75.03<br />
1108.22 83.86<br />
48.00<br />
40.00<br />
32.00<br />
24.00<br />
16.00<br />
Wasserstand<br />
8.00<br />
0.00<br />
0.00<br />
200.00<br />
400.00<br />
600.00<br />
800.00<br />
1000.00<br />
1200.00<br />
Diagr. 18:<br />
Abfluß<br />
Schlüsselkurve Obere Quellen Stollen VII<br />
4.2.4. Übeltalquelle<br />
Pegel Übeltalquelle Überlauf nach Rehbock BERECHNUNGSERGEBNISSE:<br />
22.00<br />
20.00<br />
18.00<br />
16.00<br />
Q = A * (W - C) ** B<br />
A: 4.6412229739E-001<br />
B: 1.5969717454E+000<br />
C: -2.0000000000E-001<br />
Datenpunkte: 6<br />
K. - Koeffizient: 0.99999<br />
MESSWERTE:<br />
0.26 0.50<br />
0.63 1.00<br />
6.46 5.00<br />
18.75 10.00<br />
35.66 15.00<br />
56.92 20.00<br />
14.00<br />
12.00<br />
10.00<br />
8.00<br />
6.00<br />
4.00<br />
Wasserstand<br />
2.00<br />
0.00<br />
0.00<br />
6.00<br />
12.00<br />
18.00<br />
24.00<br />
30.00<br />
36.00<br />
42.00<br />
48.00<br />
54.00<br />
60.00<br />
Diagr. 19:<br />
Abfluß<br />
Schlüsselkurve Übeltalquelle<br />
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Die Einleitemenge der Übeltalquelle wird mittels eines Sägezahnzählers erfasst, der Überlauf<br />
(Messgerinne) mittels Wasserstandsmessungen.<br />
Auch hier wurde als Grundlage eine Berechnung nach Rehbock gewählt und daraus die in Diagr. 19<br />
dargestellte Schlüsselkurve ermittelt. Da an diesem sehr schmalen Gerinne möglicherweise die<br />
Randbedingungen nicht bei allen Wasserständen eingehalten werden, wird zur Erhöhung der<br />
Genauigkeit empfohlen, eine Schlüsselkurve durch Abflussmessungen zu erstellen.<br />
4.2.5. Kreuzquelle<br />
An der Kreuzquelle konnte trotz ungünstiger Bedingungen eine Schlüsselkurve mittels<br />
Tracerverdünnungsmethode erstellt werden. Allerdings sind, wie weiter oben erwähnt,<br />
Verbesserungen an der Messstelleneinrichtung zu empfehlen.<br />
Die Einspeisung erfolgte im hangseitigen Schacht (Abb. 10), die Messsonde wurde direkt im Ablauf<br />
vor der Einmündung in die Ableitung aus der Schlossquelle und den Brunnen (nicht im Schacht)<br />
eingebracht.<br />
Pegel Kreuzquelle 1 ausgebl BERECHNUNGSERGEBNISSE:<br />
7.00<br />
6.50<br />
6.00<br />
5.50<br />
Q = A * (W - C) ** B<br />
A: 8.9835632773E-080<br />
B: 4.0004969528E+001<br />
C: -9.8000000000E+001<br />
Datenpunkte: 5<br />
K. - Koeffizient: 0.99989<br />
MESSWERTE:<br />
48.80 6.30<br />
30.10 5.00<br />
36.25 5.50<br />
9.20 2.00<br />
58.55 6.70<br />
5.00<br />
4.50<br />
4.00<br />
3.50<br />
3.00<br />
2.50<br />
Pegelstand<br />
2.00<br />
1.50<br />
5.00<br />
10.00<br />
15.00<br />
20.00<br />
25.00<br />
30.00<br />
35.00<br />
40.00<br />
45.00<br />
50.00<br />
55.00<br />
60.00<br />
Diagr. 20:<br />
Schüttung<br />
Schlüsselkurve Kreuzquelle<br />
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4.2.6. Regulator Sieding<br />
Pegel Sieding Regulator alle Messungen BERECHNUNGSERGEBNISSE:<br />
38.00<br />
36.00<br />
Q = A * (W - C) ** B<br />
A: 4.7763790789E-008<br />
B: 4.7616510962E+000<br />
C: -7.4750000000E+001<br />
Datenpunkte: 4<br />
K. - Koeffizient: 0.99997<br />
MESSWERTE:<br />
194.00 29.50<br />
161.60 25.50<br />
159.20 25.25<br />
259.30 36.00<br />
34.00<br />
32.00<br />
30.00<br />
28.00<br />
26.00<br />
24.00<br />
140.00<br />
160.00<br />
180.00<br />
200.00<br />
220.00<br />
Wasserstand<br />
240.00<br />
260.00<br />
Abfluß<br />
Diagr. 21: Schlüsselkurve Regulator Sieding<br />
Zur Ermittlung der Schüttung der Schlossquelle (Differenzermittlung) wurde mittels<br />
Tracerverdünnungsmethode eine Schlüsselkurve erstellt.<br />
4.3. Quellcharakterisierung, gewässerkundliche Hauptzahlen<br />
Im Folgenden werden die untersuchten Quellen auf Basis der In-situ Messungen der Basisparameter<br />
Schüttung, Leitfähigkeit und Temperatur charakterisiert. Die Berechnung der gewässerkundlichen<br />
Hauptzahlen und der weiteren statistischen Parameter erfolgt auf Tagesmittelbasis, die aus diskreten<br />
Messwerten mit 15-minütigem Intervall ermittelt wurden.<br />
Für die Messstellen der zweiten Ausbaustufe liegen teilweise nur kurze Messreihen vor, die<br />
Interpretationsmöglichkeiten sind demnach eingeschränkt. Es ist daher die jeweils in den Diagrammen<br />
angeführte Beobachtungsdauer zu beachten. Generell ist zur Darstellung der Mittelwertganglinien zu<br />
sagen, dass prägende Großereignisse sich in den Darstellungen noch deutlich durchpausen. Dies ist<br />
als Funktion der Beobachtungsdauer zu sehen.<br />
In den eingefügten Tabellen sind auch die extremen Einzelmesswerte (15-Minutenwert,<br />
Momentanwert) enthalten. Sie bilden die Basis zur Berechnung der Schüttungsquotienten. Diese<br />
Tabellen sind auf der beiliegenden Daten-CD auch für die Parameter Leitfähigkeit und Temperatur<br />
enthalten.<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Weiters in diesen Darstellungen enthalten sind die SAK-Zeitreihen (SAK bei 254 nm) an der<br />
Albertwiesquelle, Höllentalquelle, Fuchspassquelle und Kaiserbrunnquelle, soweit Daten vorliegen.<br />
Die Stationen werden von der MA31, Betriebsleitung Hirschwang betreut. Die SAK-Werte wurden<br />
ausgewählt, da sie als hauptsächlich anthropogen verursachter Qualitätsparameter anzusehen ist. Ihr<br />
Verhalten gibt auch wichtige Hinweise auf die Eintragsmöglichkeit und das Transportverhalten<br />
anderer oberflächenorientierter Schadstoffe. Weiters ist es in Karstgebieten im Gegensatz zur<br />
Trübung ein überwiegend an die Oberfläche des Einzugsgebietes zuzuordnender Parameter, der<br />
durch Einschwemmung und Transport durch das Karstsystem an den Quellen auftritt. Da es sich aber<br />
um einen Summenparameter handelt, kann keine Zuordnung zu möglicherweise vorhandenen<br />
einzelnen Belastungsquellen erfolgen. Weiters muss angemerkt werden, dass zur hier vorliegenden<br />
Auswertung und Darstellung nur Korrekturen einzelner offensichtlicher Spikes und Nullwerte während<br />
der Kalibration durchgeführt werden konnten. Eine Korrektur bezüglich der Kalibrationen oder eine<br />
Kontrollwertkorrektur konnte nicht durchgeführt werden.<br />
4.3.1. Kaiserbrunnquelle<br />
4.3.1.1. Schüttung<br />
Der Schüttungsquotient der Kaiserbrunnquelle beträgt 1:14 (Tab. 1). Das entspricht einer typischen<br />
Karstquelle. Der Mittelwert der Schüttung liegt im Beobachtungszeitraum bei 589 l/s. Damit stellt der<br />
Kaiserbrunnen nicht nur historisch die Hauptquelle der 1. HQUL dar.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007<br />
2500<br />
2000<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 22:<br />
Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Schüttungstagesmittel<br />
Einer Karstquelle entsprechend fallen in der Hüllkurve der Maxima in Diagr. 22 die rasch<br />
einsetzenden Hochwasserereignisse auf. Bemerkenswert dabei ist, dass zwei prägende Hochwässer<br />
(im Jänner und September) erst 2007 aufgetreten sind. Da der Beobachtungszeitraum erst im<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Dezember 2003 begann, ist daraus nicht unbedingt abzuleiten, dass im letzten Beobachtungsjahr eine<br />
verstärkte Hochwasserhäufigkeit herrschte.<br />
Tab. 1:<br />
Gewässerkundliche Hauptzahlen Kaiserbrunnen, Schüttung<br />
MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2003 BIS 2007<br />
Pegel<br />
Parameter<br />
KBR_Ges<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR<br />
NQ 193.04 175.73 163.87 377.41 652.49 487.53 374.59 338.56 363.35 314.42 268.19 208.69 163.87<br />
NQT 198.23 181.91 169.80 415.07 684.32 493.48 383.84 343.87 374.28 326.61 274.87 215.47 169.80<br />
MNQ 221.12 226.94 236.96 543.28 815.98 820.48 544.61 457.23 449.52 397.97 393.64 301.94 215.53<br />
MNQT 227.87 232.78 245.07 561.04 849.83 876.67 558.81 470.81 460.62 406.33 407.37 309.10 223.43<br />
NMQ 222.85 202.65 345.06 721.85 864.71 627.72 491.30 452.80 468.00 395.04 318.39 269.37 288.61<br />
MQ 297.36 306.83 464.48 908.75 1211.95 1084.86 818.57 684.24 735.88 506.62 534.34 377.46 588.85<br />
HMQ 474.08 408.42 571.14 1040.15 1462.79 1449.64 1031.88 878.31 1140.84 682.87 823.73 604.97 715.42<br />
MHQT 594.39 495.20 1069.64 1417.79 1742.91 1392.42 1367.89 1132.99 1160.82 705.68 793.08 466.17 1531.87<br />
MHQ 648.08 631.58 1265.27 1624.60 2015.78 1757.25 1539.60 1506.66 1324.73 812.68 874.91 481.44 1807.60<br />
HQT 1441.42 900.44 1380.64 1858.10 1949.66 1745.19 1836.46 1550.19 1812.24 1099.32 1229.56 794.16 1949.66<br />
HQ 1596.14 1345.89 1707.24 2014.24 2318.70 2225.32 1942.45 1794.32 2009.36 1163.72 1364.97 819.66 2318.70<br />
Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ<br />
Wert 163.87 467.19 588.85 2318.70<br />
am 7. Mär. 2006 4. Mai. 2005<br />
Die Schneeschmelze setzt im Durchschnitt bereits Mitte März ein und erreicht in der zweiten Maihälfte<br />
bereits ihren Höhepunkt. Aufgrund dieses zeitlichen Verlaufs kann davon ausgegangen werden, dass<br />
bei einer errechneten mittleren Seehöhe des Einzugsgebiets von etwa 1340 m auch deutlich tiefer<br />
liegende Gebiete entwässert werden.<br />
Die niedrigsten Schüttungswerte werden in der Regel im Hochwinter oder kurz vor Beginn der<br />
Schneeschmelze erreicht. Im Beobachtungszeitraum wurde der niedrigste Wert mit 163.9 l/s am<br />
7.3.2006 ermittelt; der höchste Schüttungswert betrug 2319 l/s und wurde während der<br />
Schneeschmelze 2005 (4.5.2005) erreicht.<br />
Die erste bekannte Schüttungsmessung am Kaiserbrunnen beschreibt Rudolf Stadler (R. STADLER,<br />
1873, S.81). Demnach fand am 10 Oktober 1863 eine Abflussmessung statt, bei der 409.3 l/s ermittelt<br />
wurden. Dies ist für diese Jahreszeit ein durchaus realistischer Wert, wenn man mit einbezieht, dass<br />
nach seinen Angaben dabei nur das Hauptgerinne gemessen wurde, einige Seitenaustritte bei der<br />
Messung nicht erfasst wurden. Wie die Messung stattfand, wird nicht beschrieben. Weiters gibt er an<br />
oben genannter Stelle auch ein ermitteltes (?) Minimum mit 235 l/s und ein Maximum mit 491 l/s an.<br />
Beide Werte erreichen die tatsächlichen Extremwerte nicht.<br />
4.3.1.2. Leitfähigkeit<br />
Die mittlere Ganglinie der Leitfähigkeit entspricht im Wesentlichen dem zu erwartenden Verlauf an<br />
einer Karstquelle. Entsprechend dem Verlauf der mittleren Schüttungen ist die beginnende<br />
Schneeschmelze ebenfalls bereits ab Mitte März ersichtlich, der Höhepunkt wird etwas verzögert zur<br />
Schüttungsspitze in der Regel erst Ende Mai registriert. Die gesamte Schwankungsbreite der<br />
Leitfähigkeit im Beobachtungszeitraum beträgt etwa 70 µS/cm@25°C, ein für Karstquellen durchaus<br />
charakteristischer Wert, der jedoch geringer ist als jener der Fuchspassquelle (88 µS/cm@25°C).<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 49<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Auffallend an der Darstellung in Diagr. 23 ist der Verlauf beider Hüllkurven (Tagesminima,<br />
Tagesmaxima). Dabei sind vor allem der Verlauf der Maxima der Leitfähigkeit zu nennen, die – auch<br />
auf Grund der relativ kurzen Beobachtungszeit – deutliche Ereignisspitzen zeigt. Wie aus den<br />
Detailbeobachtungen (siehe entsprechendes Kapitel) bekannt ist, treten sehr häufig<br />
Schüttungsereignisse auf, die unmittelbar höher mineralisiertes Wasser mobilisieren. Dieser für eine<br />
Karstquelle untypische Effekt tritt, betrachtet man Diagr. 23, verstärkt in den Wintermonaten (Jänner<br />
bis einschließlich März) auf. Bei der Ereignisbeprobung im Juli 2006 (siehe Kapitel Isotope) konnte<br />
dieser Effekt ebenfalls beobachtet werden. Bei einer neuerlichen Ereignisbeprobung im August 2007<br />
trat der üblicherweise an Karstquellen zu erwartende Verdünnungseffekt auf. Nach derzeitigem<br />
Wissensstand kann noch keine abschließende Typisierung dieser Ereignisse erfolgen, es wird aber<br />
vermutet, dass durch unterschiedliche Abläufe der Niederschlagsentwicklung und eventuell in<br />
Abhängigkeit der Niederschlagsintensität die Mobilisierung der gespeicherten Wässer in<br />
unterschiedlicher Weise erfolgt und damit diese Effekte auftreten. Ob dabei auch unterschiedliche<br />
Teileinzugsgebiete aktiviert werden, kann nicht gesagt werden.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007<br />
270<br />
260<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
250<br />
240<br />
230<br />
220<br />
210<br />
200<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 23:<br />
Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
Eine Typisierung der Ereignisse unter Berücksichtigung dieser Effekt und unter Einbeziehung<br />
wichtiger Qualitätsparameter könnte nur unter Zuhilfenahme mehrerer Niederschlagsstationen (mit<br />
hoher zeitlicher Auflösungsmöglichkeit der Niederschlagsereignisse) im vermuteten Einzugsgebiet<br />
des Schneebergs erfolgen.<br />
4.3.1.3. Spektraler Absorptionskoeffizient<br />
In Diagr. 24 ist Folgendes deutlich zu erkennen:<br />
Während der Schneeschmelze treten immer erhöhte SAK254 Werte auf.<br />
Die niedrigsten Belastungen sind in den Wintermonaten zu erwarten, solange keine<br />
Tauperioden einsetzen.<br />
Sommerereignisse führen zu den höchsten Belastungen<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 50<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
geringe Schneedecken im Winter führen zu hohen SAK254 Anstiegen bereits im Jänner<br />
und Februar.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
6<br />
5<br />
4<br />
SAK [m-1]<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 24:<br />
Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle SAK-Tagesmittel<br />
Besonders zu vermerken ist der Anstieg im Jänner auf fast SAK 4m -1 . dieses Ereignis trat nach dem<br />
schneearmen Winter 2006/07 im Jänner 2007 auf. Weiters bemerkenswert sind die Spitzen, die<br />
während und nach Sommerniederschlägen (Starkregenereignissen) auftreten. Dazu muss gesagt<br />
werden, dass Spitzenwerte wie im September natürlich auch in anderen Monaten nach heftigen<br />
Niederschlagsereignissen auftreten können.<br />
Der Mittelwert im Beobachtungszeitraum liegt bei SAK 1.27 m -1 , der höchste Wert bei SAK 6.12 m -1 .<br />
Damit liegen beide Wert deutlich unterhalb der Fuchspassquelle und höher als die Höllentalquelle.<br />
4.3.1.4. Temperatur<br />
Der Verlauf des Temperaturgangs ist ebenfalls für Karstquellen typisch. Der Schwankungsbereich<br />
beträgt 1.47°C. Auch aus dem Verlauf der Temperatur wird deutlich, dass die Schneeschmelze<br />
deutlich vom direkt zum Abfluss gelangenden Schmelzwasser geprägt wird. Die geringste<br />
Schwankungsbreite herrscht naturgemäß im Hochwinter bis zum Einsetzen der Schneeschmelze.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 51<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007<br />
7.3<br />
7.1<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
6.9<br />
6.7<br />
6.5<br />
6.3<br />
6.1<br />
5.9<br />
5.7<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 25:<br />
Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Temperaturtagesmittel<br />
4.3.2. Quellbereich Höllental<br />
Der Quellbereich Höllental umfasst die Höllentalquelle, deren Nachfassung, die Quelle 20 und den<br />
Augenbrunnen. Sie werden hier gemeinsam behandelt, da sie eine sehr einheitliche Quellgruppe mit<br />
einem gemeinsamen Einzugsgebiet darstellen.<br />
4.3.2.1. Höllentalquelle<br />
4.3.2.1.1. Schüttung<br />
Wie im Kapitel Messnetzaufbau erläutert, sind die Mengenmessungen an der Höllentalquelle mit<br />
Unsicherheiten behaftet, die im Wesentlichen aus einer Beeinflussung durch den Wasserstand im<br />
Stollen VII resultieren. Dies zeigt sich auch in der graphischen Darstellung der Schüttungswerte<br />
(Diagr. 26). Möglichkeiten zur Reduzierung dieser Beeinflussungen werden ebenfalls dort aufgezeigt.<br />
Obwohl die Höllentalquelle (und auch die Quelle 20) das höchste Einzugsgebiet (mittlere Höhe,<br />
ermittelt aus dem Umweltisotop Sauerstoff-18) aufweist, beginnt hier die Schneeschmelze im Mittel<br />
etwa 2 Wochen früher als an der Kaiserbrunnquelle. Dies kann nur bedeuten, dass nennenswerte<br />
Teile des Einzugsgebiets nicht nur auf der Hochfläche der Rax zu suchen sind, sondern auch deutlich<br />
tiefer, z.B.: im Höllental. Andere Möglichkeiten, wie etwa eine Beeinflussung durch die Schwarza<br />
werden im Kapitel Detailuntersuchungen ebenfalls diskutiert.<br />
Der Höhepunkt der Schneeschmelze wird im Mittel bereits Ende Mai erreicht. Der Schüttungsquotient<br />
liegt hier bei 9.6 uns somit deutlich niedriger als an der Kaiserbrunnquelle oder der Fuchspassquelle.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 52<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
300<br />
250<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 26: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Schüttungstagesmittel<br />
Im Gegensatz zu ausgeprägten Karstquellen des Kalktyps zeigt die Höllentalquelle (wie auch die<br />
Quelle 20) nur sehr geringe Schüttungsspitzen nach Einzelereignissen. Dies kann teilweise auch<br />
messtechnische Gründe (Überlauf der Absperrmauer des Höllental-Fassungsstollens) haben.<br />
Aufgrund des Gesamtverlaufs der Schüttungsganglinien wird jedoch angenommen, dass dies nur<br />
einen kleinen Teil von Schüttungsspitzen betreffen kann. Dieser ausgeglichene Schüttungsverlauf<br />
steht im Gegensatz zur ermittelten Schwankungsbreite der Umweltisotope (siehe Kapitel<br />
Isotopenuntersuchungen) und zum Verlauf der SAK254- Ganglinie, die weiter unten behandelt wird.<br />
Tab. 2:<br />
Gewässerkundliche Hauptzahlen Höllentalquelle, Schüttung<br />
MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2004 BIS 2007<br />
Pegel<br />
Parameter<br />
Höllentalquelle Schüttung<br />
SCHÜTTUNG [ls-1]<br />
Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR DATUM<br />
NQ 37.00 29.37 30.08 68.62 219.09 149.00 106.17 61.32 68.59 92.50 58.90 49.02 29.37 28. Feb. 2005<br />
NQT 41.98 35.59 34.94 70.52 227.08 150.71 108.53 63.12 70.63 94.63 60.93 52.89 34.94 1. Mär. 2005<br />
MNQ 48.75 42.17 48.96 115.46 223.26 208.61 174.32 133.44 134.23 121.88 97.14 74.54 41.82<br />
MNQT 51.66 46.45 53.04 118.18 232.93 216.36 176.20 142.48 135.96 125.21 99.34 76.52 45.55<br />
NMQ 48.80 44.97 67.76 167.46 244.50 171.83 135.48 84.44 141.68 111.40 70.06 56.46 133.82<br />
MQ 67.00 55.04 96.73 184.16 250.37 229.67 202.69 161.41 168.47 150.65 129.71 98.10 148.83<br />
HMQ 97.51 72.29 145.42 222.06 256.73 251.23 239.63 225.18 203.61 186.38 189.73 155.35 160.74<br />
MHQT 107.52 66.93 151.73 249.21 264.32 244.50 225.32 183.96 217.42 190.91 169.14 120.30 264.98<br />
MHQ 114.47 68.74 157.58 254.00 270.22 249.17 234.81 204.14 222.05 193.79 175.00 122.37 271.78<br />
HQT 208.09 102.29 223.31 257.45 270.01 268.68 253.61 240.89 266.97 233.25 224.02 182.49 270.01 19. Mai. 2006<br />
HQ 220.36 104.37 231.09 262.16 275.40 272.14 268.39 282.85 269.01 236.49 234.62 184.68 282.85 8. Aug. 2006<br />
Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ<br />
Wert 29.37 122.86 148.83 282.85<br />
am 28. Feb. 2005 8. Aug. 2006<br />
4.3.2.1.2. Leitfähigkeit<br />
Der Verlauf der mittleren Jahresganglinie der Tagesmittel der Leitfähigkeiten (Diagr. 27) zeigt auf den<br />
ersten Blick den typischen Verlauf für eine Karstquelle: Deutliche Dominanz der Schneeschmelze<br />
durch unmittelbar auftretende Verdünnungseffekte. Allerdings treten diese Verdünnungseffekte<br />
deutlich verzögert gegenüber dem mittleren Schüttungsanstieg auf. Verdünnungseffekte als Reaktion<br />
auf Sommerniederschläge treten allerdings – karstquellentypisch – sehr spontan und deutlich<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 53<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
ausgeprägt auf. Diese schnellen Reaktionen bewirken in der Darstellung eine große Bandbreite der<br />
Werte in den Sommermonaten. Anzeichen von Piston-Flow-Effekten (Ausdrücken höher mineralisierte<br />
Wässer) nach Ereignissen treten hier, im Gegensatz zur Kaiserbrunnquelle, nicht auf.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007<br />
270<br />
260<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
250<br />
240<br />
230<br />
220<br />
210<br />
200<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 27:<br />
Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
Durch den prägenden Charakter der Schneeschmelze ist besonders in der ersten Phase die<br />
Schwankungsbreite der Werte relativ gering.<br />
4.3.2.1.3. Spektraler Absorptionskoeffizient<br />
Die mittlere Ganglinie ist in Diagr. 28 dargestellt. Anders als bei der Kaiserbrunnquelle tritt der<br />
dominierende Einfluss der Schneeschmelze an der Höllentalquelle sehr deutlich zu Tage, die Werte<br />
der Kaiserbrunnquelle werden während der Schneeschmelze allerdings nicht erreicht. Spitzenwerte<br />
des SAK254 werden, wie auch an den anderen Quellen des Schwarzatals nicht während der<br />
Schneeschmelze, sondern bei heftigen Niederschlagsereignissen während des Sommers erreicht.<br />
Aber auch hier werden die Werte der Kaiserbrunnquelle und natürlich die der Fuchspassquelle nicht<br />
erreicht.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 54<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
5<br />
4.5<br />
4<br />
3.5<br />
SAK [m-1]<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 28:<br />
Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle SAK-Tagesmittel<br />
Auffallend hier ist jedoch, dass erst Mitte März, also etwa 2 Wochen nach den ersten Anzeichen der<br />
Schneeschmelze bei Schüttung und Leitfähigkeit, Reaktionen des SAK254 auftreten. Damit ist die Zeit<br />
mit unbeeinflussten SAK Werte deutlich länger als an der Kaiserbrunnquelle und reicht im Mittel etwa<br />
bis zur zweiten Märzhälfte.<br />
4.3.2.1.4. Temperatur<br />
Während an der Kaiserbrunnquelle die Schwankungsbreite der Temperatur im Beobachtungszeitraum<br />
1.47°C beträgt, misst sie an der Höllentalquelle nur 0.8°C.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007<br />
6.4<br />
6.3<br />
6.2<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
6.1<br />
6.0<br />
5.9<br />
5.8<br />
5.7<br />
5.6<br />
5.5<br />
5.4<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 29:<br />
Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Temperaturtagesmittel<br />
Aber auch an der Höllentalquelle sind rasche Temperaturänderungen nach Ereignissen sichtbar. An<br />
allen Quellen tritt (auch auf Grund des relativ kurzen Beobachtungszeitraums, siehe oben) das<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 55<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Hochwasserereignis im August 2007 auch in den Mittelwertganglinien noch deutlich hervor. Allerdings<br />
ist der Temperaturverlauf im Quellbereich Höllental deutlich länger bemerkbar als am Kaiserbrunnen<br />
(siehe Diagr. 25).<br />
4.3.2.2. Quelle 20<br />
Die nur geringfügig unterschiedlichen mittleren Ganglinien der Leitfähigkeit ergeben sich<br />
hauptsächlich aus dem etwas unterschiedlichen Zeitraum der Datenverfügbarkeit-<br />
Die Temperaturganglinie der Quelle 20 muss gegenüber jener der Höllentalquelle als unbeeinflusst<br />
eingestuft werden, wo hingegen jener der Höllentalquelle durch das in der HQUL verlegten<br />
Rohrleitung als beeinflusst eingestuft wurde.<br />
Die geringfügigen Unterschiede zwischen der Quelle 20 und der Höllentalquelle werden im Kapitel<br />
Detailuntersuchungen behandelt.<br />
4.3.2.2.1. Schüttung<br />
Mit einem MQ von etwa 209 l/s ist die Quelle 20 die größte Quelle dieses Gebiets (Höllentalquelle MQ<br />
etwa 149 l/s im Beobachtungszeitraum). Die Charakteristik des Schüttungsverhaltens der Quellen des<br />
Höllentalbereichs kommt an der Quelle 20 auf Grund der besseren Messbedingungen deutlicher zum<br />
Ausdruck als an der Höllentalquelle.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
600<br />
500<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 30:<br />
Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Schüttungstagesmittel<br />
Üblicherweise setzt die Schneeschmelze an der Quelle 20 wie auch an der Höllentalquelle bereits in<br />
der ersten Märzwoche ein, einzelne vorher auftretende Schüttungsspitzen sind wie hier aus dem Jahr<br />
2007 auf intensive Warmlufteinbrüche zurückzuführen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 56<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Auch der weitere Verlauf der mittleren Schüttungsganglinie entspricht weitgehend der an der<br />
Höllentalquelle.<br />
In der Tab. 3 sind wiederum die gewässerkundlichen Hauptzahlen zusammengefasst. Daraus<br />
errechnet sich ein Schüttungsquotient von 7.6, also noch etwas geringer als die Höllentalquelle.<br />
Tab. 3: Gewässerkundliche Hauptzahlen Quelle 20, Schüttung<br />
MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2004 BIS 2007<br />
Pegel<br />
Parameter<br />
QU20_Schuettung<br />
SCHÜTTUNG [ls-1]<br />
Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR<br />
NQ 90.09 79.71 69.68 121.89 239.88 209.92 249.07 192.47 156.10 130.88 120.62 103.23 69.68<br />
NQT 90.95 81.89 70.56 123.39 241.72 214.67 258.51 198.85 160.07 133.20 123.03 106.14 70.56<br />
MNQ 97.28 88.28 93.87 157.04 264.27 265.55 256.31 223.13 196.08 163.22 147.34 119.19 86.97<br />
MNQT 98.48 89.91 95.79 159.91 269.41 271.13 260.88 226.55 201.08 166.20 148.96 121.14 88.76<br />
NMQ 97.89 87.50 98.74 223.71 266.01 234.59 282.04 225.43 187.66 157.74 133.50 115.44 194.49<br />
MQ 113.27 96.43 124.57 238.88 305.04 298.86 288.15 272.84 227.50 196.05 177.14 142.16 208.66<br />
HMQ 140.05 112.33 136.27 262.13 333.12 340.58 294.32 316.09 266.03 235.60 241.39 193.16 217.77<br />
MHQT 157.06 105.59 193.12 319.30 354.50 330.36 324.18 381.82 265.30 235.13 218.10 164.16 392.85<br />
MHQ 164.35 107.64 199.48 329.38 364.42 342.47 335.99 392.06 273.09 239.29 225.63 166.27 403.68<br />
HQT 256.94 129.19 262.04 349.49 391.73 379.53 345.67 516.76 282.99 284.05 288.55 229.66 516.76<br />
HQ 269.31 130.88 269.31 358.89 397.58 381.63 367.88 531.29 287.05 288.36 302.86 230.78 531.29<br />
Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ<br />
Wert 69.68 175.79 208.66 531.29<br />
am 13. Mär. 2005 8. Aug. 2006<br />
4.3.2.2.2. Leitfähigkeit<br />
Der in Diagr. 31 dargestellte Verlauf der Leitfähigkeit entspricht mit größter Übereinstimmung dem<br />
Verlauf an der Höllentalquelle. Kleinere Unterschiede liegen im Bereich der Messungenauigkeit oder<br />
sind durch geringfügig andere Messwertverfügbarkeiten hervorgerufen.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
270<br />
260<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
250<br />
240<br />
230<br />
220<br />
210<br />
200<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 31:<br />
Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Leitfähigkeitstagesmittel<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 57<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.3.2.2.3. Temperatur<br />
Der Verlauf der Temperatur an der Quelle 20 entspricht weitgehend jenem an der Höllentalquelle. Nur<br />
ist dort der Verlauf mit einem gewissen Offset gegenüber der Höllentalquelle behaftet. Wie bereits<br />
erwähnt resultiert dies mit größter Wahrscheinlichkeit auf einer Beeinflussung durch die Wässer der<br />
HQUL bis zum Messort beim Stollen VII. Auch der ruhigere Verlauf an der Quelle 20 ist dadurch zu<br />
erklären und entspricht wahrscheinlich auch der Realität an der Höllentalquelle.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
6.4<br />
6.3<br />
6.2<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
6.1<br />
6.0<br />
5.9<br />
5.8<br />
5.7<br />
5.6<br />
5.5<br />
5.4<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 32:<br />
Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Temperaturtagesmittel<br />
4.3.2.3. Augenbrunnen<br />
Der Augenbrunnen, laut der Skizze von Schönbrunner (1926) fast unmittelbar oberhalb der<br />
Stollenfassung der Höllentalquelle ist eine episodische Quelle. Sie fungiert als Überlaufsystem der<br />
Höllentalquelle und der Quelle 20. Demgemäß müsste diese Quelle vor der Fassung der genannten<br />
Quellen wesentlich häufiger, wenn nicht perennierend geschüttet haben. Aus R. Stadler (1873) sind<br />
Angaben zu diesen Quellen nicht unmittelbar zu entnehmen, da einzelne topographische<br />
Ortsbezeichnungen in der aktuellen Österreichischen Karte nicht mehr aufscheinen, andererseits<br />
auch Abweichungen von den heutigen Quellbezeichnungen existieren (z.B.: Fuchspassquelle). Eine<br />
genaue Zuordnung seiner Quellen im Höllental müsste demnach auch eine Recherche auf alten<br />
Karten (in den Karten der Dritten Militärischen Landesaufnahme 1869-1887 sind diese<br />
topographischen Bezeichnungen ebenfalls nicht mehr enthalten) und auch eine Verifizierung seiner<br />
Maßangaben einschließen. Mit hoher Wahrscheinlichkeit sind die bei R. Stadler erwähnte "Erste und<br />
Zweite Große Höllenthal-Quelle" den Quellen unseres Quellbezirks Höllental zuzuordnen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 58<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.3.3. Fuchspassquelle<br />
4.3.3.1. Schüttung<br />
Der Schüttungsquotient der Fuchspassquelle beträgt 1:161 (Tab. 4). Dieser Wert ist jedoch mit<br />
Unsicherheiten behaftet, da besonders die Hochwasserwerte durch Rückstaueffekte, ausgelöst durch<br />
die Schwarza, beeinflusst sein könnten. Es ist aber anzunehmen, dass die Fuchspassquelle einen<br />
deutlich höheren Schüttungsquotienten besitzt als die Kaiserbrunnquelle.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
5000<br />
4500<br />
4000<br />
3500<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 33:<br />
Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Schüttungstagesmittel<br />
In Diagr. 33 ist die Dominanz der durch Niederschlagsereignisse ausgelösten Schüttungsspitzen<br />
deutlich zu erkennen. Dadurch wird in dieser graphischen Darstellung die Bedeutung der<br />
Schneeschmelze für die Grundwasserneubildung etwas unterbewertet. Die Schüttungsspitzen<br />
erreichen sehr rasch hohe Werte und weisen bei hohem α-Wert des Ereignisanteils (siehe Kapitel<br />
Schüttungsrückgänge) auch entsprechend rasche Rückgänge auf. Großereignisse wie dies im<br />
September 2007 prägen jedoch die Abflussdynamik über einen längeren Zeitraum.<br />
Auch an der Fuchspassquelle sind die in der Graphik ersichtlichen Maxima im Jänner, September und<br />
Oktober auf Ereignisse des Jahres 2007 zurückzuführen. Dabei war das Hochwasser mit der<br />
Schüttungsspitze am 6.9.2007 das höchste im Beobachtungszeitraum mit einem Spitzenwert von<br />
5626 l/s. Dabei ist zu bemerken, dass die höchsten Schüttungswerte von Niederschlagsereignissen<br />
stammen, die Schneeschmelze erreicht diese Werte bislang nicht.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 59<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Tab. 4:<br />
Gewässerkundliche Hauptzahlen Fuchspassquelle, Schüttung<br />
MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2004 BIS 2007<br />
Pegel<br />
Parameter<br />
Fuchspass Gesamtschuettung<br />
SCHÜTTUNG [ls-1]<br />
Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR DATUM<br />
NQ 38.15 40.91 39.78 163.17 121.83 96.80 66.74 45.06 51.02 37.62 35.05 38.15 35.05 8. Nov. 2004<br />
NQT 39.20 40.91 40.60 167.85 124.90 100.71 68.23 45.92 51.51 38.15 36.41 39.11 36.41 9. Nov. 2004<br />
MNQ 72.28 73.89 55.58 222.23 171.01 102.35 86.79 54.86 67.08 48.46 39.84 40.40 38.97<br />
MNQT 98.97 93.86 62.30 238.64 178.31 105.86 88.54 56.33 75.31 49.08 40.73 41.08 39.92<br />
NMQ 48.26 57.43 204.81 319.73 243.42 156.77 113.27 96.53 76.94 46.59 43.21 50.71 56.65<br />
MQ 283.05 105.74 319.87 504.10 402.04 301.78 197.86 329.79 267.52 110.38 90.46 51.57 215.35<br />
HMQ 741.38 198.01 441.67 740.91 508.31 542.08 345.43 449.07 729.62 251.97 168.06 52.43 285.78<br />
MHQT 746.08 170.62 1850.07 1005.18 1241.81 1681.80 866.07 2496.01 1297.56 474.02 259.05 78.83 2921.11<br />
MHQ 1166.17 196.59 2477.52 1306.53 1907.88 2003.90 1555.23 3593.47 1652.33 897.76 341.89 86.16 3890.58<br />
HQT 2077.02 198.01 2947.38 1556.96 1896.70 4216.52 1968.77 4089.06 4397.99 1463.51 604.70 89.73 4397.99 6. Sep. 2007<br />
HQ 3310.31 239.71 4035.03 2086.11 2601.32 4516.15 3861.29 5381.08 5626.18 2995.77 845.22 95.86 5626.18 6. Sep. 2007<br />
Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ<br />
Wert 35.05 94.08 215.35 5626.18<br />
am 8. Nov. 2004 6. Sep. 2007<br />
Der niedrigste Wert wurde mit 35 l/s am 8.11.2004 registriert.<br />
4.3.3.2. Leitfähigkeit<br />
Der Verlauf der Leitfähigkeitstagesmittel ist in Diagr. 34 dargestellt. Sie weist den typischen Verlauf<br />
einer Karstquelle auf. Dieser ist dominiert von den Verdünnungseffekten während der<br />
Schneeschmelze und den einzelnen "Verdünnungsereignissen" als Folge von<br />
Niederschlagsereignissen. Im Gegensatz zum Kaiserbrunnen treten an der Fuchspassquelle keine<br />
größeren "Piston-Flow"-Effekte auf. Charakteristisch für die Fuchspassquelle ist jedoch, dass<br />
Kleinereignisse wie jenes der Ereignisbeprobung Sommer 2006 (Schüttungsanstieg nur einige<br />
hundert Liter pro Sekunde) meist das Abfließen höher mineralisierten Wassers bewirken, größere<br />
Schüttungsereignisse einen deutlichen Verdünnungseffekt aufweisen. In Diagr. 34 ist dies durch den<br />
im Gegensatz zur Kaiserbrunnquelle sehr ausgeglichenen Verlauf der oberen Hüllkurve<br />
(Tagesmaxima) zu erkennen. Die Tagesminima zeigen deutlich die Verdünnungseffekte nach<br />
größeren Einzelereignissen.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
330<br />
320<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
310<br />
300<br />
290<br />
280<br />
270<br />
260<br />
250<br />
240<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 34:<br />
Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 60<br />
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© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.3.3.3. Spektraler Absorptionskoeffizient<br />
Der Verlauf des SAK254 Jahresgangs an der Fuchspassquelle hebt sich deutlich von allen anderen<br />
Beobachtungspunkten ab. Dabei fällt vor allem der erhöhte Background (Mittelwert im<br />
Beobachtungszeitraum 3.38 m -1 ), der sehr nahe an der Ausleitungsgrenze von SAK 4 m -1 liegt. Dazu<br />
gehören auch die höchsten Spitzenwerte, die an der 1. HQUL gemessen wurden (SAK 15.01 m-1 am<br />
8.8.2006 – Datenlücke während des Augusthochwassers 2007) Damit sind dieses Kennwerte deutlich<br />
höher als anderen beobachteten Quellen. Bemerkenswert ist außerdem, dass die Schneeschmelze<br />
den SAK-Verlauf nicht derartig nachhaltig beeinflusst, wie an anderen Quellen. Einzelne größere<br />
Hochwasserereignisse zeigen eine deutlich längere Beeinflussungszeit des Verlaufs des SAK-Werts<br />
an.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
14<br />
12<br />
10<br />
SAK [m-1]<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 35:<br />
Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle SAK-Tagesmittel<br />
In der Darstellung des gesamten Verlaufs der SAK254 Werte /Diagr. 36) fällt der tendenziell<br />
niedrigere Verlauf ab dem Jahresbeginn 2007 deutlich auf. Ob anthropogene Veränderung im<br />
Einzugsgebiet derartige Veränderungen, besonders bereits ab dem 1.1.2007 bewirken können, ist<br />
schwerlich vorstellbar, daher sollte diesem Phänomen, das im Übrigen nur an der Fuchspassquelle<br />
auftritt, nachgegangen werden.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 61<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 36: SAK Zeitreihe Fuchspassquelle, 2004-2007<br />
Auch in obiger Darstellung ist deutlich zu erkennen, dass – anders als an der Höllentalquelle oder der<br />
Kaiserbrunnquelle – die Schneeschmelze nicht unbedingt das dominierende Element des<br />
Jahresgangs darstellt , sondern die Spitzenwerte nach Sommerereignissen im Jahresverlauf jeweils<br />
immer mehr zunehmen. Ob dies mit einer Anreicherung von SAK254 relevanten Stoffen während der<br />
Sommermonate im Einzugsgebiet zusammenhängt, müsste in entsprechenden Detailuntersuchungen<br />
abgeklärt werden.<br />
4.3.3.4. Temperatur<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007<br />
6.9<br />
6.8<br />
6.7<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
6.6<br />
6.5<br />
6.4<br />
6.3<br />
6.2<br />
6.1<br />
6.0<br />
5.9<br />
5.8<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 37:<br />
Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Temperaturtagesmittel<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 62<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Der Verlauf der Tagesmittelwerte zeigt typisch den prägenden Verlauf des Jahresgangs während der<br />
Schneeschmelze. Interessanterweise ist im Gegensatz zu Schüttung und Leitfähigkeit hier die erste<br />
Beeinflussung durch die Schneeschmelze bereits Ende Februar / Anfang März zu erkennen. Die<br />
größte Beeinflussung wird im Mai erreicht.<br />
An der Ganglinie in Diagr. 37 weiters auffallend sind "positive" Temperaturbeeinflussungen durch<br />
Einzelereignisse außerhalb der Schneeschmelze. Besonders die, von Sommergewittern ausgelösten<br />
Ereignisse sprechen für direkte Beeinflussung durch wärmere Sommerniederschlagsereignisse und<br />
damit für eine unmittelbare Verletzlichkeit des Karstwasserkörpers. Dies entspricht auch den Analysen<br />
der Trockenwetterlinien, die sehr hohe α-Werte des Ereignisanteils bei sehr niedrigen Werten des<br />
Basisabflusses zeigten.<br />
4.3.4. Die Quellen des Naßbachtals<br />
Von den Quellen des Naßbachtals liegen die Übeltalquelle, Albertwiesquelle und die Reißtalquelle im<br />
Untersuchungsgebiet.<br />
Die Instrumentierung der Quellen des Naßbachtals erfolgte entsprechend dem Projektplan erst in der<br />
zweiten Ausbauphase des Messstellennetzes. Da es dabei auch zu technischen Problemen kam, sind<br />
die Zeiträume, in denen Daten verfügbar sind, kürzer als an den Hauptquellen der HQUL. Dies betrifft<br />
vor allem die Reißtalquelle. An den beiden anderen Quellen konnten durch Leihgeräte des WRM<br />
bereits ab Dezember 2005 Daten gewonnen werden.<br />
S::can Daten standen an diesen Quellen nur von der Albertwiesquelle zur Verfügung. Leider wurde<br />
diese Station zwischenzeitlich wieder abgebaut.<br />
4.3.4.1. Übeltalquelle<br />
4.3.4.1.1. Schüttung<br />
Am 22.12.2005 wurden an der Übeltalquelle zwei Datensammler des WRM installiert. Zur<br />
Schüttungsmessung kam ein Sägezahnzähler im Einleitungsrohr zur Anwendung. Der Überlaufkanal<br />
konnte erst am 19.4.2007 in Betrieb genommen werden. Bis zu diesem Zeitpunkt fehlen bei der<br />
Ermittlung der Gesamtschüttung die Werte der Tage mit Überlauf, die errechneten Mittelwerte sind<br />
entsprechend zu niedrig. Diese Situation ist deutlich in Diagr. 38 zu erkennen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 63<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 38: Schüttungsermittlung Übeltalquelle bis 19.4.2007 ohne Überlauf<br />
Obwohl im Jahr 2007 die Schneeschmelze noch nicht komplett erfasst werden konnte, ist der weitere<br />
Jahresverlauf auch an dieser Quelle charakterisiert durch große Hochwasserereignisse. Auffallend<br />
gegenüber den Quellen im Schwarzatal, dass hier (wie auch an der Reißtalquelle) das dominierende<br />
Hochwasserereignis jenes vom November 2007 war und nicht wie bei allen anderen Quellen das vom<br />
September 2007.<br />
Tab. 5:<br />
Gewässerkundliche Hauptzahlen Übeltalquelle, Schüttung<br />
MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2005 BIS 2007<br />
Pegel<br />
Parameter<br />
Übeltal Gesamtschüttung<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR DATUM<br />
NQ 4.31 4.36 5.00 4.54 4.44 4.54 4.04 4.04 4.83 4.40 4.51 4.31 4.04 31. Jul. 2007<br />
NQT 4.35 4.41 5.02 4.54 4.47 4.64 4.13 4.05 4.87 4.44 4.56 4.35 4.05 5. Aug. 2007<br />
MNQ 4.46 4.93 7.35 4.85 4.94 5.25 4.65 4.61 8.17 4.62 5.76 5.36 4.83<br />
MNQT 4.49 5.03 7.71 4.89 5.03 5.42 4.73 4.66 8.88 4.64 5.91 5.40 4.88<br />
NMQ 5.41 6.19 7.25 5.38 6.25 5.59 4.44 6.48 5.37 4.67 6.05 4.67 6.63<br />
MQ 5.66 6.36 9.21 6.32 7.15 7.37 5.61 7.45 12.69 5.83 9.10 6.94 7.00<br />
HMQ 5.91 6.53 11.16 7.26 8.05 9.15 6.78 8.42 20.00 7.00 12.14 9.34 7.55<br />
MHQT 9.02 9.09 11.64 10.25 11.97 10.77 8.41 12.24 16.96 11.49 20.32 11.22 16.54<br />
MHQ 9.09 9.23 11.66 10.70 13.30 12.23 8.67 12.91 18.26 14.22 23.43 12.39 18.61<br />
HQT 11.68 11.64 11.69 11.60 12.33 11.96 11.58 12.46 27.17 17.62 29.77 20.79 29.77 23. Nov. 2007<br />
HQ 11.78 11.68 11.72 11.69 14.96 12.44 11.60 13.20 29.60 21.05 35.28 23.94 35.28 23. Nov. 2007<br />
Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ<br />
Wert 4.04 5.57 7.00 35.28<br />
am 31. Jul. 2007 23. Nov. 2007<br />
Aus den in der Tab. 5 errechneten Werten ergibt sich ein Schüttungsquotient von 8.7. Trotz der für<br />
längere Zeit fehlenden Werte des Überlaufs, scheint dieser Wert realistisch, da für die Quellen des<br />
Naßbachtals das Hochwasser 2007 sehr bestimmend war.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 64<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007<br />
30<br />
25<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 39:<br />
Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Schüttungstagesmittel<br />
Die fehlende Registrierung der Schneeschmelze wirkt sich auch deutlich sichtbar auf die Darstellung<br />
der mittleren Ganglinie in Diagr. 39 aus. Auch der mit den bisher vorliegenden Daten ermittelte<br />
Schüttungsmittelwert von 7 l/s ist demnach zu niedrig angesetzt. Es ist aber deutlich zu erkennen,<br />
dass auf Grund des niedrigeren Einzugsgebiets der Übeltalquelle die Schneeschmelze bereits Mitte<br />
Februar einsetzt. Der Schüttungsquotient beträgt 8.7 und ist somit für eine Karstquelle relativ niedrig.<br />
Weiters auffallend ist die rasche Reaktion auf Schüttungsereignisse, erkenntlich an rasch<br />
einsetzenden Anstiegen der Schüttung.<br />
4.3.4.1.2. Leitfähigkeit<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007<br />
460<br />
450<br />
440<br />
430<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
420<br />
410<br />
400<br />
390<br />
380<br />
370<br />
360<br />
350<br />
340<br />
330<br />
320<br />
310<br />
300<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 40:<br />
Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
Trotz der Lückenhaftigkeit der vorhandenen Daten (Ausfall durch Feuchtigkeit in der Quellstube)<br />
konnten sehr starke, schnell eintretende Verdünnungseffekte bei Niederschlagsereignissen registriert<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 65<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
werden. Auch die Temperaturwerte weisen ereignisbedingt große Schwankungen auf. Beides spricht<br />
nicht für eine gute Speicherung und Schutzfähigkeit dieses Quellvorkommens.<br />
Auch an der Übeltalquelle werden im Kapitel Detailuntersuchungen die Möglichkeiten<br />
unterschiedlicher Wasserkomponenten diskutiert, da auch hier Hinweise darauf existieren.<br />
4.3.4.1.3. Temperatur<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007<br />
9.5<br />
9<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
8.5<br />
8<br />
7.5<br />
7<br />
6.5<br />
6<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 41:<br />
Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Temperaturtagesmittel<br />
Der Temperaturverlauf folgt einem deutlichen Jahresgang, der von der Schneeschmelze dominiert<br />
wird, aber auch, wie bereits erwähnt, größere ereignisbedingte Schwankungen aufweist. Auch<br />
während der Schneeschmelze sind einzelne Phasen derselben deutlich zu erkennen. Im Kapitel über<br />
den Messnetzaufbau und Detailuntersuchungen wird der Frage nach unterschiedlichen<br />
Wasserkomponenten noch nachgegangen.<br />
4.3.4.2. Albertwiesquelle<br />
4.3.4.2.1. Pegelstand<br />
Wie im Kapitel Messnetzaufbau ausführlich erläutert, existieren bislang keine Schüttungswerte an der<br />
Albertwiesquelle. Die vorhandenen Pegelaufzeichnungen geben jedoch ein gutes Bild der Dynamik an<br />
dieser Quelle. Auffallend an der mittleren Ganglinie (Diagr. 42) ist, dass im Beobachtungszeitraum die<br />
Schneeschmelze keine dominierenden Pegelstandsänderungen hervorruft, die Auswirkungen jedoch<br />
sehr lange übers Jahr bemerkbar sind. Dies spricht für eine gute Speicherung von<br />
Basisabflusskomponenten. Deutlich sichtbare Pegelstandsspitzen, die eine rasche Dynamik<br />
aufweisen, sprechen aber auch dafür, dass erhebliche Anteile von Ereigniswasser in diesen Fällen<br />
zum Abfluss gelangt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 66<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007<br />
120<br />
110<br />
100<br />
WASSERSTAND [cm]<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 42:<br />
Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Pegelstandstagesmittel<br />
4.3.4.2.2. Leitfähigkeit<br />
Die mittlere Leitfähigkeitsganglinie (Diagr. 43) unterstützt die Aussagen, die an Hand der<br />
Wasserstandsdaten getroffen wurden. Die Schneeschmelze ist deutlich ausgeprägt, ihre Folgen sind<br />
im Mittel bis in den Frühherbst bemerkbar. Der Schwankungsbereich der Leitfähigkeit ist hoch. Auch<br />
an der Albertwiesquelle gibt es deutliche Hinweise auf das ereignisabhängige Auftreten<br />
unterschiedlicher Wässer. Dies wird im Kapitel Detailuntersuchungen diskutiert.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007<br />
430<br />
420<br />
410<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
400<br />
390<br />
380<br />
370<br />
360<br />
350<br />
340<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 43:<br />
Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
4.3.4.2.3. Spektraler Absorptionskoeffizient<br />
Trotz der lückenhaft vorliegenden Daten des SAK254 betätigen diese das bisher gewonnene Bild: ein<br />
gut gespeicherter Basisabfluss mit allerdings leicht erhöhten Werten und hochdynamische<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 67<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Ereignisanteile (siehe auch Kapitel Detailuntersuchungen). Dabei wird allerdings der Grenzwert zur<br />
Einleitung nur einmal überschritten. Leider liegen für das, die Naßbachtalquellen anscheinend<br />
dominierende Hochwasserereignis im November 2007 keine SAK-Messungen mehr vor.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007<br />
4<br />
3.5<br />
3<br />
2.5<br />
SAK [m-1]<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 44:<br />
Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle SAK Tagesmittel<br />
4.3.4.2.4. Temperatur<br />
Die mittlere Temperaturganglinie zeigt einen schneeschmelzdominierten Verlauf mit sehr deutlich<br />
ausgeprägten Einzelereignissen aber davon abgesehen einen sehr ausgeglichenen Verlauf. Dies<br />
bestätigt die bisher getroffenen Aussagen.<br />
Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007<br />
9.5<br />
9.3<br />
9.1<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
8.9<br />
8.7<br />
8.5<br />
8.3<br />
8.1<br />
7.9<br />
7.7<br />
7.5<br />
01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez<br />
Diagr. 45:<br />
Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Temperaturtagesmittel<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 68<br />
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4.3.4.3. Reißtalquelle<br />
4.3.4.3.1. Schüttung<br />
An der Reißtalquelle liegen Schüttungswerte seit 29. März 2007 vor. Auch im Diagr. 46 ist die, im<br />
Kapitel Messnetzaufbau beschriebene Problematik deutlich erkennbar. Die mittlere Schüttung dieses<br />
Zeitraums beträgt etwa 90 l/s. Dies kann nur als Richtwert dienen, da sowohl Schneeschmelze als<br />
auch winterliche Niedrigwasserzeiten fehlen.<br />
Jahresganglinie Messstelle Reisstalquelle Schuettung 2007<br />
126<br />
116<br />
106<br />
96<br />
86<br />
76<br />
66<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
Diagr. 46:<br />
Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Schüttungstagesmittel<br />
4.3.4.3.2. Leitfähigkeit<br />
Die mittlere Ganglinie der Leitfähigkeiten an der Reißtalquelle zeigt die Besonderheiten der<br />
derzeitigen Messung sehr deutlich. Während der bisherigen Messungen existiert ein deutliches<br />
Schwanken der Messwerte, hier dargestellt auf Tagesbasis (Tagesminimum, Tagesmaximum), das<br />
unter bestimmten Bedingungen sich noch deutlich verstärkt. Dies wird, nach Kontrollmessungen an<br />
den Einzelzutritten in die Fassungsanlage, auf unterschiedliche Wasserkomponenten, die<br />
möglicherweise auch unterschiedlich schutzfähig sind, zurückgeführt. Die teilweise sichtbaren<br />
sprunghaften Änderungen stehen damit mit größter Wahrscheinlichkeit in Zusammenhang. Eine<br />
Einzelmessung repräsentativer Zutritte in die Fassungsanlage der Reißtalquelle scheint unerlässlich,<br />
um detailliertere Ergebnisse zu erzielen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 69<br />
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Jahresganglinie Messstelle Reisstalquelle Leitfähigkeit 2007<br />
350<br />
340<br />
330<br />
320<br />
310<br />
300<br />
290<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 47:<br />
Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
4.3.4.3.3. Temperatur<br />
Im Temperaturverlauf zeigt sich das bereits beschriebene Bild ebenfalls. Auch hier ist das temporär<br />
sehr hohe Rauschen deutlich zu erkennen. Weiters ist ersichtlich, dass das Hochwasserereignis im<br />
September 2007 eine gänzlich andere Reaktion als jenes vom November 2007 bewirkte. Fundierte<br />
Interpretationen können jedoch nur nach einer Verbesserung der Messeinrichtungen erfolgen.<br />
Jahresganglinie Messstelle Reisstalquelle Temperatur 2007<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
7.8<br />
7.7<br />
7.6<br />
7.5<br />
7.4<br />
7.3<br />
7.2<br />
7.1<br />
7.0<br />
6.9<br />
6.8<br />
6.7<br />
6.6<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 48:<br />
Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Temperaturtagesmittel<br />
4.3.5. Die Stixensteiner Quellen und Brunnen<br />
Wie bereits in der Einleitung dargelegt, wurde dieser Bereich erst nachträglich in das<br />
Beobachtungsprogramm aufgenommen. Die Instrumentierung erfolgte demgemäß entsprechend<br />
später. Die Aussagen über die Stixensteiner Quellen und Brunnen sind immer in diesem Licht zu<br />
bewerten. Der zur Auswertung vorliegende Beobachtungszeitraum beträgt nur etwa 11 Monate.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 70<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.3.5.1. Kreuzquelle<br />
4.3.5.1.1. Schüttung<br />
Obwohl die Schneeschmelze 2007 bis auf eine Unterbrechung von 7 Tagen registriert wurde, ist das<br />
dominierende Ereignis das Hochwasser im September. Der Schüttungsanstieg erfolgt unmittelbar,<br />
und ergibt damit für den Beobachtungszeitraum einen Schüttungsquotienten von 13.4. Es dominiert<br />
den Jahresgang 2007 sehr deutlich. Dies ist für den kurzen Beobachtungszeitraum sehr<br />
bemerkenswert. Die in Diagr. 49 sichtbaren Tagesschwankungen der Schüttung sind nur<br />
messtechnisch bedingt und können verbessert werden. Der Schüttungsrückgang Anfang April ist auf<br />
Arbeiten am 5.4.2007 der MA31 (Ausleitung der Kreuzquelle) zurückzuführen. Auf diese Arbeiten, die<br />
möglicherweise auf die Registrierung der Leitfähigkeits- und Temperaturwerte Einfluss hatten, wird<br />
gesondert eingegangen.<br />
Jahresganglinie Messstelle Kreuzquelle Schuettung 2007<br />
210<br />
190<br />
170<br />
150<br />
130<br />
110<br />
90<br />
70<br />
50<br />
30<br />
10<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
Diagr. 49:<br />
Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Schüttungstagesmittel<br />
4.3.5.1.2. Leitfähigkeit<br />
Auch im Leitfähigkeitsgang dominiert das Hochwasserereignis vom September 2007. Einer<br />
Karstquelle entsprechend, reagiert die Leitfähigkeit bei Schüttungsereignissen ebenso wie während<br />
der Schneeschmelze mit Verdünnungseffekten. Diese sind bei allen Ereignissen 2007 zu erkennen.<br />
Die sprunghafte Änderung am 5.4.2007 wurde auf messtechnische Probleme zurückgeführt, die in<br />
Zusammenhang mit elektrischen Arbeiten bei der Versorgung des gesamten Bereichs Sieding stehen.<br />
Auffallend beim Septemberereignis ist der kurzzeitige Anstieg der Leitfähigkeit, bevor dann die<br />
Verdünnung einsetzt. Dieser Effekt ist bei Karstquellen häufig zu beobachten. Dies ist in Diagr. 50<br />
ersichtlich.<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Jahresganglinie Messstelle Kreuzquelle Leitfaehigkeit 2007<br />
488<br />
478<br />
468<br />
458<br />
448<br />
438<br />
428<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 50:<br />
Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
4.3.5.1.3. Temperatur<br />
Der Temperaturverlauf während des Beobachtungszeitraums wird vollständig vom Ereignis am<br />
5.4.2007 geprägt. Dabei kommt es, wie in Diagr. 51 zu erkennen ist, zu einer deutlichen Verschiebung<br />
des Messwerts um 0.3°C. Dies ist die größte Veränderung im Beobachtungszeitraum. Der Verlauf<br />
während der Schneeschmelze weist auf eine gute Speicherung der Wässer hin. Auch das<br />
Hochwasser im September 2007 bewirkt nur eine Veränderung um etwa 0.1°C, die aber auch den<br />
weiteren Verlauf beeinflusst. Das Problem vom 5.4.2007 wird gesondert dargestellt.<br />
Jahresganglinie Messstelle Kreuzquelle Temperatur 2007<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
8.50<br />
8.45<br />
8.40<br />
8.35<br />
8.30<br />
8.25<br />
8.20<br />
8.15<br />
8.10<br />
8.05<br />
8.00<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 51:<br />
Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Temperaturtagesmittel<br />
4.3.5.2. Schlossquelle<br />
4.3.5.2.1. Schüttung<br />
Die Schüttung der Schlossquelle wird als Differenz zwischen dem Gesamtabfluss am Regulator in<br />
Sieding minus der Menge der Kreuzquelle und der Fördermenge der beiden Brunnen der Mahrweise<br />
rechnerisch ermittelt. Dies birgt naturgemäß gewisse Unsicherheiten mit sich. So zum Beispiel am<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 72<br />
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5.4.2007. An diesem Tag wurde kurzzeitig die Kreuzquelle ausgeleitet. Am Regulator Sieding ist dies<br />
jedoch aufgrund der Dispersion nicht mehr als Ereignis wahrnehmbar. Daher entsteht bei der<br />
Berechnung daraus an der Schlossquelle ein Schüttungsanstieg, der in Wirklichkeit nicht existiert.<br />
Jahresganglinie Messstelle Schlossquelle Q 2007<br />
1074<br />
974<br />
874<br />
774<br />
674<br />
574<br />
474<br />
374<br />
274<br />
174<br />
74<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
Diagr. 52: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Schüttungstagesmittel<br />
Die mittlere Schüttungsganglinie ist in Diagr. 52 dargestellt. Besonders auffallend ist für das Jahr 2007<br />
die schon mehrmals berichtete Dominanz des Hochwassers im September auch gegenüber der<br />
Schneeschmelze dieses Jahres. An der Schlossquelle fällt dies besonders auf, auch der sehr<br />
unmittelbare Anstieg. Dazu muss allerdings bemerkt werden, dass aufgrund der Regulierungsarbeiten<br />
einige Werte gelöscht werden mussten. Weiters ist, wie oben erwähnt die zeitliche Verzögerung bis<br />
zum Regulator Sieding und eine dort merkbare Dispersion ebenfalls für gewisse Unsicherheiten<br />
verantwortlich.<br />
4.3.5.2.2. Leitfähigkeit<br />
Der Leitfähigkeitsverlauf ist an der Schlossquelle ebenfalls dominiert vom Hochwasserereignis im<br />
September 2007. Leider kam es dabei zu Versandungen der Sonde, daher konnte nicht die gesamte<br />
Schwankungsbreite während des Ereignisses registriert werden. Sie war auf jeden Fall wesentlich<br />
größer als die Verdünnungseffekte bei der Schneeschmelze (siehe Diagr. 53). Ansonsten weist sie<br />
die typischen Charakteristika für Karstquellen auf, die von dynamischen Verdünnungseffekten als<br />
Reaktion auf Niederschlagsereignisse geprägt sind.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 73<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Jahresganglinie Messstelle Schlossquelle Leitfaehigkeit 2007<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
488<br />
478<br />
468<br />
458<br />
448<br />
438<br />
428<br />
418<br />
408<br />
398<br />
388<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 53:<br />
Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Leitfähigkeitstagesmittel<br />
4.3.5.2.3. Temperatur<br />
Der Temperaturverlauf an der Schlossquelle ist ebenso wie jener der Kreuzquelle von einem Offset<br />
am 5.4.2007 geprägt, dessen Ursachen wahrscheinlich auf elektrische Arbeiten im Gesamtbereich<br />
Sieding zurückzuführen sind. Warum aber davon auch Temperaturmessungen betroffen sein können<br />
ist völlig ungeklärt. Im Kapitel Messnetzaufbau wird dies näher erläutert.<br />
Jahresganglinie Messstelle Schlossquelle Temperatur 2007<br />
8.6<br />
8.5<br />
8.4<br />
8.3<br />
8.2<br />
8.1<br />
8.0<br />
7.9<br />
7.8<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
Diagr. 54: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Temperaturtagesmittel<br />
Die Beeinflussung der Temperatur durch das Hochwasserereignis im September 2007 fällt an der<br />
Schlossquelle deutlich ausgeprägter aus, als an der Kreuzquelle. Auch die Dauer der Beeinflussung<br />
ist kürzer. Betrachte man dies aus dem Blickwinkel der Schutzfähigkeit, deckt sich dies sehr gut auch<br />
mit den Ergebnissen er isotopenhydrologischen Untersuchungen. Die Schlossquelle weist auch beim<br />
Umweltisotop Sauerstoff-18 eine etwas größere Schwankungsbreite auf als die Kreuzquelle. Dieser<br />
Parameter ist in enge Beziehung mit der Schutzfähigkeit und der unterirdischen Speicherung zu<br />
bringen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 74<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.3.5.3. Brunnen der Mahrwiese<br />
Die Brunnen der Mahrwiese liefern insgesamt ein sehr uneinheitliches Bild aller beobachteten<br />
Parameter. Sowohl Abstichmaße als auch Leitfähigkeiten und Temperaturen reagieren in den beiden<br />
Brunnen unterschiedlich und teilweise sehr überraschend. So weist der Brunnen A einen relativ<br />
ausgeglichenen Verlauf der Temperatur auf, während er auf den Pumpbetrieb im Leitfähigkeitsverlauf<br />
deutlich und sprunghaft reagiert. Am Brunnen B stellt sich das genau umgekehrt dar. Im Pumpbetrieb<br />
werden also unterschiedliche Aquiferbereiche an den beiden Brunnen aktiviert und besonders am<br />
Brunnen B kann ein Einfluss von Oberflächenwasser, sichtbar an teilweise sehr schön ausgeprägten<br />
Tagesgängen der Leitfähigkeit, nicht ausgeschlossen werden.<br />
4.3.5.3.1. Fördermenge<br />
Wie aus Diagr. 55 ersichtlich ist, werden die Brunnen, deren Gesamtfördermenge hier dargestellt ist,<br />
nur temporär betrieben. Dabei werden durchschnittlich etwa 58 l/s gefördert. Das ergibt im<br />
Beobachtungszeitraum (22.2.2007 bis 14.12.2007) eine durchschnittliche Fördermenge von 19.8 l/s.<br />
Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen Gesamtmenge 2007<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
DURCHFLUSS [l/s]<br />
Diagr. 55:<br />
Mittlere Jahresganglinie Brunnen Mahrwiese Tagesmittel der Fördermengen<br />
4.3.5.3.2. Leitfähigkeit Brunnen A<br />
Die Leitfähigkeiten an den Brunnen reagieren sehr unterschiedlich, besonders auf den Pumpbetrieb.<br />
Es scheint hier vor allem im Brunnen A (abstromig gelegener Brunnen, weiter vom Fischteich entfernt)<br />
während des Pumpbetriebs zum Anströmen völlig unterschiedliche Wässer zu kommen. Im Kapitel<br />
zum Messnetzaufbau und den Detailuntersuchungen wird darauf näher eingegangen. Die in Diagr. 56<br />
sichtbaren sprunghaften Leitfähigkeitsänderungen sind immer auf Wechsel im Pumpbetrieb<br />
zurückzuführen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 75<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen A Leitf 2007<br />
701<br />
651<br />
601<br />
551<br />
501<br />
451<br />
401<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 56:<br />
Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel<br />
4.3.5.3.3. Leitfähigkeit Brunnen B<br />
Aufgrund der sehr unerwarteten Messergebnisse im Brunnen A, sowie einiger technischer Probleme<br />
bei den Messungen, wurde im Brunnen B eine zweite Leitfähigkeitssonde am 1.10.2007 montiert.<br />
Dabei wurde die bereits vorhandene Leitfähigkeitssonde etwa 1 m tiefer gehängt und befindet sich<br />
seither 5.3 m unter der Betonkante der Brunneneinfassung im Brunnenkopf. Die neue Sonde wurde<br />
3.8 m unter diesem Punkt fixiert. Der Vollständigkeit halber werden auch diese teilweise nur sehr<br />
kurzen Beobachtungszeiträume hier dargestellt.<br />
Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen B LFunten 2007<br />
701<br />
651<br />
601<br />
551<br />
501<br />
451<br />
401<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
Diagr. 57: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde unten<br />
Im Brunnen B zeigt sich bei den Leitfähigkeiten ein gänzlich anderes Bild als im Brunnen A. Die<br />
Beeinflussungen durch den Pumpbetrieb fallen deutlich geringer aus und weisen auch andere<br />
Tendenzen auf. Der Schwankungsbereich der Leitfähigkeiten ist deutlich größer als am Brunnen A.<br />
Die Messungen der Leitfähigkeit an höherer Position im Brunnen B zeigte keine wesentlichen<br />
Unterschiede zu der an der tieferen Position. Dies ist in Diagr. 58 dargestellt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 76<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Jahresganglinie Messstelle Mahrw Br B LF oben 2007<br />
EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]<br />
701<br />
651<br />
601<br />
551<br />
501<br />
451<br />
401<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 58:<br />
Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde oben<br />
4.3.5.3.4. Temperatur Brunnen A<br />
Ein gänzlich unterschiedliches Bild liefern die Temperaturgänge an den beiden Brunnen. Hier ist der<br />
Verlauf im Brunnen A (Diagr. 59) deutlich ausgeglichener als jener an Brunnen B (Diagr. 60).<br />
Jahresganglinie Messstelle Mahrweise Brunnen A Temp 2007<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
11.5<br />
11.0<br />
10.5<br />
10.0<br />
9.5<br />
9.0<br />
8.5<br />
8.0<br />
7.5<br />
7.0<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
Diagr. 59:<br />
Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Temperaturtagesmittel<br />
4.3.5.3.5. Temperatur Brunnen B<br />
Im Brunnen B ist die Schwankungsbreite der Temperaturwerte größer als im Brunnen A. Änderungen<br />
im Pumpbetrieb spiegeln sich im Temperaturgang deutlich und unmittelbar wider (Diagr. 60). In dieser<br />
Darstellung ist die Temperaturmessung an der unteren Messposition dargestellt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 77<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen B Temp unten 2007<br />
11.5<br />
11.0<br />
10.5<br />
10.0<br />
9.5<br />
9.0<br />
8.5<br />
8.0<br />
7.5<br />
7.0<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
Diagr. 60:<br />
Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde unten<br />
Die Ergebnisse der Temperaturmessung an der oberen Messposition unterscheiden sich nicht<br />
wesentlich von der an der unteren Messposition. Die Messungen sind in Diagr. 61 dargestellt.<br />
Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen B Temp oben 2007<br />
11.5<br />
11.0<br />
10.5<br />
10.0<br />
9.5<br />
9.0<br />
8.5<br />
8.0<br />
7.5<br />
7.0<br />
01.Jän<br />
01.Feb<br />
01.Mär<br />
01.Apr<br />
01.Mai<br />
01.Jun<br />
01.Jul<br />
01.Aug<br />
01.Sep<br />
01.Okt<br />
01.Nov<br />
01.Dez<br />
WASSERTEMPERATUR [°C]<br />
Diagr. 61:<br />
Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde oben<br />
4.4. Analyse von Schüttungsrückgängen<br />
Nach Maillet (MAILLET 1905, zitiert in RICHTER & LILLICH, 1975) können aus der Analyse von<br />
Schüttungsrückgängen Anhaltspunkte über die hydrogeologischen Verhältnisse im Einzugsgebiet der<br />
jeweiligen Quelle gezogen werden. Besonderer Bedeutung kommt dabei dem so genannten Auslaufoder<br />
Speicherkoeffizienten α zu. Auf Basis der Annahme eines exponentiellen Schüttungsrückganges<br />
nach einem Ereignis entspricht dieser Wert der Steigung der angepassten Exponentialfunktion. An<br />
Quellen lassen sich naturgemäß unterschiedliche Abflusskomponenten erkennen, die voneinander<br />
abgetrennt werden können und auch unterschiedliche α-Werte aufweisen. Niedrige<br />
Abflusskoeffizienten weisen auf gute Speicherung und somit lange (theoretische) Leerlaufzeiten des<br />
Aquifers hin. Diese Abflusskomponenten werden abhängig von der Quelle und ihrem Einzugsgebiet,<br />
aber auch abhängig von der Art des Niederschlags einem Ereignisanteil, einem Interflow und dem<br />
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Basisabfluss zugeordnet. Diese Komponententrennung basiert auf hydraulischen Grundlagen und ist<br />
streng zu trennen von stoffbezogenen Komponententrennungen. Obwohl aus den so ermittelten<br />
Werten nicht auf einem tatsächlichen Stofftransport (Schadstofftransport) geschlossen werden kann,<br />
geben sie per definitionem Hinweise auf die Speicherfähigkeit und somit indirekt auch auf die<br />
Schutzfähigkeit respektive Verletzlichkeit des Aquifers. Dies zeigt sich auch in dem Zusammenhang<br />
zwischen Leerlaufzeiten und mittlerem Wasseralter an.<br />
4.4.1. Allgemeine Beschreibung<br />
In Diagr. 62 sind die Schüttungen während des Auswertezeitraums für die drei untersuchten Quellen<br />
dargestellt. Der Beobachtungszeitraum wurde gewählt, da aus dieser Zeit für alle drei Quellen eine<br />
ausreichende Datengrundlage vorhanden ist, weil markante Schüttungsereignisse aufgetreten sind<br />
und die anschließenden Rückgangszeiten ausreichend lang sind, um repräsentative<br />
Speicherkoeffizienten des Basisabflusses zu erhalten.<br />
Das herausragendste Ereignis dieses Zeitraums war am Beginn des Untersuchungszeitraums und<br />
hatte seine Schüttungsspitze am 8.8.2006. Auffallend dabei ist vor allem der Verlauf an der<br />
Kaiserbrunnquelle. Hier fehlt die adäquate Schüttungsspitze vollständig. Der abgebildete, fast<br />
plateauartige Verlauf bis zum Nachmittag des 12.8.2006 lässt darauf schließen, dass entweder ein<br />
Überlaufsystem aktiviert wurde oder die Fassungsanlage höhere Schüttungen nicht aufnehmen kann.<br />
Die dritte Variante, eine derart große Undichtheit des Bauwerks, ist schwerlich vorstellbar. Da aber an<br />
der Kaiserbrunnquelle besonders während der Schneeschmelze auch deutlich höhere Schüttungen –<br />
und dies über längere Zeiträume (z.B. während der Schneeschmelze) registriert werden, ist in diesem<br />
Fall ein Überlaufsystem anzunehmen.<br />
4000<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
08.08.06 18.08.06 28.08.06 07.09.06 17.09.06 27.09.06 07.10.06 17.10.06 27.10.06<br />
KBR_Gesamt Fuchspassquelle Ges QU_20_Q<br />
Diagr. 62:<br />
Ermittlung der Speicherkoeffizienten, Schüttungen während des Auswertezeitraums<br />
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Weiters ist auffallend, dass die Fuchspassquelle den größten Schwankungsbereich der Schüttung<br />
aufweist und einzelne Ereignisse sich im Schüttungsverlauf der Fuchspassquelle nicht wiederfinden<br />
(Ereignis am 20.9.2006 an der Kaiserbrunnquelle). Das ausgeglichenste Schüttungsverhalten weist<br />
die Quelle 20 auf. Hier sind die weiteren Ereignisse im Untersuchungszeitraum derartig gering<br />
ausgeprägt, dass der gesamte Rückgang ab 16.8.2006 als Einheit betrachtet werden konnte.<br />
Die in den folgenden Tabellen berechneten Leelaufzeiten sind auf die jeweiligen Q 0 bezogen.<br />
4.4.2. Berechnungsergebnisse<br />
Tab. 6: Kaiserbrunnen. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit<br />
Ereignis 1 Ereignis 2 Ereignis 3 Ereignis 4<br />
Eventwater Q 0 1122.5 875.7 618.1<br />
Eventwater alpha d -1 -0.30753639 -0.06427889 -0.05042995<br />
Interflow Q 0 1121.6 1025.9 562.6<br />
Interflow alpha d -1 -0.04656081 -0.12382351 -0.0190267<br />
Basisabfluss Q 0 1005.4 930.7 730.2 525.3<br />
Basisabfluss alpha d -1 -0.03361275 -0.03632948 -0.01975737 -0.01232819<br />
Leerlaufzeit in Tagen Q(
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Interflow Q 0 1732.4502 407.11814 420.57862 153.80697<br />
Interflow alpha d -1 -0.56769882 -0.15272445 -0.19797247 -0.04386826<br />
Interflow Q 0 96.917179<br />
Interflow alpha d -1 -0.01228518<br />
Basisabfluss Q 0 518.96643 262.02625 219.67565 63.846528<br />
Basisabfluss alpha d -1 -0.21327363 -0.09183317 -0.07679332 -0.00913926<br />
Leerlaufzeit in Tagen Q(
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Für die Charakterisierung der Schutzfähigkeit ergeben sich daraus naturgemäß einige<br />
beachtenswerte Aspekte. Die folgende Zusammenstellung fußt nur auf den Berechnungen des<br />
Auslaufkoeffizienten, eine Zusammenschau der unterschiedlichen hydrologischen Methoden erfolgt im<br />
entsprechenden Kapitel.<br />
Fuchspassquelle: Sie weist einen hohen Anteil von Ereignisabfluss auf. Dies drückt sich auch in<br />
anderen hydrologischen Parametern (z.B. Trübung) aus. Im Basisabfluss weist sie auf gute<br />
Speichereigenschaften eines weitgehend dolomitischen geprägten Aquifers hin. Da aber<br />
fassungstechnisch diese beiden Komponenten nicht getrennt werden können, verbleibt ein erhöhtes<br />
Risiko und damit reduzierte Schutzfähigkeit.<br />
Kaiserbrunnquelle. Hier liegen die Verhältnisse sehr ähnlich. Das Spektrum des Ereigniswassers ist in<br />
der Untersuchungsperiode aus den zuvor bereits beschriebenen Gründen nicht gänzlich abgebildet.<br />
Quelle 20: Diese Quelle weist einen deutlich geringeren α-Wert für den Ereignisteil auf, der<br />
Basisabfluss entspricht aber in etwa dem der Kaiserbrunnquelle. Dies bringt daher eine bessere<br />
Schutzfähigkeit und geringere Verletzlichkeit mit sich als bei den anderen beiden Quellen gegeben ist.<br />
Ähnliche Ergebnisse sind auch für die Höllentalquelle zu erwarten. Daher ist unter diesem Aspekt eine<br />
Ähnliche Verletzbarkeit und Schutzfähigkeit gegeben. Aus den Detailuntersuchungen ist jedoch<br />
bekannt, dass an der Höllentalquelle teilweise quellnahe Ereignisse durchpausen (Lage des Stollen<br />
unterhalb des Augenbrunnens, siehe SCHÖNBRUNNER, 1926) und somit eine erhöhte Verletzlichkeit<br />
gegenüber der Quelle 20 aufweist.<br />
4.5. Abflussmesstouren<br />
Ergänzend zu den kontinuierlichen Messungen an den wichtigen gefassten Quellen der 1. Wiener<br />
Hochquellenleitung wurden im Dezember 2006 und Jänner 2007 drei Abflussmesstouren an<br />
Oberflächengerinnen im Arbeitsgebiet durchgeführt. Ziel der Abflussmessungen war, einen Überblick<br />
über die räumliche Verteilung der Abflüsse zu erhalten. Die Berechnungen erfolgten auf Basis<br />
orographischer Einzugsgebiete, die Messungen wurden bei Niedrigwasserverhältnissen durchgeführt.<br />
Zwei Messkampagnen wurden in den Kleineinzugsgebieten durchgeführt, eine Abflussmesstour an<br />
zwei Messpunkten an der Schwarza. Nach dem Vorliegen der Messergebnisse wurden weitere<br />
Abflussmesstouren an der Schwarza geplant. Diese sollte allerdings bei deutlich ausgeprägten<br />
Niedrigwasserverhältnissen durchgeführt werden, damit die bislang festgestellten<br />
Durchflusszunahmen in der Schwarza nicht durch Schneeschmelzvorgänge beeinflusst werden.<br />
Aufgrund der andauernden warmen Witterung des Winters 2006/07 konnten diese Messtouren nicht<br />
durchgeführt werden.<br />
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4.5.1. Abflussmesstour Dezember 2006<br />
4.5.1.1. Einleitung<br />
Am 05.12.2006 wurden Abflussmessungen im Bereich Schneeberg/Rax durchgeführt. Die Messungen<br />
erfolgten mittels Gefäß bzw. Salzverdünnungsmethode wobei als Messgerät ein „Q-TRACE“ der<br />
Firma Logotronic eingesetzt wurde.<br />
4.5.1.2. Beschreibung der Messstellen und Ergebnisse<br />
Die Kalibrierungsdaten bzw. die Ergebnisse der Abflussmessungen, die im Bereich Schneeberg/Rax<br />
am 05.12.2006 durchgeführt wurden, sind in Tab. 9 zusammenfassend dargestellt.<br />
Tab. 9:<br />
Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 05.12.2006 im Bereich<br />
Schneeberg/Rax.<br />
Nr. QT-Mess. Datum Kalibration<br />
k Lf_max Lf_gl Einspeismenge dQ Q<br />
Bez. Uhrzeit 1 2 3 4 5 6 [kg] [l/s] [l/s]<br />
2 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,4895 587 455 0,05030000 0,01 6,18<br />
Klausgr. 08:45 456 497 538 579 619 659<br />
1 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,5030 433 367 1,00000000 0,00 279,81<br />
Saurüsselbr. 09:40 368 408 448 487 526 565<br />
3 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,0487 425 299 0,50000000 0,28 83,06<br />
Reißb.-Münd. 10:20 299 340 381 421 463 502<br />
4 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,4952 412 341 0,22513663 0,05 42,20<br />
Wasseralmb. 10:50 342 382 422 462 503 542<br />
5 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,4989 335 307 0,15006600 0,16 47,65<br />
Schneea.-W. 11:35 307 348 388 427 466 506<br />
05.12.2006 3,67<br />
Schneea.-Ü. 12:15<br />
6 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,4989 410 309 0,22449160 0,14 54,50<br />
Reißb.-Klamm 12:10 307 348 388 427 466 506<br />
7 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,4995 373 333 0,12501830 0,20 57,46<br />
Frohnb. 13:05 334 375 415 454 494 533<br />
05.12.2006 315 4,77<br />
Weicht. 13:30<br />
05.12.2006 0,00<br />
Kaiserbr. 13:40<br />
05.12.2006 0,00<br />
Miestal 14:50<br />
8 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,5055 817 672 0,07443758 0,03 13,13<br />
Schrattengr. 15:20 676 716 755 794 833 872<br />
9 05.12.2006 0 19,97 39,86 59,67 79,4 99,06 0,5065 569 420 0,12502910 0,02 14,40<br />
Kerngr. 17:25 420 460 500 539 577 616<br />
4.5.1.2.1. Messstelle Klausgraben<br />
Witterung: Regen<br />
Q-TRACE Messnummer: 2<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 83<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 43 m Bach aufwärts von der<br />
Furt über den „Wurmgrabenbach“ im Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des<br />
Messpunktes (3 Buchen auf der orographisch linken Bachseite).<br />
4.5.1.2.2. Messstelle Saurüsselbrücke<br />
Witterung: Regen<br />
Q-TRACE Messnummer: 1<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt direkt unter der<br />
Saurüsselbrücke (Brücke nach Ende des „Bachstollens“). Im Bereich des Stollens fließt der Bach im<br />
Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte beim 2. A-Masten oberhalb des „Bachstollens“.<br />
4.5.1.2.3. Messstelle Reißbach – Mündung Wasseralmbach<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer: 3<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der<br />
Mündung in den Wasseralmbach. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des Steges über den Reißbach<br />
beim Zaun des Wasserschutzgebietes der Reißtalquelle.<br />
4.5.1.2.4. Messstelle Wasseralmbach – Mündung Reißbach<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer: 4<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der<br />
Mündung in den Reißbach. Die Einspeisung erfolgte unterhalb des Wildzaunes über den<br />
Wasseralmbaches.<br />
4.5.1.2.5. Messstelle Reißbach – Brücke Auffahrt Schneealpenstollen<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer: 5<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne<br />
unterhalb der Brücke Auffahrt Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des<br />
Messpunktes.<br />
4.5.1.2.6. Messstelle Reißbach – Klamm<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer: 6<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 105 m Bach aufwärts von der<br />
Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte 146 m Bach aufwärts von<br />
der Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen im Bereich eines Wasser führenden Betonrohres (<<br />
0,5 l/s), dass von orographisch links in den Reißbach mündet. Wenige Meter oberhalb ist ein zweites<br />
Wasser führendes Betonrohr (2-3 l/s). Etwa 100 m oberhalb der Einspeisungsstelle konnten starke<br />
Wasserzutritte im Bereich des Bachbettes festgestellt werden (Querung einer tektonischen Störung).<br />
Oberhalb führt der Bach nur mehr wenige Sekundenliter Wasser.<br />
4.5.1.2.7. Messstelle Messwehr Schneealpenstollen<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne. Eine<br />
Abflussmessung mittels Messgefäß bzw. Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der örtlichen<br />
Gegebenheit nicht möglich. Die Messung erfolgte daher durch Vermessung des Messgerinnes (Breite<br />
= 220 cm) und Messung der Obflächen-Fließgeschwindigkeit (1,5 m in 90 Sekunden) bzw. des<br />
Wasserstandes über Überfallkante (1 cm).<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 84<br />
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4.5.1.2.8. Messstelle Frohnbach<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer: 7<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt beim Steg oberhalb der<br />
Mündung in die Schwarza. Die Einspeisung erfolgte ca. 50 m oberhalb des Messpunktes.<br />
4.5.1.2.9. Messstelle Weichtal<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte mittels Messgefäß (Messung<br />
mittels Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der fehlenden Durchmischungsstrecke nicht möglich)<br />
an einem Austritt im Bachbett unterhalb des Weichtalhauses und an einem Austritt an der<br />
Uferböschung der Schwarza orographisch rechts des Bachbettes.<br />
4.5.1.2.10. Messstelle Kaiserbrunn<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne war auf den ersten 200 Metern<br />
oberhalb des Museums Kaiserbrunn trocken.<br />
4.5.1.2.11. Messstelle Miestal<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne wurde bis auf Seehöhe 880 m<br />
begangen und war trocken.<br />
4.5.1.2.12. Messstelle Schrattental<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer: 8<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt unterhalb des 2.<br />
Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des 1.<br />
Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Im Bachbett stehen „dichte“ tonige Schluffe an die von<br />
sandig-kiesigen Ablagerungen überlagert werden.<br />
4.5.1.2.13. Messstelle Kerngraben<br />
Witterung: Bedeckt<br />
Q-TRACE Messnummer: 9<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt oberhalb des<br />
Straßendurchlasses oberhalb des Gehöftes Kern. Die Einspeisung erfolgte etwa 40 m oberhalb des<br />
Durchlasses.<br />
4.5.2. Abflussmesstour 3. Jänner 2007<br />
4.5.2.1. Einleitung<br />
Am 03.01.2007 wurden Abflussmessungen im Bereich Schneeberg/Rax durchgeführt. Die Messungen<br />
erfolgten mittels Gefäß bzw. Salzverdünnungsmethode wobei als Messgerät ein „Q-TRACE“ der<br />
Firma Logotronic eingesetzt wurde.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 85<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.5.2.2. Beschreibung der Messstellen und Ergebnisse<br />
Die Kalibrierungsdaten bzw. die Ergebnisse der Abflussmessungen, die im Bereich Schneeberg/Rax<br />
am 03.01.2007 durchgeführt wurden, sind in Tab. 10 zusammenfassend dargestellt.<br />
Tab. 10: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 03.01.2007 im Bereich<br />
Schneeberg/Rax (Wert Schrattengr.: korrigiert)<br />
Nr. QT-Mess. Datum Kalibration<br />
k Lf_max Lf_gl Einspeismenge dQ Q<br />
Bez. Uhrzeit 1 2 3 4 5 6 [kg] [l/s] [l/s]<br />
1 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4944 855 663 0,10009928 0,22 10,76<br />
Schrattengr. 08:00 654 700 744 785 825 864<br />
03.01.2007 0,00<br />
Miestal 08:15<br />
2 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,5135 595 497 0,05161000 0,01 2,91<br />
Klausgr. 10:08 495 535 576 616 656 696<br />
3 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4967 499 394 1,00000000 0,02 104,51<br />
Saurüsselbr. 11:15 395 437 479 520 562 603<br />
4 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4894 448 296 0,32506692 0,01 22,18<br />
Reißb.-Münd 12:10 298 341 384 426 468 509<br />
03.01.2007 0,00<br />
Wasseralmb. 11:45<br />
5 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4980 339 305 0,10011440 0,05 14,93<br />
Schneea.-W. 12:55 306 348 389 431 472 513<br />
03.01.2007 2,57<br />
Schneea.-Ü. 12:40<br />
6 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4980 415 305 0,20005810 0,02 21,76<br />
Reißb.-Klamm 13:30 306 348 389 431 472 513<br />
7 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4990 442 381 0,15023540 0,11 22,66<br />
Frohnb. 14:40 381 424 465 506 546 589<br />
03.01.2007 0,77<br />
Weicht. 15:00<br />
03.01.2007 0,00<br />
Kaiserbr. 15:10<br />
8 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4890 498 288 0,25022416 0,02 13,29<br />
Grossaubach 16:00 287 331 373 415 457 498<br />
03.01.2007 280 1,26<br />
Grossau Ger.N 15:55<br />
9 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4877 680 275 0,50000000 0,01 17,26<br />
Rettenbach 16:45 274 318 360 402 444 486<br />
03.01.2007 4,15<br />
Rettenb. Ger.S 16:35<br />
10 03.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,4894 651 435 0,12492920 0,03 9,87<br />
Kerngr. 17:35 435 478 520 561 601 644<br />
4.5.2.2.1. Messstelle Schrattental<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 1<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt unterhalb des 2.<br />
Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des 1.<br />
Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Im Bachbett stehen „dichte“ tonige Schluffe an die von<br />
sandig-kiesigen Ablagerungen überlagert werden.<br />
Q-TRACE Auswertung: Der Zeitraum für die Ermittlung der LF-Grundlast wurde verschoben, es ergibt<br />
sich daher ein korrigierter Schüttungswert.<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.5.2.2.2. Messstelle Miestal<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne wurde bis auf Seehöhe 880 m<br />
begangen und war trocken.<br />
4.5.2.2.3. Messstelle Klausgraben<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 2<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 43 m Bach aufwärts von der<br />
Furt über den „Wurmgrabenbach“ im Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des<br />
Messpunktes (3 Buchen auf der orographisch linken Bachseite).<br />
4.5.2.2.4. Messstelle Saurüsselbrücke<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 3<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt direkt unter der<br />
Saurüsselbrücke (Brücke nach Ende des „Bachstollens“). Im Bereich des Stollens fließt der Bach im<br />
Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte beim 2. A-Masten oberhalb des „Bachstollens“.<br />
4.5.2.2.5. Messstelle Reißbach – Mündung Wasseralmbach<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 4<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der<br />
Mündung in den Wasseralmbach. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des Steges über den Reißbach<br />
beim Zaun des Wasserschutzgebietes der Reißtalquelle.<br />
4.5.2.2.6. Messstelle Wasseralmbach – Mündung Reißbach<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der<br />
Mündung in den Reißbach. Im Bereich des Messpunktes war das Bachbett trocken. Im Bereich der<br />
Einspeisungsstelle vom Dezember 2006 (unterhalb des Wildzaunes über den Wasseralmbach)<br />
versickerten 0,5 l/s in einem kleinen Tümpel.<br />
4.5.2.2.7. Messstelle Reißbach – Brücke Auffahrt Schneealpenstollen<br />
Witterung: Bedeckt, starker Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 5<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne<br />
unterhalb der Brücke Auffahrt Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des<br />
Messpunktes.<br />
Q-TRACE Auswertung: Die starken Schwankungen der Leitfähigkeit können auf den starken<br />
Schneefall zurückgeführt werden.<br />
4.5.2.2.8. Messstelle Reißbach – Klamm<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 6<br />
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Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 105 m Bach aufwärts von der<br />
Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte 146 m Bach aufwärts von<br />
der Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen im Bereich eines Wasser führenden Betonrohres (<<br />
0,5 l/s), dass von orographisch links in den Reißbach mündet. Wenige Meter oberhalb ist ein zweites<br />
Wasser führendes Betonrohr (2 l/s). Etwa 100 m oberhalb der Einspeisungsstelle konnten starke<br />
Wasserzutritte im Bereich des Bachbettes festgestellt werden (Querung einer tektonischen Störung).<br />
Oberhalb ist das Bachbett trocken.<br />
4.5.2.2.9. Messstelle Messwehr Schneealpenstollen<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne. Eine<br />
Abflussmessung mittels Messgefäß bzw. Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der örtlichen<br />
Gegebenheit nicht möglich. Die Messung erfolgte daher durch Vermessung des Messgerinnes (Breite<br />
= 220 cm) und Messung der Obflächen-Fließgeschwindigkeit (1,5 m in 90 Sekunden) bzw. des<br />
Wasserstandes über Überfallkante (0,7 cm).<br />
4.5.2.2.10. Messstelle Frohnbach<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 7<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt beim Steg oberhalb der<br />
Mündung in die Schwarza. Die Einspeisung erfolgte ca. 50 m oberhalb des Messpunktes.<br />
4.5.2.2.11. Messstelle Weichtal<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte mittels Messgefäß (Messung<br />
mittels Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der fehlenden Durchmischungsstrecke nicht möglich)<br />
an einem Austritt an der Uferböschung der Schwarza orographisch rechts des Bachbettes. Das<br />
Bachbett selbst war trocken. Es konnten jedoch zahlreiche, nicht messbare Austritte auf<br />
Schwarzaniveau erkannt werden (Schüttung in Summe: mehrere Sekundenliter).<br />
4.5.2.2.12. Messstelle Kaiserbrunn<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer:<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne war auf den ersten 200 Metern<br />
oberhalb des Museums Kaiserbrunn trocken.<br />
4.5.2.2.13. Messstelle Großaubach<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 8<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt unterhalb des<br />
Straßendurchlasses bei Kote 708 oberstromig der Einmündung eines Gerinnes von Norden. Die<br />
Einspeisung erfolgte etwa 40 Meter oberhalb des Messpunktes. Das Gerinne von Norden wurde<br />
mittels Gefäß gemessen.<br />
4.5.2.2.14. Messstelle Rettenbach<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 9<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt im Bereich der ersten<br />
Straßenkehre von Prein auf das Preiner Gscheid (Kote 773) bei der Datensammlerstation. Die<br />
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Einspeisung erfolgte etwa 50 Meter oberhalb des Messpunktes. Das Gerinne von Süden, das etwa<br />
300 Meter oberhalb des Messpunktes in den Rettenbach mündet, wurde mittels Gefäß gemessen.<br />
4.5.2.2.15. Messstelle Kerngraben<br />
Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall<br />
Q-TRACE Messnummer: 10<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt oberhalb des<br />
Straßendurchlasses oberhalb des Gehöftes Kern. Die Einspeisung erfolgte etwa 40 m oberhalb des<br />
Durchlasses.<br />
4.5.3. Abflussmesstour 10. Jänner 2007 – Schwarza<br />
4.5.3.1. Einleitung<br />
Am 10.01.2007 wurden Abflussmessungen im Bereich Schneeberg/Rax durchgeführt. Die Messungen<br />
erfolgten mittels Gefäß bzw. Salzverdünnungsmethode wobei als Messgerät ein „Q-TRACE“ der<br />
Firma Logotronic eingesetzt wurde.<br />
4.5.3.2. Beschreibung der Messstellen und Ergebnisse<br />
Die Kalibrierungsdaten bzw. die Ergebnisse der Abflussmessungen die im Bereich Schneeberg/Rax<br />
am 10.01.2007 durchgeführt wurden sind in Tab. 11 zusammenfassend dargestellt.<br />
Tab. 11: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 10.01.2007 im Bereich<br />
Schneeberg/Rax.<br />
QT Nr. Datum Kalibration<br />
k Lf_max Lf_gl Einspeismenge dQ Q<br />
Bez. 1 2 3 4 5 6 7 [kg] [l/s] [l/s]<br />
QT I 10.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 123,62 0,5132 390 357 17,00000000 22,00 4329,80<br />
Rechenbrücke 362 403 444 484 524 563 603<br />
QT IV 10.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 123,62 0,5056 394 360 17,00000000 0,00 4044,16<br />
Rechenbrücke 364 407 448 488 529 569 609<br />
QT I 10.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,5141 431 371 20,00000000 0,00 2670,78<br />
Schlieferingbr. 372 413 453 494 534 573<br />
QT IV 10.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,5101 435 374 20,00000000 1,20 2763,48<br />
Schlieferingbr. 375 417 457 498 538 578<br />
QT I 10.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,5029 468 365 0,50000000 0,14 81,27<br />
Frohnbach 365 408 450 490 531 571<br />
QT IV 10.01.2007 0 20,81 41,53 62,18 82,7 103,22 0,5002 478 368 0,50000000 0,13 80,57<br />
Frohnbach 369 412 453 494 535 576<br />
4.5.3.2.1. Messstelle Rechenbrücke<br />
Witterung: Heiter<br />
Q-TRACE Messnummer: 1<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt etwa XXX Meter unterhalb der<br />
Rechenbrücke. Die Einspeisung erfolgte knapp unterhalb der Rechenbrücke. Auf Grund der<br />
Ausbildung des Bachbettes (Kehrwasser, Staubereiche) ist die Durchmischung wahrscheinlich nicht<br />
optimal.<br />
4.5.3.2.2. Messstelle Schlieferingbrücke<br />
Witterung: Heiter<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Q-TRACE Messnummer: 2<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt etwa 100 Meter unterhalb der<br />
Schlieferingbrücke. Die Einspeisung erfolgte oberhalb der „Forsthäuser“. Auf Grund der Ausbildung<br />
des Bachbettes (Kehrwasser, Staubereiche) ist die Durchmischung wahrscheinlich nicht optimal.<br />
4.5.3.2.3. Messstelle Frohnbach<br />
Witterung: Heiter<br />
Q-TRACE Messnummer: 3<br />
Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt beim Steg oberhalb der<br />
Mündung in die Schwarza. Die Einspeisung erfolgte ca. 50 m oberhalb des Messpunktes.<br />
4.6. Berechnung von Abflussspenden und Abflussdifferenzen<br />
Auf Basis der oben dargestellten Abflussmessungen wurde eine Abflussspendenkarte (Beilage 2) und<br />
eine Abflusskarte (Beilage 3) erstellt. Es handelt sich jeweils um Differenzkarten. Das heißt, es<br />
wurden als Berechnungsgrundlage in hierarchischen Einzugsgebieten jeweils die Abflussdifferenz<br />
zwischen der oberen und der unteren Abflussmessstelle herangezogen. Dadurch sind auch negative<br />
Abflussspenden bzw. Abflüsse möglich. Dies tritt auf, wenn im entsprechenden orographischen<br />
Einzugsgebiet Verluste durch Versickerungen bzw. Ableitungen auftreten. Die Einleitung der Quellen<br />
in die 1. HQUL wurde bei der Darstellung nicht berücksichtigt.<br />
Es ergibt sich ein deutliches Bild, das auch durch die geologischen Verhältnisse gestützt wird. Am<br />
auffallendsten sind die sehr großen Durchflusszunahmen der Schwarza zwischen Schliefering Brücke<br />
(Bereich Singering) und Rechenbrücke (Bereich Hirschwang). Die Zunahme liegt bei 1470 l/s. Die<br />
Ableitung der Quellen der 1. HQUL ist dabei noch nicht berücksichtigt. Gleichzeitig sind die<br />
gemessenen nordöstlichen Zubringer mehr oder weniger trocken. Einzig der Frohnbach weist<br />
nennenswerte sichtbare Abflüsse auf. Hinzuweisen ist beim Einzugsgebiet des Frohnbachs noch<br />
darauf, dass es das einzige Einzugsgebiet im Bereich der Zubringer zur Schwarza darstellt, das<br />
lithologisch sehr einheitlich, nämlich aus Dolomit aufgebaut ist. Die daraus resultierende Betonung<br />
des oberirdischen Abflusses zeigt sich auch in den Messwerten. Im Bereich Weichtal sind nicht<br />
messbare Zuflüsse durch die dort vorhandenen Drainagen oder alten Quellfassungen zu erwarten.<br />
Diese bekannten Zuflüsse liegen aber im Bereich von 100 bis 200 l/s im Messzeitraum. Damit sind<br />
unter diesen NQ-Bedingungen noch circa 1000 l/s an derzeit nicht sichtbaren und daher nicht<br />
lokalisierbaren Zutritten durch diese Differenzmessungen erfasst worden.<br />
Die südlichen Zubringer scheinen die Karsthochfläche der Rax nicht zu entwässern.<br />
Eine weitere besondere Situation stellt sich im Bereich Reißtal dar. Das Einzugsgebiet bis zur Klamm<br />
weist unterdurchschnittliche Abflusswerte auf, wahrscheinlich bedingt auch durch die Einleitung der<br />
Reißtalquelle. Bemerkenswert ist an der Messstelle Reißtal/Klamm die Tatsache, dass im Bereich der<br />
Störung, die im Anstehenden das Bachbett quert, deutliche Wasserzutritte, hauptsächlich an der<br />
orographisch linken Seite ersichtlich sind. Die negative Bilanz an der Messstelle Reißtalbach/Auffahrt<br />
Stollen kann als Hinweis auf die drainagierende Wirkung der Fassungsanlage der Reißtalquelle<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
betrachtet werden. Bis zur Messstelle Reißbach/Mündung ist jedoch ein erheblicher<br />
Schüttungszuwachs zu erkennen, obwohl die Lage der Messstelle auch einen größeren<br />
unterirdischen Abflussanteil ermöglichen würde. Inwieweit an dieser Tatsache schluffige<br />
Ablagerungen in diesem Bereich beteiligt sind, kann nicht gesagt werden, Aufschlüsse derartigen<br />
Materials sind derzeit nicht vorhanden.<br />
Somit stellt sich der Bereich Naßbach/Reißbach und der zugehörige Mündungsbereich des<br />
Wasseralmbachs, neben dem Einzugsgebiet der Schwarza zwischen Schlieferingbrücke und<br />
Rechenbrücke, als besondere Schnittstelle der Entwässerung dieses Gebiets dar.<br />
4.7. Ergebnisse aus Markierungsversuchen<br />
Für spezielle Fragen der Karsthydrogeologie - insbesondere zur Erkundung der Ausdehnung des<br />
Einzugsgebietes von Quellen - werden Markierungsversuche eingesetzt. Ergebnisse aus diesen<br />
Versuchen lassen im günstigen Fall Rückschlüsse auf Mindestausdehnungen von Einzugsgebieten zu<br />
und geben Auskunft über Fließzeiten des Wassers bzw. Transportzeiten des eingesetzten<br />
Markierungsstoffes oder anderer Inhaltsstoffe des Wassers. Unter dem Gesichtspunkt des Schutzes<br />
von Wasserressourcen kommt den Ergebnissen von Markierungsversuchen eine besondere<br />
Bedeutung zu.<br />
Der Frage des Einzugsgebietes der Quellen der I. Wiener Hochquellenleitung wurde mit der<br />
Durchführung im regionalen Maßstab angelegter Markierungsversuche nachgegangen, von denen der<br />
Versuch 1955 im Bereich des Hochschneeberges für das vorliegende Projekt von besonderer<br />
Bedeutung war (DOSCH, 1956a). Weitere Markierungsversuche wurden im Bereich des Raxgebietes<br />
auch zur Klärung lokaler Fragen (z.B. im Zuge der geplanten Errichtung eines Schigebietes)<br />
durchgeführt. Bevor auf den Versuch 1955 im Hochschneeberggebiet näher eingegangen wird, sei<br />
eine Übersicht über Markierungsversuche, die in der Vergangenheit durchgeführt worden sind und<br />
über die Unterlagen zur Verfügung gestanden sind, in chronologischer Reihenfolge vorangestellt.<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Tab. 12: Übersicht über Markierungsversuche im Rax-Schneeberggebiet.<br />
Markierungsversuch<br />
Salz-Markierungsversuch<br />
Augenbrunnen<br />
Färbeversuch<br />
Krumbachgraben<br />
Färbe- und Salz-<br />
Markierungsversuch<br />
Wasserofengraben<br />
Salz-Markierungsversuch<br />
Bodenwiese<br />
Färbeversuch<br />
Reißtal<br />
Färbeversuch<br />
Mahrwiese<br />
Färbeversuch<br />
Hochschneeberg<br />
Färbe- u.<br />
Sporentriftversuch<br />
Rax<br />
Färbeversuch<br />
Reißtal<br />
Jahr Dauer Markierungsstoff<br />
Referenz<br />
1925 unbekannt 250 kg Steinsalz SCHÖNBRUNNER<br />
(1926)<br />
1925 unbekannt Uranin SCHÖNBRUNNER<br />
(1926)<br />
1925 unbekannt 2500 kg SCHÖNBRUNNER<br />
Kochsalz<br />
(1926)<br />
Uranin<br />
1941 unbekannt unbekannt SCHINZEL (1964)<br />
1951 unbekannt 0.5 kg Uranin DOSCH (1968)<br />
1953 24.11.1953<br />
bis<br />
10.12.1953<br />
1955 23.06.1955<br />
bis<br />
23.07.1955<br />
1956 01.06.1956<br />
bis<br />
16.06.1956<br />
1967 18.10.1967<br />
bis<br />
24.01.1968<br />
unbekannt<br />
9.5 kg Uranin<br />
550 kg Viehsalz<br />
2 kg Ammoniak<br />
9.75 kg Uranin<br />
5 kg<br />
Lycopodium<br />
clavatum<br />
(ungefärbt)<br />
500 kg Kochsalz<br />
Hygieneinstitut<br />
Universität Wien<br />
(1953) in DOSCH<br />
(1955)<br />
DOSCH<br />
(1955, 1956a)<br />
DOSCH (1956b)<br />
2 x 2 kg Uranin DOSCH (1968)<br />
Am Beginn des 20. Jahrhunderts begann man sich auf Grund der zunehmenden Nutzung des Rax-<br />
Schneeberg-Gebietes, vor allem wegen des ansteigenden Tourismus Gedanken über mögliche<br />
Gefährdungen der Wasservorkommen zu machen. Es war den Verantwortlichen klar, dass<br />
Wasservorkommen in den Karstgebieten potentiell gefährdet sind und begann sich daher näher mit<br />
der Einzugsgebietsproblematik und den Verweilzeiten des Wassers im Untergrund zu befassen.<br />
4.7.1. Markierungsversuche 1925<br />
Ende 1925 wurde ein erster Markierungsversuch mit Steinsalz im Bereich des Augenbründls am<br />
Ausgang des Großen Höllentals durchgeführt und konnte schon nach kürzester Zeit (nach 3 Minuten)<br />
in den darunterliegenden Stollenfassungen der Höllentalquelle einen eindeutigen Chloridnachweis<br />
führen. Dies war der Ausgangspunkt für die nachfolgende Verlegung der Wanderwege durch das<br />
Große Höllental in die südlich gelegenen Felsflanken um zu verhindern, dass durch den Tourismus<br />
dieser sehr sensible Bereich gefährdet wird (SCHÖNBRUNNER, 1926).<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 92<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Im gleichen Jahr wurden zwei Versuche auf der Ostseite des Schwarzatals durchgeführt, um die<br />
Wasserwegigkeiten im vermuteten Anströmbereich des Kaiserbrunnens zu erkunden. Beim am<br />
Kaiserbrunn vorbei fließenden Krummbach konnte durch Färbung (nicht ausdrücklich angeführt, aus<br />
dem Kontext zu schließen vermutlich mit Uranin) ein Zusammenhang des Baches mit dem<br />
Porengrundwasser im Bereich des Kaiserbrunnens und schließlich der Zusammenhang des<br />
Grundwassers mit zumindest einem bestimmten Anteil des Grundwassers am Quellwasser des<br />
Kaiserbrunn nachgewiesen werden (SCHÖNBRUNNER, 1926).<br />
Ein im selben Zeitraum durchgeführter Versuch mit Kochsalz und Uranin (Fluoreszein-Natrium) am<br />
oberen Ende des Wasserofengrabens in der Südflanke des Schneeberges über eine<br />
Horizontaldistanz von ca. 1.4 km bewies ebenfalls klar den Zusammenhang mit dem Quellwasser des<br />
Kaiserbrunnens (SCHÖNBRUNNER, 1926).<br />
Inwieweit die angekündigte (SCHÖNBRUNNER, 1926:278) Fortsetzung der Markierungsversuche zur<br />
Erkundung der Einzugsgebiete der Quellen der I. Hochquellenleitung schon 1926 stattfand oder erst<br />
mit den großangelegten Versuchen 1955 und 1956, konnte bisher nicht in Erfahrung gebracht werden.<br />
4.7.2. Markierungsversuch Bodenwiese 1941<br />
In einem Gutachten von A. SCHINZEL (1964) anlässlich der geplanten Errichtung eines Schiliftes vom<br />
Preiner Gscheid in den Bereich des Karl-Ludwig-Hauses wird von einem gemeinsam mit J. STINY im<br />
Jahre 1941 mittels Salz durchgeführten Markierungsversuch auf der Bodenwiese am Gahnsplateau<br />
berichtet, wonach im Kaiserbrunnen nach Überwinden einer Transportstrecke von 6.6 km Luftlinie ein<br />
Nachweis schon nach 7 Stunden möglich gewesen sein soll. Schinzel selbst bringt dazu keine<br />
näheren Angaben (im Gutachten wird nur angemerkt, dass es sich um nicht veröffentlichte Ergebnisse<br />
handelt).<br />
4.7.3. Markierungsversuch Reißtal 1951<br />
Der Versuch hatte zum Ziel eine allfällige Alimentation der Reißtalquelle aus der Talfüllung des<br />
Reißtals selbst und dem Reißbach nachzuweisen. Zur Eingabe wurde am Ausgang der Reißtalklamm<br />
eine Grube unmittelbar neben dem Reißtalbach ausgehoben und das Markierungsmittel dort<br />
eingebracht. Beobachtet wurde der Reißtalbach an mehreren Stellen, die Reißtalquelle und die sog.<br />
Schütterlehnerquelle. Uranin war im Bach selbst nur geringfügig nachzuweisen, in der Reißtalquelle<br />
selbst drei Tage lang in hoher Verdünnung. Weitere Anmerkungen zum Versuchaufbau und Ablauf<br />
waren bislang keine zu finden.<br />
4.7.4. Markierungsversuch Hochschneeberg 1955<br />
Über diesen Markierungsversuch liegen detaillierte Unterlagen vor (DOSCH, 1955, 1956a). Die<br />
Versuchsdokumentation ist sehr sorgfältig ausgeführt und könnte von der Konzeption und<br />
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Durchführung her sogar als Lehrbuchbeispiel dienen. Allein die analytisch-instrumentellen<br />
Möglichkeiten waren zu dieser Zeit noch recht beschränkt und der Uranin Nachweis erfolgte<br />
kolorimetrisch durch visuellen Farbvergleich mit Standardlösungen in 30 cm bzw. 80 cm langen<br />
Kolorimeterröhren aus Glas, sodass keine voll-quantitative Auswertung im heutigen Sinne vorlag,<br />
obwohl eine Wiederausbringung mit 61 % des eingesetzten Markierungsstoffes berechnet wurde.<br />
Neben dem Uranin wurden auch 2 kg Ammoniak und 550 kg Viehsalz eingegeben, ersteres zur<br />
Alkalisierung der Uranin-Eingabelösung, um durch die Erhöhung des pH-Wertes eine Adsorption des<br />
Uranins an Lehmfüllungen und Gesteinsoberflächen zu vermeiden, letzteres wurde auf einer Fläche<br />
von 40 x 10 m am Schmelzwasserzulauf ausgebreitet, um den Schmelzvorgang zu beschleunigen.<br />
Neben aus der Hydrogeologie des Gebietes erwarteten Ergebnissen gab es aber auch eine Reihe<br />
von überraschenden Ergebnissen, die mit ihrer Interpretation in die Literatur (DOSCH, 1956a) Eingang<br />
gefunden haben und bis heute unhinterfragt referiert werden. Überraschend waren vor allem<br />
behauptete Nachweise im Bereich Stixenstein (Schlossquelle, Kreuzquelle) und auf der Westseite des<br />
Schwarzatales im Bereich der Höllentalquellen, wobei ein Unterqueren des Schwarzatales als<br />
Erklärung geliefert wurde bzw. eine Beeinflussung der Höllentalquellen aus der Schwarza durch den<br />
über die Fuchspassquelle in die Schwarza austretenden Markierungsstoff.<br />
Eine Übersicht bieten die bei DOSCH (1955) dargestellten Diagramme für den Bereich Kaiserbrunn<br />
(Abb. 11) und den Bereich Stixenstein/Puchberg am Schneeberg (Abb. 12).<br />
In Abb. 11 entspricht jeder Vertikalstrich dabei einer positiven Probe, die Länge eines Striches der<br />
Höhe der Konzentration, untersuchte negative Proben wurden mit einem "-" und positive Proben im<br />
Bereich der Nachweisgrenze des Verfahrens mit einem "+" versehen. Die Angabe der<br />
Konzentrationen erfolgte in g/1000 m 3 bzw. in kg/L (z.B. 1 g/1000m 3 = 10 -9 kg/L = 1mg/m 3 ).<br />
Da nach der Eingabe am 23.06.1955/13:00-15:00 schon in den ersten positiven Proben von der<br />
Fuchspassquelle, des Kaiserbrunns eine sichtbare Färbung auftrat, die Entnahmen aber erst ab<br />
24.06.1955/06:00 begannen, ergaben sich Durchgangszeiten von weniger als 16 h für den<br />
Kaiserbrunn und die Fuchspassquelle. Beim Kaiserbrunn betrug die höchste Konzentration 10 -7.75<br />
entsprechend 25 mg/m 3 , bei der Fuchspassquelle 10 -8.5 entsprechend 5 mg/m 3 . Daneben waren noch<br />
die Krummbachquelle, die Hüttenquelle und die Wienerquelle oberhalb der Jagdhütte Brettschacher<br />
zusammenhängend über einen längeren Zeitraum positiv.<br />
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Abb. 11: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den Bereich<br />
Kaiserbrunn.<br />
Während aus der Hydrogeologie des Karststockes dieses Ergebnis für die Fuchspassquelle und den<br />
Kaiserbrunn plausibel erscheint, gilt dies aber nicht für die anderen angeführten Nachweise des<br />
Bereiches Kaiserbrunn und Stixenstein, trotz der an sich guten Versuchsdokumentation. Wenn z.B.<br />
für die Verbindung Richtung Stixenstein, eine Verbindung durch alle möglichen geologischen<br />
Strukturen bzw. Gesteinseinheiten, 48 h bis zum Erstnachweis angegeben werden, so lässt dies<br />
folgende Möglichkeiten offen:<br />
• Artefaktergebnisse: aufgrund der damals üblichen analytischen Methoden. Ein Farbvergleich<br />
unter UV-Bestrahlung der Probe ohne Möglichkeit die für den Farbstoff spezifische<br />
Wellenlänge einzustellen, kann auch dazu führen, dass natürliche Färbungen<br />
fälschlicherweise für den Tracer gehalten werden, insbesondere dann, wenn aufgrund der<br />
Schneeschmelze und Gewitter, die die Abflussmengen noch erhöhten, auch eine lehmfärbige<br />
Trübe auftritt (DOSCH, 1955:32).<br />
• Kontaminationen: die Ortswasserleitung Kaiserbrunn enthielt ca. 1mg/m 3 über einen längeren<br />
Zeitraum, was durch Infiltration von Schwarzawasser in das Grundwasserfeld des<br />
Förderbrunnens erklärt wurde. Die auf der Raxseite gelegene Ochsenleitenquelle, die<br />
Nachfassung der Höllentalquelle und der Augenbrunnen wiesen Konzentrationen von ca. 0.5<br />
mg/m 3 auf, allerdings nur in einigen sporadischen unzusammenhängenden Nachweisen. Eine<br />
Kontamination könnte auch darin begründet sein, da für die zuvor angeführten Quellen und für<br />
den Kaiserbrunn ein und dasselbe Beprobungspersonal eingesetzt wurde.<br />
• tatsächliche Verbindung: in diesem Falle besteht aber Schwierigkeit, eine plausible<br />
geologische Erklärung dafür zu finden<br />
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Abb. 12: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den Bereich<br />
Stixenstein und Puchberg/Schneeberg<br />
Weitere Erläuterungen zu Abb. 12 finden sich im Anschluss an Abb. 11-<br />
Im Bereich Stixenstein waren nach dem Bericht die Schlossquelle und die Kreuzquelle über mehrere<br />
Tage positiv mit Maximalkonzentrationen von 1 mg/m 3 . Bei den übrigen Entnahmestellen des<br />
Bereiches Stixenstein waren nur einige wenige positiv.<br />
Die Bewertung der Ergebnisse aus heutiger Sicht der eingesetzten Methodik ergibt einen eindeutigen<br />
Nachweis für die Fuchspassquelle, den Kaiserbrunn und die in der Südflanke des Schneeberges<br />
gelegenen Entnahmestellen, ebenso auch für den Transport des Farbstoffes über die Schwarza und<br />
die Infiltration in die Ortswasserleitung von Kaiserbrunn, bzw. in die Nachfassungen der<br />
Höllentalquelle entlang des Schwarzaufers. Unplausibel erscheint aber ein Nachweis im<br />
Augenbrunnen und in der Ochsenleitenquelle (ca. 300 m oberstromig vom Kaiserbrunnen am rechten<br />
Schwarzaufer). Nicht eindeutig zu klären ist auch Interpretation eines Übertrittes aus dem<br />
Schneeberg- in das Raxmassiv durch Unterqueren der Schwarza entlang wasserwegiger<br />
talquerender Strukturen. Dazu müsste die Schwarza nur eine geringe Vorflutfunktion auf die beiden<br />
Karstmassive haben. Entsprechende Nachweise dazu stehen bislang aus.<br />
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gezogen wurde, dass es sich um natürliche Fluoreszenzen handelte. Auch die zugleich eingebrachten<br />
Lycopodium-clavatum-Sporen konnten in keiner Probe nachgewiesen werden.<br />
Die Schlussfolgerungen aus dem negativen Verlauf des Versuches waren, dass:<br />
• das gesamte oder mindestens der größte Teil des angefärbten Wassers dem basalen<br />
Grundwasserstrom des Gebirges zugeflossen ist.<br />
• die „Nachweise“ von Markierungsstoff beim Versuch Hochschneeberg 1955 in<br />
Entnahmestellen auf der Raxseite als erwiesen gelten und daher möglicherweise den<br />
Raxwässern der Weg zu den Quellen zumindest zeitweise versperrt worden und diese daher<br />
in den Grundwasserbereich abgedrängt worden wären<br />
• es unwahrscheinlich sei, dass der gesamte Farbstoff hängengeblieben ist oder die Wässer<br />
länger als 16 Tage (=gesamte Beobachtungszeit) zu den Quellen benötigt hätten.<br />
• der Bereich Hirschwang als vom übrigen Bereichen der Rax hydrologisch isoliert sei.<br />
Abgesehen davon, dass sich aus hydrogeologischer Sicht die Frage stellt, was unter dem basalen<br />
Grundwasserstrom des Gebirges verstanden wurde, ist es aus dem Versuch Hochschneeberg 1955<br />
keineswegs erwiesen, dass Wässer auf die Raxseite übergetreten sind. Über die hydrologische<br />
Isolierung des Bereiches Hirschwang lässt sich aus geologischer Sicht sicherlich diskutieren, obwohl<br />
ja auch im Bereich des Schneeberges die Bergflanken im Süden aus zum Teil wasserstauenden<br />
Gesteinen aufgebaut sind aus strukturgeologischen Überlegungen aber keine homogene Einheit<br />
bilden, sondern an zahlreichen Stellen zerlegt sind und somit den am Plateau eingespeisten<br />
Markierungsstoffen den Transportweg zum Kaiserbrunn erlauben.<br />
Bei allen Eingaben in die ungesättigte Zone eines Karstgebietes ist immer damit zu rechnen, dass<br />
einzelne Bereiche aufgrund von sedimentären Karstfüllungen eingeschränkte Wasserwegigkeiten<br />
aber auch völlige Stagnationsbereiche aufweisen können und somit aus diesen Gründen auch eine<br />
mehr als 16-tägige Verzögerung im Transport einzurechnen wäre. Auch ist gerade bei Kontakt z.B.<br />
mit Lehmfüllungen mit einem hohen Adsorptionsverlust auch bei Uranin zu rechnen. Darüber hinaus<br />
kann auch eine hochkonzentrierte Uraninlösung aus gering durchlässigen Bereich über einen<br />
längeren Zeitraum vor allem bei Alimentation durch wenig Schmelzwasser so langsam ausgetragen<br />
werden, dass es in den gesättigten Bereich zu einer hohen Verdünnung kommt und daher kein<br />
Nachweis mehr möglich ist. Es ist daher möglich, dass der Versuch aus den angeführten Gründen<br />
negativ verlaufen ist.<br />
Die Wiederholung eines Versuches am Raxplateau wäre daher in heutiger Kenntnis der<br />
Rahmenbedingungen von größtem Interesse.<br />
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4.7.6. Färbeversuch Reißtal 1967<br />
Der zwischen 18.10.1967 bis 24.01.1968 von DOSCH (1968) durchgeführte Versuch hatte zum Ziel<br />
wasserwegige Verbindungen zwischen den oberhalb der Reißtalquelle liegenden Geländeabschnitte<br />
und der Quelle im Hinblick auf den Einfluss des Ausflugsverkehrs nach Hinternasswald bzw. des<br />
Baustellenverkehrs im Rahmen des Baues des Schneealpenstollens festzustellen. Das<br />
Fassungsbauwerk enthält ein Sammelbecken für Wässer aus einer 74 m langen, quer zum Tal<br />
verlaufenden begehbaren, in 3-7 m Tiefe befindlichen Drainage und aus einer 16 m langen, ca. 9 m<br />
tief gelegenen Tiefendrainage, die das im Talboden strömenden Grundwasser fassen. Die Sohle des<br />
Reißtalbaches kommt der Firste des Drainagekanals auf etwa 2-3 m nahe. Neben den Einzelzutritten<br />
zum Sammelbecken wurden die Schjütterlehnerquelle, die Albertwiesquelle, die Übeltalquelle sowie<br />
der Reißbach und der Wasseralmbach beobachtet.<br />
Die Eingabe von je 2 kg Uranin erfolgte in zwei Grundwassersonden. Von den nachfolgend 2145<br />
entnommenen Proben waren 1791 Proben Uranin positiv. Während die Entnahmen in der Fassung<br />
der Reißtalquelle positiv waren, konnte Uranin in der Schütterlehner-, Albertwies- und Übeltalquelle<br />
und auch nicht im Wasseralmbach nachgewiesen werden. Der Erstnachweis erfolgte durchwegs<br />
zwischen 22 und 30 h nach der Eingabe, wobei die sog. Tiefendrainage stellenweise schon nach 22<br />
Stunden ansprach, während die 30 h Werte auf Effekte des Entnahmeintervalls zurückzuführen<br />
waren.<br />
4.8. Hydrochemische Untersuchungen<br />
4.8.1. Beprobungsprogramm an ausgewählten Quellen und Untersuchungsmethoden<br />
In der Zeit von Ende Jänner 2004 bis Ende November 2006 wurden an 7 Quellen monatliche<br />
Messungen der Parameter Wassertemperatur, elektrische Leitfähigkeit und pH-Wert, Beprobungen<br />
zur Untersuchung der chemischen Parameter Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Alkalinität,<br />
Chlorid, Nitrat und Sulfat, sowie zur Untersuchung der Umweltisotope Sauerstoff-18 ( 18 O), Deuterium<br />
( 2 H) und Tritium ( 3 H) durchgeführt. An 3 weiteren Quellen wurden nur die physikalischen Parameter<br />
Wassertemperatur, elektrische Leitfähigkeit und pH-Wert gemessen und Proben zur Bestimmung der<br />
Umweltisotope entnommen (Anh. 2).<br />
Die Messungen und Beprobungen wurden nach entsprechender Einschulung durch Mitarbeiter der<br />
Betriebsleitung Hirschwang (in Kaiserbrunn: Hr. Schoiber und Steinmetz; in Stixenstein: Hr. Haslauer<br />
und Schober) durchgeführt.<br />
4.8.1.1. Probenentnahme<br />
Die Entnahme der Wasserproben erfolgte angepasst entsprechend den Verhältnissen an der<br />
Entnahmestelle.<br />
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Wasserproben wurden in PE-Flaschen (1x 100 ml, 2x 250 ml, 1x 1000 ml) abgefüllt und bis zum<br />
Transport in die Labors in Kühlschränken gelagert. Für die Bestimmung der hydrochemischen<br />
Parameter wurden 2x 250 ml 0.45µ-filtriert und davon 1x 250 ml mit HNO3 zur Stabilisierung der<br />
Kationen auf pH2 angesäuert. Für die Bestimmung der Umweltisotope 18 O und 2 H wurden 1x 100 ml<br />
und für Tritium 1x 1000 ml entnommen.<br />
Die Analytik der hydrochemischen Parameter erfolgte im Labor des Institutes für<br />
WasserRessourcenManagement, die der Isotope im Labor der ARC Seibersdorf research GmbH.<br />
4.8.1.2. Vor-Ort-Messungen<br />
Folgende Parameter wurden am Entnahmeort bzw. in situ bestimmt: elektrische Leitfähigkeit,<br />
Wassertemperatur und pH-Wert.<br />
Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit und der Wassertemperatur erfolgte mittels WTW-Geräten<br />
(WTW LF 96 bzw. LF325 oder LF340 und WTW-Elektrode TetraCon 96 bzw. 325), ebenso die<br />
Messung des pH-Wertes (WTW pH 325 bzw. 340 und WTW-Einstabmesskette SenTix 41) nach<br />
Zweipunkt-Kalibration mit technischen Pufferlösungen (WTW pH 4 und pH 7). Die verwendeten<br />
Geräte wurden im Rahmen des internen Qualitätssicherungsprogramms des Institutes für<br />
WasserRessourcenManagement überwacht.<br />
4.8.1.3. Hydrochemische Analytik<br />
Die Alkalinität wurde aus der filtrierten, nicht angesäuerten Probe mittels Titrationsautomat<br />
(METROHM Titrino 716 DMS) ermittelt. Die Bestimmung der Anionen Chlorid (Cl - ), Nitrat (NO - 3 ) und<br />
Sulfat (SO -2 4 ) erfolgte aus der filtrierten und nicht angesäuerten Probe, die der Kationen Natrium<br />
(Na + ), Kalium (K + ), Calcium (Ca +2 ) und Magnesium (Mg +2 ) erfolgte aus der filtrierten und angesäuerten<br />
Probe mittels 2-Kanal-Ionenchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion (DIONEX DX-500).<br />
Ursprünglich war vorgesehen, die für die Kationenbestimmung vorgesehene Probe nicht anzusäuern<br />
und damit den Entnahmevorgang zu erleichtern. Es hat sich aber gezeigt, dass aufgrund der längeren<br />
Lagerung der Proben bzw. durch den Transport aus dem Untersuchungsgebiet ins Labor die Proben<br />
durch Ansäuern besser stabil gehalten werden konnten.<br />
4.8.2. Ergebnisse<br />
Die analytischen Detailergebnisse sind der Tabelle A2-1, eine zusammenfassende Übersicht über<br />
Analysenzahlen, Maxima, Minima, Spannweiten und Mittelwerte des Beobachtungszeitraumes der<br />
Tabelle A2-2 im Anhang 2 zu entnehmen.<br />
Die folgende Auswertung versucht, mit möglichst einfachen Mitteln zu einer Interpretation der<br />
Messergebnisse zu kommen. Parameter, die in natürlichen kalkalpinen Wässern, sofern nicht geogen<br />
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bedingte Anomalien bekannt sind, in eher geringer Konzentration auftreten wie Natrium, Kalium,<br />
Chlorid, in den untersuchten Bereichen auch Nitrat, bleiben bei der folgenden Auswertung außer<br />
Betracht. Bei Nitrat (Maximalwert um 11 mg/l) ist anzumerken, dass in keiner der untersuchten<br />
Quellen auch nur annähernd ein kritischer Nitratwert festgestellt werden konnte.<br />
4.8.2.1. Elektrische Leitfähigkeit und Wassertemperatur<br />
Tiefere und gleichmäßiger verteilte Temperaturen einer Quelle lassen einerseits ein in größere Höhen<br />
reichendes Einzugsgebiet mit längerer Speicherung annehmen (SRHT, SR20). Stark streuende<br />
Einzelwerte weisen auf eine rasche Beeinflussung durch Abflussereignisse hin und damit auf eine<br />
geringere Speicherung im Aquifer. Mit geringer werdender mittlerer Seehöhe des Einzugsgebietes<br />
(ohne Berücksichtigung des Einflusses der Exposition des Quellvorkommens gegenüber<br />
Sonneneinstrahlung) führt auch zu höheren Wassertemperaturen.<br />
Die zunehmenden elektrischen Leitfähigkeiten bei den Messstellen des östlichen Schneeberggebietes<br />
deuten einerseits auf erhöhtes Lösungspotential durch eine aktivere Vegetation in tieferen Lagen<br />
andererseits auch - wie bei SRMB - auf eine zunehmende Aufhärtung durch anthropogene Einflüsse<br />
(Diagr. 63).<br />
11.0<br />
10.0<br />
Wassertemperatur (°C)<br />
9.0<br />
8.0<br />
7.0<br />
6.0<br />
5.0<br />
200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700<br />
Elektr. Leitfähigkeit (µS/cm; 25 °C)<br />
SR20 SRFP SRHT SRKB SRKQ SRSQ SRMB SRALB SRRTQ SRÜBL<br />
Diagr. 63:<br />
Gruppierung der Quellen nach elektrischer Leitfähigkeit und Wassertemperatur.<br />
Die Darstellung in Diagr. 63 repräsentiert keinen Kausalzusammenhang zwischen den beiden<br />
Parametern sondern dient nur der Veranschaulichung der Gruppenbildung, die auch aus diesen<br />
beiden Parametern ablesbar ist.<br />
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4.8.2.2. Der Zusammenhang Calcium zu Magnesium<br />
Als eine einfache Charakterisierung der Wässer kann der korrelative Zusammenhang der<br />
Konzentrationen (absolute Massen oder Äquivalentmassen) zwischen Calcium und Magnesium<br />
(Diagr. 64) zu einer grundsätzlichen Typisierung, sowie das Calcium-Magnesium-<br />
Äquivalentverhältnis zur Unterscheidung von Kalk- bzw. Dolomiteinfluss herangezogen werden. Eine<br />
pauschale Anwendung kann aber auch zu Fehlinterpretationen führen, da es in anthropogen<br />
beeinflussten Porengrundwasserfeldern auch zu starken Aufhärtungen kommen kann, die die<br />
Aussagekraft hinsichtlich Lithologie des Aquifers mindern.<br />
Obwohl alle zwischen Jänner 2004 und Ende November 2006 im Monatsrhythmus beprobten Quellen<br />
vom Ca-HCO3-Typus sind und aufgrund ihres Austrittes aus Kalken und Dolomiten einen zunächst<br />
recht einförmigen Chemismus erwarten ließen, konnte eine deutliche Unterscheidung anhand des<br />
Zusammenhanges Calcium zu Magnesium (Diagr. 64) getroffen werden. Ein ähnliches Bild zeigen<br />
auch die Zeitreihen des Ca-Mg-Äquivalentverhältnisses (Diagr. 65).<br />
1.40<br />
1.20<br />
1.00<br />
Mg +2 (meq/l)<br />
0.80<br />
0.60<br />
0.40<br />
0.20<br />
0.00<br />
1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00<br />
Ca +2 (meq/l)<br />
SR20 SRFP SRHT SRKB SRKQ SRMB SRSQ<br />
Diagr. 64:<br />
Übersicht über den Zusammenhang von Ca und Mg bei den monatlich beprobten<br />
Quellen (SR20, SRFP, SRHT, SRKB, SRKQ, SRMB und SRSQ).<br />
Im Diagramm (Diagr. 64) lassen sich 5 Typen deutlich unterscheiden:<br />
• Wässer des Kaiserbrunn (SRKB)<br />
• Wässer der Höllentalquelle (SRHT) und der Quelle 20 (SR20)<br />
• Wässer der Fuchspassquelle (SRFP)<br />
• Wässer der Schlossquelle (SRSQ) und der Kreuzquelle (SRKQ)in Stixenstein<br />
• Wässer des Brunnens B der Mahrwiese (SRMB) in Stixenstein<br />
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14.0<br />
12.0<br />
10.0<br />
Ca-Zunahme<br />
Ca-Mg-Äquivalentverhältnis<br />
8.0<br />
6.0<br />
4.0<br />
Mg-Zunahme<br />
2.0<br />
0.0<br />
040101 040331 040629 040927 041226 050326 050624 050922 051221 060321 060619 060917 061216<br />
SR20 SRFP SRHT SRKB SRKQ SRMB SRSQ<br />
Diagr. 65:<br />
Zeitlicher Verlauf des Calcium-Magnesium-Äquivalentverhältnisses an den monatlich<br />
beprobten Quellen.<br />
Im Diagramm (Diagr. 65) zeigt der zeitliche Verlauf des Ca-Mg-Äquivalentverhältnisses, dass die<br />
Quellen Kaiserbrunn (SRKB) und die Messstellen in Stixenstein (Kreuzquelle - SRKQ, Schlossquelle -<br />
SRSQ und Mahrwiese/Brunnen B) den höchsten Magnesiumanteil haben, die im Ca-Mg-<br />
Äquivalentverhältnis kaum unterscheidbaren Quellen Höllentalquelle (SRHT) und Quelle 20 (SR20)<br />
eine mittlere Stellung und die Fuchspassquelle (SRFP) den geringsten Magnesiumanteil aufweisen.<br />
Zudem zeigt die Fuchspassquelle auch die stärkste Schwankung bei diesem Ionenverhältnis.<br />
Anzumerken ist auch, dass bei allen Quellen vermutlich verursacht durch stärkere Niederschlagsbzw.<br />
durch Schneeschmelzereignisse im Frühjahr das Ca-Mg-Äquivalentverhältnis ansteigt. Dies<br />
bedeutet, dass bei höherem Wasserumsatz offensichtlich mehr Calcium gegenüber Magnesium in<br />
Lösung geht, was die Arbeitshypothese zulässt, dass vermehrt Kalkbereiche gegenüber dolomitisch<br />
betonten Bereichen in die Entwässerung miteinbezogen werden.<br />
4.8.2.3. Sättigungszustand bezüglich ausgewählter Mineralphasen<br />
Bei der Typisierung von Karstaquiferen bieten thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen die<br />
Möglichkeit, hydrogeochemische Prozesse zu charakterisieren. Die Berechnung des<br />
Sättigungszustandes in Bezug auf ausgewählte Mineralphasen wie Calcit, Dolomit und Gips unter den<br />
im Untersuchungsgebiet herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen stellt gegenüber den<br />
Ionen-Äquivalentverhältnissen eine weitere Möglichkeit zur Charakterisierung der Wässer dar. Die<br />
theoretischen Grundlagen der thermodynamischen Gleichgewichtsberechnungen wurden in der<br />
Literatur oftmals beschrieben (z.B. STUMM & MORGAN, 1996). Wenn in Karbonataquiferen zwischen<br />
der gelösten Spezies und dem wechselwirkenden Gestein sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt<br />
hat, sollte sich dieser auf Basis verschiedener für den Karbonataquifer charakteristischer<br />
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Mineralphasen darstellen lassen. Als Modellspezies werden in den Gleichgewichtsberechnungen<br />
meist die Mineralphasen Calcit, Dolomit und Gips, seltener Aragonit und Anhydrit, herangezogen<br />
unter der Voraussetzung, dass im Aquifer die aktuellen Ionengehalte nur Lösungs- und<br />
Fällungsprozessen unterliegen, was in natürlichen anthropogen nicht oder nur sehr gering<br />
beeinflussten Systemen weitgehend erfüllt ist. Eine wesentliche Rolle spielt dabei der CO 2 -<br />
Partialdruck, dessen Variabilität wiederum weitgehend von biogenen Prozessen im Boden und den im<br />
jeweiligen Einzugsgebiet herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen abhängt. So ist zyklisch<br />
während der Vegetationsperiode im Sommerhalbjahr ein höherer CO 2 -Partialdruck im Quellwasser<br />
feststellbar als im Winter. Damit verknüpft sind z.B. tendenziell höhere Calciumgehalte. Die<br />
Ergebnisse der Berechnungen werden als Sättigungsindizes (Logarithmus des Quotienten aus<br />
Ionenaktivitätsprodukt und Löslichkeitsprodukt der entsprechenden Mineralphase) dem jeweiligen<br />
CO 2 -Partialdruck gegenübergestellt. Bei einem Sättigungsindex (S.I.) = 0 besteht ein Gleichgewicht,<br />
bei < 0 eine Untersättigung und bei > 0 eine Übersättigung bezüglich der betrachteten Mineralphase,<br />
wobei Untersättigung die Wahrscheinlichkeit der Auflösung, Übersättigung die Wahrscheinlichkeit der<br />
Ausfällung anzeigt. Inwieweit es tatsächlich zu Auflösung oder Ausfällung kommt, hängt allerdings<br />
noch von weiteren Einflussfaktoren ab, die die Kinetik dieser Prozesse bestimmen.<br />
Sättigung bezüglich Calcit und Dolomit<br />
Die Sättigung der untersuchten Wässer bezüglich Calcit in Gegenüberstellung zum Partialdruck des<br />
gelösten CO 2 zeigt eine deutliche Gruppenbildung (Diagr. 66) und ist in ähnlicher Weise auch für<br />
Dolomit darstellbar. Allerdings reichen die in ungefährem Monatsabstand entnommenen Proben nicht<br />
für eine Detailauswertung aus, da zusätzlich zu den jahreszeitlichen Einflüssen auch ereignisbedingte<br />
Einflüsse, die sich bei den Karstquellen äußerst rasch auswirken, hinzukommen. Die<br />
Sättigungsindizes bezüglich Calcit sind mit dem CO 2 -Partialdruck dahingehend verknüpft, dass ein<br />
niedrigerer CO 2 -Partialdruck tendenziell zu einem höheren Calcit-Sättigungsindex führt. Dabei<br />
variieren die Daten innerhalb eines mittels linearer Regression (in Diagr. 66 strichlierte Linie<br />
beispielhaft für SRFP) beschreibbaren Bereichs, der die jahreszeitliche oder ereignisbezogene<br />
Variabilität darstellt. Die Quellen (SRKQ, SRMB und SRSQ) der Stixensteiner Gruppe heben sich<br />
dabei deutlich von den Quellen des Schneebergs (SRFP, SRKB) und der Rax (SR20, SRHT) ab und<br />
sind auch untereinander deutlich unterscheidbar. Abgesetzt von den Stixensteiner Quellen aber auch<br />
vom Kaiserbrunn (SRKB) und den Quellen der Raxseite ist auch die Fuchspassquelle (SRFP)<br />
während Kaiserbrunn, Höllentalquelle (SRHT) und Quelle 20 (SR20) sich im Calcit-Sättigungsindex<br />
voneinander kaum unterscheiden. Der Kaiserbrunn weist im vorhandenen Datenset allerdings eine<br />
höhere Variabilität im CO 2 -Partialdruck und im Calcit-Sättigungsindex auf.<br />
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1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
SI-Calcit<br />
-0.5<br />
-1.0<br />
-1.5<br />
-3.3 -3.1 -2.9 -2.7 -2.5 -2.3 -2.1 -1.9 -1.7 -1.5<br />
SI-CO2(g)<br />
SR20 SRHT SRFP SRKB SRKQ SRMB SRSQ<br />
Diagr. 66:<br />
Zusammenhang des CO 2 -Sättigungsindex’ (Partialdruck) mit dem Calcit-<br />
Sättigungsindex und Aufgliederung in deutlich unterscheidbare Gruppen.<br />
Die in Diagr. 66 strichliert eingezeichnete Linie und der parallel dazu verlaufende Pfeil symbolisieren<br />
nur die Richtung der jahreszeitlichen oder ereignisbezogenen Variabilität. Einzelquellen und<br />
Quellgruppen mit unterschiedlichen Einzugsgebieten insbesondere mit unterschiedlicher<br />
Vegetationsdichte sind zueinander parallel verschoben, was durch den quer dazu verlaufenden Pfeil<br />
symbolisiert werden soll.<br />
Da zwischen den einzelnen Gruppen kaum Übergänge (nur Parallelverschiebung, Diagr. 66) zu<br />
erkennen sind, kann gefolgert werden, dass die Einzugsgebiete der untersuchten Quellen im<br />
jahreszeitlichen oder ereignisbezogenen Wandel weitgehend stabil sind und daher immer denselben<br />
Höhenbereich mit der entsprechenden Vegetationsbedeckung umfassen. Die tiefstgelegenen<br />
Einzugsgebiete mit höherer Vegetationsdichte und damit höherem CO 2 -Eintrag weisen die<br />
Stixensteiner Quellen auf, gefolgt mit deutlichem Abstand von der Fuchspassquelle, die vermutlich zu<br />
einem großen Teil den Kuhschneeberg entwässert und gefolgt vom Kaiserbrunn, alimentiert im<br />
wesentlichen vom Hochschneeberg, und die Höllentalquellen gespeist aus den Hochlagen des<br />
Raxplateaus.<br />
Sättigung bezüglich Gips<br />
Aus den hydrochemischen Analysen wurden auch Sättigungsindizes bezüglich Gips errechnet. Dies<br />
bedeutet, dass aus den thermodynamischen Gleichgewichtsberechnungen hervorgehen sollte,<br />
inwieweit die Wässer mit der Mineralphase Gips im Gleichgewicht stehen, untersättigt oder übersättigt<br />
sind. Bei den natürlichen kalkalpinen Wässern, die nicht typische Gipslagerstättenwässer darstellen<br />
ist im allgemeinen eine starke Untersättigung festzustellen, allerdings kann der Grad der<br />
Untersättigung trotzdem zu einer Charakterisierung herangezogen werden, und bringt auch oft sehr<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 105<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
deutliche Ergebnisse. So zeigt sich bei den untersuchten Quellen sehr deutlich, inwieweit im<br />
Einzugsgebiet einer Quelle geologische Einheiten beteiligt sind, die in der Lage sind, bei der Wasser-<br />
Gesteins-Wechselwirkung zu einen höheren Sulfatgehalt der Wässer beizutragen und damit zu<br />
deutlichen Unterschieden im Sättigungsindex bezüglich Gips.<br />
Im vorliegenden Fall (Diagr. 67) wurden für die Charakterisierung die Mittelwerte des Sulfatgehaltes<br />
bzw. des Gips-Sättigungsindex der vorhandenen Zeitreihen verwendet. Der Brunnen B auf der<br />
Mahrwiese bei Stixenstein (SRMB) schließt Porengrundwasser des Sierningtales auf und zeigt die<br />
höchsten Gehalte an Sulfat bzw. im Sättigungsindex. Abgesehen von möglichen anthropogenen<br />
Einflüssen wird der Brunnen von Wässern alimentiert, die aus tieferen stratigraphischen Einheiten<br />
stammen, aus denen ein erhöhter Sulfat- bzw. Gipsgehalt bekannt ist (im Hinterland befinden sich die<br />
Gipslagerstätten von Puchberg am Schneeberg). Schlossquelle (SRSQ) und Kreuzquelle (SRKQ)<br />
weisen demgegenüber schon einen deutlich höheren Einfluss kalk- bzw. dolomitbetonter Einheiten<br />
auf, während Fuchspassquelle (SRFP), Quelle 20 (SR20) und Höllentalquelle (SRHT) und<br />
Kaiserbrunn (SRKB) die geringsten Sulfatgehalte und den niedrigsten Sättigungsindex aufweisen und<br />
auf ein fast ausschließlich kalk- bzw. dolomitbetontes Einzugsgebiet deuten, wie es aus der<br />
geologischen Karte ableitbar ist.<br />
0.0<br />
-0.5<br />
-1.0<br />
SRMB<br />
SI-Gips<br />
-1.5<br />
SRSQ<br />
SRKQ<br />
-2.0<br />
-2.5<br />
-3.0<br />
Diagr. 67:<br />
SRKB<br />
SRFP<br />
SR20<br />
SRHT<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90<br />
SO 4 -2 (mg/l)<br />
Logarithmischer Zusammenhang (rote Linie) der Sulfatmittelwerte der untersuchten<br />
Quellen mit den Mittelwerten der errechneten Sättigungsindizes bezüglich Gips.<br />
4.9. Isotopenhydrologische Untersuchungen<br />
Sämtliche Analysen wurden von ARC Seibersdorf research GmbH, Environmental Sciences, Dr.<br />
Papesch im Auftrag der MA 31 durchgeführt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 106<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.9.1. Dauerbeobachtung<br />
Bei der Dauerbeobachtung handelt es sich um eine regelmäßige Probennahme, die etwa monatlich<br />
durchgeführt wurde. Dabei wurden Sauerstoff-18 und Deuterium analysiert. Ziel der<br />
Dauerbeobachtung ist eine umfassende, vergleichbare Charakterisierung der untersuchten Quellen.<br />
Weiters bilden die Ergebnisse der Dauerbeobachtung einen wichtigen Rahmen zur Einschätzung von<br />
Ergebnissen einzelner Ereignisbeprobungen und sind die Grundlage für wichtige hydrologische<br />
Berechnungen.<br />
Analysiert wurden dabei Sauerstoff-18 und Deuterium. Eine Übersicht mit den wichtigsten<br />
Basisauswertungen ist in den Tab. 13 und Tab. 14 enthalten.<br />
Wie in Diagr. 68 zu erkennen, treten keine besonderen Verschiebungen im Verhältnis der beiden<br />
Isotope auf, die auf größere Unterschiede in der Isotopenfraktionierung z.B. hervorgerufen durch<br />
Verdunstungseffekte schließen lassen. Die Abweichungen von der GMWL müssen im Wesentlichen<br />
auf andere Luftfeuchtigkeitswerte als für die Berechnung der GMWL angenommen, zurückgeführt<br />
werden (CLARK,I & P. FRITZ, 1997).<br />
-70.00<br />
-72.00<br />
-74.00<br />
-76.00<br />
-78.00<br />
H-2[‰]<br />
-80.00<br />
-82.00<br />
-84.00<br />
-86.00<br />
-88.00<br />
-90.00<br />
-12.50 -12.30 -12.10 -11.90 -11.70 -11.50 -11.30 -11.10 -10.90 -10.70 -10.50<br />
O-18 [‰]<br />
Höllentalquelle Quelle 20 Fuchspassquelle Kaiserbrunnquelle GMWL d=10 d=14<br />
Diagr. 68:<br />
Verhältnis Deuterium zu Sauerstoff-18<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 107<br />
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Tab. 13: Sauerstoff-18 Dauerbeobachtung<br />
Probennahme<br />
SAUERSTOFF 18<br />
GEBIET Name Nr. Beginn Ende Anzahl Minimum am Max am Ampl T verw. Mittelw. Sh<br />
Schwarzatal Kaiserbrunnquelle SRKB 24.01.2004 28.11.2006 34 -12.20 03.05.2006 -10.77 29.01.2004 1.44 1.2 -11.50 1341<br />
Quelle 20 SRQ20 24.01.2004 28.11.2006 34 -12.66 01.06.2006 -11.06 29.01.2004 1.60 1.1 -11.77 1448<br />
Höllentalquelle SRHT 24.01.2004 28.11.2006 33 -12.60 01.06.2006 -10.72 29.01.2004 1.89 0.9 -11.74 1434<br />
Fuchspassquelle SRFP 24.01.2004 28.11.2006 34 -12.76 29.03.2006 -10.51 21.07.2005 2.25 0.8 -11.32 1270<br />
Stixenstein Kreuzquelle SRKQ 16.02.2006 30.11.2006 12 -10.56 02.05.2006 -10.28 29.03.2006 0.28 6.3 -10.43 928<br />
Schlossquelle SRSQ 16.02.2006 30.11.2006 12 -10.73 03.04.2006 -10.31 29.03.2006 0.41 4.2 -10.48 945<br />
Mahrwiese Brunnen SRM2 Br.B 16.02.2006 30.11.2006 12 -10.46 13.11.2006 -10.34 02.05.2006 0.13 14.0 -10.40 913<br />
Naßbach Reisstalquelle SRRTQ 29.12.2005 28.11.2006 12 -11.47 03.05.2006 -11.15 29.03.2006 0.32 5.5 -11.36 1287<br />
Tal Albertwiesquelle SRALB 29.12.2005 28.11.2006 12 -11.59 01.06.2006 -11.30 02.03.2006 0.29 6.1 -11.42 1310<br />
Übeltalquelle SRÜBL 29.12.2005 28.11.2006 11 -11.46 29.03.2006 -10.71 29.12.2005 0.76 2.3 -11.01 1152<br />
Höhenabnahme/100 m -0.258<br />
Inputamplitude 18-O 11<br />
EXTREMWERTE<br />
Minimum SRFP -12.76<br />
Maximum SRKQ -10.28<br />
Tab. 14: Deuterium Dauerbeobachtung<br />
DEUTERIUM<br />
Probennahme<br />
GEBIET Name Nr. Beginn Ende Anzahl Minimum am Max am Ampl Mittelw.<br />
Schwarzatal Kaiserbrunnquelle SRKB 24.01.2004 28.11.2006 34 -84.8 03.05.2006 -75.1 29.01.2004 9.7 -79.1<br />
Quelle 20 SRQ20 24.01.2004 28.11.2006 34 -87.6 01.06.2006 -77.6 29.01.2004 10.0 -81.0<br />
Höllentalquelle SRHT 24.01.2004 28.11.2006 33 -87.6 01.06.2006 -76.4 29.01.2004 11.3 -80.8<br />
Fuchspassquelle SRFP 24.01.2004 28.11.2006 34 -88.9 29.03.2006 -70.7 09.07.2005 18.3 -78.1<br />
Stixenstein Kreuzquelle SRKQ 16.02.2006 30.11.2006 12 -74.5 03.04.2006 -72.4 12.10.2006 2.2 -73.3<br />
Schlossquelle SRSQ 16.02.2006 30.11.2006 12 -74.8 03.04.2006 -72.2 29.03.2006 2.6 -73.7<br />
Mahrwiese BrunneSRM2 Br.B 16.02.2006 30.11.2006 12 -74.4 30.11.2006 -72.8 12.10.2006 1.6 -73.6<br />
Naßbach Reisstalquelle SRRTQ 29.12.2005 28.11.2006 12 -80.8 03.05.2006 -78.8 02.10.2006 2.0 -79.6<br />
Tal Albertwiesquelle SRALB 29.12.2005 28.11.2006 12 -81.1 01.06.2006 -79.0 28.11.2006 2.1 -79.8<br />
Übeltalquelle SRÜBL 29.12.2005 28.11.2006 11 -82.4 29.03.2006 -75.8 29.12.2005 6.7 -77.9<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 108<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.9.1.1. Mittlere Seehöhe der Einzugsgebiete<br />
Aus dem Mittelwert längerer Reihen lässt sich auf Grund des Temperatureffekts (Höheneffekt) des<br />
Sauerstoff-18 Isotops eine mittlere Höhe des Einzugsgebiets berechnen. Die Grundlage zur<br />
Ermittlung der Höhenabhängigkeit wurde in Anlehnung an die Daten aktueller Untersuchungen auf der<br />
Schneealpe (WIESELTHALER, 2006), der literaturüblichen Höhenabnahme in den nördlichen<br />
Kalkalpen (MOSER, RAUERT, 1980) unter Berücksichtigung von Ergebnissen aus dem Hochschwab<br />
(STADLER, 2000) ermittelt. Eine Plausibilitätsprüfung konnte an Hand der ermittelten Höhen der<br />
Höllentalquelle und der Quelle 20 überschlagsmäßig durchgeführt werden.<br />
Mittlere Seehöhe der Einzugsgebiete [müA]<br />
1600<br />
1500<br />
1400<br />
mittlere Seehöhe EZG [müA]<br />
1300<br />
1200<br />
1100<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
SRKB<br />
SRQ20<br />
SRHT<br />
SRFP<br />
SRRTQ<br />
SRALB<br />
SRÜBL<br />
SRKQ<br />
SRSQ<br />
SRM2 Br.B<br />
Höhenabnahme 18-O<br />
Mittelwerte 18-O/Seehöhe Quelle<br />
600<br />
500<br />
400<br />
-11.9 -11.7 -11.5 -11.3 -11.1 -10.9 -10.7 -10.5 -10.3<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
Diagr. 69:<br />
Mittlere Seehöhe der EZG aus Sauerstoff-18 Analysen<br />
Bei der Interpretation der Ergebnisse kommt vor allem dem Vergleich der untersuchten Quellen<br />
besondere Bedeutung zu. Genaue Höhenangaben werden auch durch die unterschiedlich langen<br />
Beobachtungsreihen relativiert.<br />
In Diagr. 69 sind die ermittelten mittleren Seehöhen der Einzugsgebiete der untersuchten Quellen<br />
dargestellt. Auffallend ist zum einen die deutliche Gruppenbildung und zum anderen die große<br />
Differenz der ermittelten Höhen.<br />
Eine deutlich abgesetzte Gruppe bilden die Höllentalquelle und die Quelle 20. Auch andere<br />
Untersuchungen (chemische Analysen, Ereignisbeprobungen, In-situ Messungen) bestätigen die<br />
Große Affinität der beiden Quellen. Sie entwässern einen gemeinsamen Aquifer.<br />
Eine weitere Gruppe bilden die Fuchspassquelle und der Kaiserbrunnen. In diese Gruppe scheinbar<br />
eingelagert sind die Reißtal- und die Albertwiesquelle. Während die beiden erstgenannten den<br />
Schneeberg entwässern, entwässern die beiden letztgenannten hauptsächlich das Raxmassiv. Nur<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 109<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
aufgrund der Topographie der beiden Gebirgsstöcke scheinen Sie in Diagr. 69 eine geschlossene<br />
Gruppe zu bilden.<br />
Die ermittelte Höhe der Übeltalquelle liegt deutlich tiefer als die der Reißtal- und der Albertwiesquelle.<br />
Die niedrigsten Einzugsgebiete wurden für die Stixensteinquellen und den Brunnen B auf der<br />
Mahrwiese ermittelt. Auch diese bilden eine geschlossene Gruppe.<br />
4.9.1.2. Schwankungsbreite der Sauerstoff-18 Werte<br />
Aus der Dämpfung der Inputamplitude des Sauerstoff-18 Isotops kann unter Annahme eines<br />
sinusförmigen Inputverlaufs (Jahresgang) die Verweilzeit im Untergrund ermittelt werden.<br />
1 1<br />
τ = −1<br />
2<br />
2π<br />
f<br />
(f = output/input, Amplitude 18 O)<br />
Bei dieser Modellberechnung wird die Inputamplitude mit der Amplitude an den Quellaustritten<br />
mathematisch in Beziehung gesetzt. Es wird davon ausgegangen, dass ein direkter Zusammenhang<br />
zwischen Amplitudendämpfung und Verweilzeit besteht. Nicht berücksichtigt wird bei diesen<br />
Berechnungen eine mögliche Phasenverschiebung zwischen dem Input und dem Output. Die<br />
Berechnungen erfolgen nach der hier angeführten Formel.<br />
Es handelt sich bei dieser Berechnungsmethode um eine Modellrechnung, die nicht immer die<br />
tatsächlichen Aquifereigenschaften beschreibt. Neuere Untersuchungen zeigen, dass vor allem die<br />
Bodenbedeckung und die Transportvorgänge in der ungesättigten Zone die Amplitude wesentlich mit<br />
beeinflussen. Unter ähnlichen Infiltrations- und Speicherbedingungen sind jedoch vergleichbare Werte<br />
zu erwarten, die eine Charakterisierung der Quellwässer erlauben. Streng genommen sollten die so<br />
errechneten Werte nur als „Dämpfungsfaktor“ angesprochen werden und nicht als absolute<br />
Altersangabe.<br />
Die Schwankungsbreiten an den einzelnen Beprobungsstellen (ohne Niederschlagsstation) während<br />
des gesamten Beobachtungszeitraumes sind in Diagr. 70 dargestellt. Für die in den weiteren<br />
Ausführungen daraus errechneten Verweilzeiten ist zu bemerken, dass diese Altersangaben nur als<br />
relative Angaben zu werten sind. Es ist daraus nur innerhalb dieses Projektes eine eindeutige<br />
Vergleichbarkeit zwischen den einzelnen Beprobungspunkten gegeben; es ist jedoch daraus keine<br />
absolute Altersangabe abzuleiten.<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
SRKB<br />
SRQ20<br />
SRHT<br />
SRFP<br />
SRKQ<br />
SRSQ<br />
SRM2 Br.B<br />
SRRTQ<br />
SRALB<br />
SRÜBL<br />
-10.0<br />
-10.5<br />
-11.0<br />
-11.5<br />
-12.0<br />
-12.5<br />
-13.0<br />
Minimum Maximum Mittelwert<br />
Diagr. 70: Schwankungsbreite Sauerstoff-18 Isotop<br />
Die Gruppenbildung ist deutlich zuerkennen, wobei die Quellen des Schwarzatals, die<br />
Stixensteinquellen und die Quellen des Naßbachtals deutlich unterscheidbar sind. Es muss jedoch<br />
nochmals darauf hingewiesen werden, dass für die beiden letztgenannten Gruppen nur einjährige<br />
Beobachtungsreihen vorliegen. Für die Quellen des Naßbachtals ist anzumerken, dass die<br />
unterschiedlichen Wasserkomponenten (siehe Kapitel Ereignisbeprobungen) in den Quellfassungen<br />
möglicherweise nicht erfasst werden konnten und somit die tatsächliche Schwankungsbreite nicht<br />
abgebildet werden konnte. Dies gilt im Besonderen für die Reißtalquelle, aber temporär auch für<br />
Albertwies- und Übeltalquelle. Für zukünftige Untersuchungen müssten getrennte<br />
Probennahmemöglichkeiten der einzelnen Teilaustritte geschaffen werden.<br />
Die Fuchpassquelle weist von allen untersuchten Quellen die höchste Schwankungsbreite auf, gefolgt<br />
von der Höllentalquelle und Quelle 20. Die Kaiserbrunnquelle weist eine geringfügig geringere<br />
Schwankungsbreite und damit ein etwas höheres errechnetes mittleres Wasseralter.<br />
Die Stixensteinquellen weisen gegenüber dem untersuchten Brunnen B der Mahrwiese höhere<br />
Schwankungsbreiten auf. Dies ist aufgrund einer gewissen Dämpfung durch den Porenaquifer, der mit<br />
großer Wahrscheinlichkeit neben der Karstwasserbeeinflussung auch von Oberflächenwasser<br />
beeinflusst ist, nicht weiter verwunderlich.<br />
Mit einiger Vorsicht sind die Ergebnisse der Naßwaldquellen zu interpretieren. Besonders die<br />
Langzeitmessungen mit In-situ Messsystemen der Leitfähigkeit und der Temperatur weisen deutliche<br />
Hinweise auf unterschiedliche Wasserkomponenten in den Fassungsanlagen auf. Besonders trifft die<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 111<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
für die Reißtalquelle zu. An den beiden anderen Quellen scheint dieser Effekt nur temporär<br />
aufzutreten (siehe Kapitel Ereignisbeprobungen und Quellcharakterisierung).<br />
Der Betrachtung der Ergebnisse betreffend der Schwankungsbreite unter dem Gesichtspunkt der<br />
Verletzlichkeit und der damit eng zusammenhängenden Schutzfähigkeit der Karstwasserressourcen<br />
kommt im Sinne des Qualitätsmanagements immer mehr Bedeutung zu. Aus der Sicht der<br />
isotopenhydrologischen Methodik kann ein Zusammenhang mit der Schutzfähigkeit der<br />
Wasserreserven über die Dämpfung der Inputamplitude und dem Ausgangssignal an den einzelnen<br />
Quellen hergestellt werden. Da es sich aber nur um eine Modellannahme handelt, können die<br />
Ergebnisse nur bedingt als direktes Abbild der Natur gewertet werden, bieten aber gute<br />
Vergleichsmöglichkeiten zwischen den untersuchten Quellen. Es ist jedoch dabei zu beachten, dass<br />
der vorliegende Untersuchungsraum der einzelnen Quellgruppen unterschiedlich ist.<br />
Nicht berücksichtigt wird in diesem Modell eine mögliche Zeitverschiebung des mehr oder weniger<br />
sinusförmigen Inputsignals. Würde also in einem der untersuchten Aquifere ein "reines" Piston-flow-<br />
Modell vorliegen, und damit keine Dämpfung durch eine Durchmischung vorliegen, würde das mit<br />
dieser Berechnungsmethode nicht berücksichtigt werden. Beide "Extremmodelle", nämlich Piston-flow<br />
auf der einen Seite und Exponentialsystem auf der andere Seite treten aber in der Natur so nicht auf.<br />
Für ein geschlossenes Untersuchungsgebiet mit ähnlichen Voraussetzungen für Verkarstung,<br />
Entwicklung der Entwässerungsstrukturen und ähnlicher Morphogenese können trotz aller<br />
Einschränkungen untereinander vergleichbare Ergebnisse erzielt werden. Es können somit die<br />
Ergebnisse dieser Berechnungen als Grundlage in einer Zusammenschau mit den geologischen<br />
Verhältnissen in den vermuteten Einzugsgebieten und bereits im Auftrag der Stadt Wien<br />
durchgeführten Untersuchungen zum Karstwasserschutz (PLAN, 2004; PLAN et. al., 2007) weitere<br />
wichtige Hinweise auf die Gefährdung einzelner Karstwasserressourcen liefern.<br />
4.9.1.3. Tritiumuntersuchungen<br />
Die Analyse von Tritiumproben zur Altersbestimmung von Wässern in Karstgebieten tritt immer mehr<br />
in den Hintergrund. Im Projektgebiet wurde nur eine Übersichtsbeprobung der wichtigsten Quelle<br />
durchgeführt, um auch diese Seite der Isotopenanalytik abzusichern. Wie in Diagr. 71 ersichtlich, sind<br />
erwartungsgemäß keine außergewöhnlichen Ergebnisse aufgetreten. Die gemessenen Werte pendeln<br />
um den Mittelwert des Tritiumgehalts im Niederschlag (KRALIK et.al. 2005) oder sind geringfügig<br />
höher. Da auch die Unterschiede zwischen den einzelnen Quellen keine interpretierbaren<br />
Unterschiede aufwiesen, wurde die Beprobung nach dieser Orientierungsserie abgebrochen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 112<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
14.0<br />
12.0<br />
10.0<br />
8.0<br />
6.0<br />
4.0<br />
2.0<br />
0.0<br />
01.01.2004 02.03.2004 02.05.2004 02.07.2004 01.09.2004 01.11.2004 01.01.2005 03.03.2005 03.05.2005 03.07.2005 02.09.2005 02.11.2005 02.01.2006<br />
KBR FP HÖTA Qu20 Jahresmittel Niederschlag 2002<br />
Diagr. 71:<br />
Tritiumverlauf ausgewählter Quellen<br />
4.9.2. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005<br />
Nach einem durchschnittlich ausgeprägten Winter ohne besondere Abweichungen der<br />
Niederschlagsmengen zum langjährigen Durchschnitt konnte mit tatkräftiger Unterstützung der<br />
Mitarbeiter der Betriebsleitung Hirschwang die Probennahme zur Schneeschmelzbeprobung 2005 an<br />
der Kaiserbrunnquelle, Quelle 20, Höllentalquelle, Höllental Nachfassung und der Fuchspassquelle<br />
durchgeführt werden. Das verdichtete Beprobungsintervall, das in die Dauerbeobachtung integriert wurde, begann<br />
am 28.2.2005 und dauerte bis 6.6.2005. Es wurden dabei insgesamt 168 Proben gezogen. Das<br />
Beprobungsintervall wurde an den Verlauf der Schneeschmelze angepasst und reichte von täglichen Proben am<br />
Höhepunkt der Schneeschmelze bis hin zu wöchentlichen Intervallen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 113<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.9.2.1. Kaiserbrunnen, Fuchspassquelle<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-10.8<br />
-11.0<br />
-11.2<br />
-11.4<br />
-11.6<br />
-11.8<br />
-12.0<br />
-12.2<br />
-12.4<br />
-12.6<br />
-12.8<br />
-13.0<br />
-13.2<br />
-13.4<br />
7000<br />
6500<br />
6000<br />
5500<br />
5000<br />
4500<br />
4000<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
Schüttung [ls-1]<br />
-13.6<br />
0<br />
08.03.2005 18.03.2005 28.03.2005 07.04.2005 17.04.2005 27.04.2005 07.05.2005 17.05.2005 27.05.2005 06.06.2005<br />
O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] FP Q [ls-1] Fuchspassqu Q [ls-1] Kaiserbrunnen<br />
Diagr. 72:<br />
Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Kaiserbrunn,<br />
Fuchspass<br />
Im Diagr. 72 ist deutlich zu erkennen, dass der Beginn der Schneeschmelze bis über den Höhepunkt<br />
des Schüttungsverlaufs durch tägliche Probennahmen während 10 Tagen sehr gut erfasst werden<br />
konnte.<br />
Dies ist nicht nur durch die gute Kooperation mit den Mitarbeitern der Betriebsleitung Hirschwang,<br />
sondern nur durch deren aktive und interessierte Teilnahme an den Arbeiten zu erreichen.<br />
Besonderer Dank sei an dieser Stelle nochmals Herrn Josef Stanglauer ausgesprochen.<br />
Auffallend ist der markante Impuls schwereren Wassers an der Fuchspassquelle im Vergleich zur<br />
Kaiserbrunnquelle. Während an der Kaiserbrunnquelle im Verlauf der Schneeschmelze noch<br />
schwerere Wässer zum Abfluss gelangen, bleibt der Impuls an der Fuchspassquelle in seinem<br />
Spitzenwert während der gesamten Schneeschmelze unerreicht. Dieser ausgeprägte Impuls<br />
schwereren Winterwassers spricht für eine sehr unmittelbare Beeinflussung durch die beginnende<br />
Schneeschmelze und ist ein Zeichen für den sehr hohen, schnell zum Abfluss gelangenden Anteil von<br />
Schneeschmelzwasser (Winterniederschlag). Dies muss auch in direktem Zusammenhang mit der<br />
Verletzlichkeit der beiden Karstwasseraquifere gesehen werden.<br />
Ein Vergleich der Schüttungsspitzen beider Quellen ist leider nur bedingt möglich. Besonders die<br />
Höhe der Schüttungsspitzen an der Fuchspassquelle ist möglicherweise durch Rückstaueffekte<br />
beeinflusst.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 114<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Abb. 14. Hochwasser 2006 an der Fuchspassquelle. Foto: Sepp Stanglauer<br />
Obwohl in Abb. 14 noch ein deutlicher Überfall am Messwehr des Überlaufs der Fuchspassquelle zu<br />
erkennen ist, könnten die errechneten Schüttungswerte doch vom Rückstau beeinflusst worden sein.<br />
Dem entgegenzuhalten sind die weiten Ausuferungen der Fuchspassquelle. Der hier fotografierte<br />
Wasserstand beträgt etwa 95 cm. Es wird durch dieses Foto jedoch deutlich, dass an der<br />
Fuchspassquelle sehr große Schüttungsschwankungen auftreten und die Beeinflussungen durch<br />
etwaige Rückstaueffekte nicht dominierend sein können.<br />
Der weitere Verlauf der Schneeschmelze erfolgt in einzelnen "Wellen", als kleinere Teilereignisse.<br />
Dies spiegelt sich in den Schüttungsverläufen beider Quellen deutlich wieder, Im 18-O Verlauf ist dies<br />
besonders an der Fuchspassquelle deutlich ausgeprägt. Auch dies spricht für unmittelbare<br />
Beeinflussungen durch Schneeschmelz- und auch durch Niederschlagsereignisse an der<br />
Fuchspassquelle. Ein Teilereignis der Schneeschmelze mit Schüttungsspitze am 20.4.2005<br />
beschreibt auch WIESELTHALER (2006) als erstes Teilereignis an der Wasseralmquelle. Er<br />
interpretiert das Absinken des 18-O Werts annähernd zeitgleich mit der Schüttungsspitze dieses<br />
Teilereignisses als unmittelbare Reaktion der Wasseralmquelle auf dieses Kleinereignis. Für die<br />
Fuchspassquelle ist der niedrigste Wert dieses Teilereignisses als eine Folge der in den Tagen vor<br />
dem 20.4.2005 bereits wieder verstärkt einsetzenden Schneeschmelze zu bewerten.<br />
Diese "Wellen" der Teilereignisse der Schneeschmelze sind teilweise vergleichbar mit dem Verhalten<br />
während anderer Ereignisbeprobungen (siehe Gewitterereignis 2006). Dies korreliert gut mit den<br />
Leitfähigkeitsmessungen an der Fuchspassquelle. Sowohl der erste Impuls als auch die<br />
nachfolgenden Teilereignisse sind sowohl im Verlauf des 18-O Isotops als auch in den<br />
Leitfähigkeitsmessungen sehr schön abgebildet und widerspiegeln das sehr direkte Verhalten der<br />
Fuchspassquelle, das als Zeichen der hohen Sensibilität dieses Karstwasserreservoires zu werten ist.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 115<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
-10.8<br />
320<br />
-11.0<br />
-11.2<br />
310<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-11.4<br />
-11.6<br />
-11.8<br />
-12.0<br />
-12.2<br />
-12.4<br />
-12.6<br />
-12.8<br />
-13.0<br />
300<br />
290<br />
280<br />
270<br />
260<br />
elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]<br />
-13.2<br />
250<br />
-13.4<br />
-13.6<br />
240<br />
08.03.2005 18.03.2005 28.03.2005 07.04.2005 17.04.2005 27.04.2005 07.05.2005 17.05.2005 27.05.2005 06.06.2005<br />
O-18 MW [‰] FP Fuchspassqu. Leitf<br />
Diagr. 73:<br />
Fuchspassquelle. Schneeschmelze 2005, Leitfähigkeit und 18-O Verlauf<br />
Geht man beim Gesamtereignis von einem Inputwert des Niederschlags von -14 ∆‰ 18-O aus (In<br />
Anlehnung an WIESELTHALER, 2006, S. 48) ist der Einfluss von Ereigniswasser an der<br />
Fuchspassquelle am Höhepunkt der Schneeschmelze mit etwa 55 % (am 20.3.2005) anzusetzen, an<br />
der Kaiserbrunnquelle am 18.4.2005 etwas mehr als 37 % (siehe auch Zusammenstellung Tab. 15).<br />
Dies ist jedoch nur als theoretischer Wert zu verstehen, da weder die Inputkonzentration konstant<br />
bleibt (und auch gegenüber der Schneealpe Variationen aufweist), noch der Background des<br />
gespeicherten Wassers als konstant angenommen werden kann. Trotzdem kann dieser Wert im<br />
Vergleich zwischen den Quellen als guter Indikator für Schutzfähigkeit angesehen werden.<br />
4.9.2.2. Höllentalquelle, Quelle 20<br />
Anmerkungen zur Schüttungsermittlung: Der Höchstwert der Schüttung an Quelle 20 während der<br />
Spitze der Schneeschmelze konnte wegen Ausleitung der Quelle nicht korrekt gemessen werden. Die<br />
im Diagr. 74 dargestellten Werte sind für die Zeit der Ausleitung angehoben und in Schüttungen<br />
umgerechnet. Dies kann nur eine näherungsweise Abschätzung sein, die jedoch für die<br />
gegenständliche Auswertung herangezogen wurde, um das Verhältnis von Schüttungsschwankung zu<br />
Isotopenschwankung besser darstellen zu können. Leider ist auf Grund der Gegebenheiten dies für<br />
die Höllentalquelle nicht möglich. Hier fehlt leider die tatsächliche Schüttungsspitze während der<br />
Schneeschmelze 2005 vollständig.<br />
Bei der Betrachtung des Verlaufs der Isotopenwerte während der Ereignisbeprobung fällt als erstes<br />
der völlige Gleichklang der Ganglinien aller hier dargestellten Quellen auf. Es kann also von diesen<br />
Quellen als eine zusammengehörige Quellgruppe gesprochen werden. Dies belegen sowohl<br />
Zeitreihen chemischer Analysen (siehe dort) als auch Analysen von Zeitreihen unterschiedlicher<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 116<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Parameter (Schüttung, Leitfähigkeit, Temperatur, SAK254). Erst in der Detailuntersuchung der<br />
einzelnen Quellen (siehe dort) treten Unterschiede hervor.<br />
Der Verlauf an dieser Quellgruppe ist ein gänzlich anderer als an der beiden vorher beobachteten<br />
Quellen. Zwar erreichen diese Quelle am 2.6.2005 ähnlich tiefe Werte (schweres Winterwasser) wie<br />
die Fuchspassquelle, doch dies mit einer deutlichen Verzögerung. An der Fuchspassquelle tritt dieses<br />
Minimum am 20.3.2005 auf, dies bedeutet eine Verzögerung von 74 Tagen gegenüber der<br />
Fuchspassquelle. Legt man zur Berechnung der Wasseranteile dieselben Ausgangswerte wie oben<br />
erwähnt zugrunde, errechnen sich nach der Mischungsgleichung für die Höllentalquelle sowie die<br />
Quelle 20 etwa 39 % Ereigniswasser am Höhepunkt. Dies tritt jedoch mit der oben erwähnten<br />
Verzögerung ein.<br />
-11.2<br />
1000<br />
-11.4<br />
900<br />
-11.6<br />
800<br />
-11.8<br />
700<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-12.0<br />
-12.2<br />
-12.4<br />
600<br />
500<br />
400<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
-12.6<br />
300<br />
-12.8<br />
200<br />
-13.0<br />
100<br />
-13.2<br />
0<br />
08.03.2005 18.03.2005 28.03.2005 07.04.2005 17.04.2005 27.04.2005 07.05.2005 17.05.2005 27.05.2005 06.06.2005<br />
O-18 MW [‰] Qu20 O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] HöNf QU_20_Q Hoelltalquelle_Schu<br />
Diagr. 74:<br />
Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Höllental, Quelle<br />
20<br />
4.9.2.3. Vergleich der Quellgruppen<br />
Betrachtet man den Gesamtverlauf der Ereignisbeprobung 2005 eingebettet in die<br />
Dauerbeobachtung, so ist der unterschiedliche Verlauf an einzelnen Quellgruppen und Quellen<br />
deutlich zu erkennen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 117<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
-10.4<br />
-10.6<br />
-10.8<br />
-11.0<br />
-11.2<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-11.4<br />
-11.6<br />
-11.8<br />
-12.0<br />
-12.2<br />
-12.4<br />
-12.6<br />
08.03.2005 28.03.2005 17.04.2005 07.05.2005 27.05.2005 16.06.2005 06.07.2005 26.07.2005 15.08.2005 04.09.2005<br />
O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] Qu20 O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] HöNf O-18 MW [‰] FP<br />
Diagr. 75: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005<br />
An der Fuchspassquelle, an der die Schneeschmelze sich am direktesten auswirkt, steigen die 18-O<br />
Werte bereits ab Mitte Mai 2005 wieder an und repräsentieren damit den steigenden Einfluss von<br />
aktuellen Niederschlägen. Besonders deutlich ist dies im Juli zu erkennen. Der erste hohe Wert<br />
(leichtes Sommerwasser) am 9.7.2005 ist eindeutig auf ein heftiges Gewitterereignis am 8. Juli 2005<br />
zurückzuführen (siehe Diagr. 76). Der zweite derart hohe Wert ist einer Probe vom 21.7.2005<br />
zugeordnet. Wie aus Diagr. 76 ersichtlich ist, kann dies jedoch keinem Niederschlagsereignis direkt<br />
zugeordnet werden. Eine Nachuntersuchung einzelner Isotopenproben konnte jedoch nicht erreicht<br />
werden.<br />
Daneben fällt an der Fuchspassquelle der stark schwankende Verlauf während des Höhepunktes der<br />
Schneeschmelze auch im Vergleich zu den anderen Quellen deutlich auf. Dieser spiegelt sich, wie<br />
bereits erwähnt auch in der Leitfähigkeitsganglinie wider.<br />
Mit der Probennahme Anfang September 2005 haben alle beobachteten Quellen annähernd die<br />
Ausgangswerte im 18-O Verlauf vor der Schneeschmelze wieder erreicht.<br />
In Tab. 15 sind die Schwankungsbreite des 18-O Werts während der Ereignisbeprobung und der<br />
maximale Anteil von Schneeschmelzwasser nach der Mischungsgleichung zum Zeitpunkt des<br />
höchsten Einflusses des Ereigniswassers angeführt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 118<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 76: Fuchspassquelle. Schüttung im Juli 2005<br />
Wie bereits erwähnt, wird mangels anderer Daten als Inputkonzentration (18-O Wert des<br />
Niederschlags) der Wert angenommen, den WIESELTHALER (2006) für die Schneealpe angibt.<br />
Diese Werte wurden entsprechend der berechneten mittleren Höhe der Einzugsgebiete mit der dort<br />
angewandten Höhenabnahme des Sauerstoff 18 Isotops korrigiert.<br />
Tab. 15: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze 2005<br />
Quelle Schwankungsbreit<br />
e ∆18-O‰<br />
Maximaler Anteil<br />
Schneeschmelzwasse<br />
r in %<br />
Kaiserbrunnen 1.18 37.4<br />
Quelle 20 1.19 39.4<br />
Höllental 1.10 38.5<br />
Höllental<br />
Nachfassung<br />
0.98 38.7<br />
Fuchspassquelle 2.00 54.7<br />
Die Schwankungsbreite des ∆18-O‰ Werts ist erwartungsgemäß und sehr deutlich an der<br />
Fuchspassquelle am höchsten, entsprechend auch der maximale Anteil an Ereigniswasser<br />
(Schneeschmelzwasser) während der Beprobung. Die anderen Quellen unterscheiden sich bezüglich<br />
des Schwankungswertes nur marginal. Der niedrigere Wert an der Höllental Nachfassung gegenüber<br />
der Höllentalquelle ist nur auf eine geringfügig geringere Probenanzahl zurückzuführen. Der maximale<br />
Anteil an Schneeschmelzwasser hebt sich bei der Kaiserbrunnquelle nur unmerklich von dem an der<br />
Quellgruppe Höllental ab.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 119<br />
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4.9.3. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006<br />
Der Winter 2005/06 war geprägt durch eine lange Kälteperiode und andauernde Schneebedeckung,<br />
die von November 2005 bis März 2006 anhielten. Dies machte sich vor allem an den Quellen mit tiefer<br />
liegenden Einzugsgebieten bemerkbar.<br />
Die Ereignisbeprobung startete am 16.2.2006 und endete am 9.6.2006. In den folgenden<br />
Darstellungen wurden, wie auch bereits bei der Beschreibung der Schneeschmelze 2005 die zeitlich<br />
angrenzenden und auch die während der Ereignisbeprobung gesammelten Proben aus der Serie der<br />
Dauerbeobachtung mit einbezogen. Da die Schneeschmelze in zwei "Wellen" begann, konnten dank<br />
der aktiven Unterstützung durch die Mitarbeiter der Betriebsleitung Hirschwang die<br />
Beprobungsintervalle kurzfristig variiert werden und der Schwerpunkt der Beprobung (mit täglicher<br />
Probennahme) zwischen 20.3.2006 und 1.4.2006 entsprechend dem Verlauf der Schneeschmelze<br />
gelegt werden.<br />
Diesmal konnte die Ereignisbeprobung an folgenden Quellen durchgeführt werden: Kaiserbrunnen,<br />
Höllentalquelle, Fuchspassquelle, Reißtalquelle, Albertwiesquelle, Übeltalquelle, Schlossquelle,<br />
Kreuzquelle, Brunnen A und Brunnen B der Mahrwiese. Nach den Ergebnissen der Beprobung 2005<br />
wurden die Quelle 20 und die Nachfassung der Höllentalquelle nicht mehr beprobt.<br />
4.9.3.1. Kaiserbrunnen, Fuchspassquelle, Höllentalquelle<br />
-11.2<br />
10000<br />
-11.4<br />
-11.6<br />
9000<br />
8000<br />
-11.8<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-12.0<br />
-12.2<br />
-12.4<br />
-12.6<br />
-12.8<br />
-13.0<br />
-13.2<br />
-13.4<br />
7000<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
-13.6<br />
16.02.2006 08.03.2006 28.03.2006 17.04.2006 07.05.2006 27.05.2006<br />
O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] FP Q KBR [ls-1] Q FP [ls-1]<br />
0<br />
Diagr. 77:<br />
Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006. ∆ O-18 und Q Kaiserbrunn, Fuchspass,<br />
Höllental<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 120<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Wie bereits bei der Ereignisbeprobung 2005 reagierte die Fuchspassquelle am unmittelbarsten von<br />
allen Quellen (siehe Diagr. 77). Bereits auf das kurzfristige und geringe Vorereignis im Februar 2006<br />
reagierte sie in gewohnter Weise unmittelbar. Der stärkste Einfluss der Schneeschmelze findet auch<br />
im Jahr 2006 am Beginn des Ereignisses mit einem sehr rasch vor sich gehenden Absinken der 18-O<br />
Werte Ende März statt. Der erste sichtbare Einfluss des schwereren "Winterwassers" ist an der<br />
Kaiserbrunnquelle 5 Tage später, an der Höllentalquelle 8 Tage später erkennbar. Im weiteren Verlauf<br />
sind im Gegensatz zur Beprobung 2005 nur zwei größere Wellen erkennbar, die sich in allen drei<br />
Quellen des Schwarzatals erkennen lassen.<br />
Die Schüttungsspitze am 3.6.2006 an der Fuchspassquelle spiegelt sich in den 18-O Werten<br />
erwartungsgemäß nicht wider, da die nächste Beprobung erst am 9.6.2006 stattfand. Durch die<br />
Unmittelbarkeit der Reaktion der Fuchspassquelle auf Ereignisse, konnte dies im Raster der<br />
Isotopenbeprobung nicht abgebildet werden. Auffallend ist, dass dieses Ereignis an der<br />
Kaiserbrunnquelle nur sehr gering ausgebildet ist.<br />
4.9.3.2. Reißtalquelle, Albertwiesquelle, Übeltalquelle<br />
An der Reißtalquelle, Albertwiesquelle und Übeltalquelle wurden ebenfalls Proben während der<br />
Schneeschmelze 2006 zur Isotopenanalytik gezogen. Mit Datensammlern (Leihgeräten der WRM)<br />
waren zu diesem Zeitpunkt nur die Übeltalquelle und die Albertwiesquelle ausgerüstet, wobei die<br />
Schüttung an der Übeltalquelle nur mittels eines Sägezahnzählers im Einleitungsrohrstrang gemessen<br />
wurde. Dies bedingt die "abgeschnittenen" Schüttungsspitzen (Obergrenze der Einleitung bei etwa<br />
11.7 l/s) in Diagr. 79. Eine Schüttungsmessung an der Albertwiesquelle ist derzeit noch nicht möglich.<br />
Charakteristisch für diese Quellgruppe ist das höhere Niveau des Sauerstoff-18 Verlaufs und die<br />
geringere abgebildete Schwankungsbreite.<br />
Durch das tiefer (als z.B. an der Kaiserbrunnquelle) liegende Einzugsgebiet macht sich das<br />
kurzfristige Vorereignis zur eigentlichen Schneeschmelze an der Übeltalquelle sehr deutlich<br />
bemerkbar. Diese Kurzfristigkeit bedingt allerdings auch einen anderen Mechanismus, als während<br />
des Hauptereignisses der Schneeschmelze. Nach dieser kurzfristigen Tauwetterphase wird verstärkt<br />
älteres Wasser (leichteres Sommerwasser) ausgedrückt. Dies tritt nach der Hauptphase nicht auf.<br />
Das Hauptereignis der Schneeschmelze beginnt an der Übeltalquelle Ende März 2006. Damit erreicht<br />
auch der Abfluss von schwererem Winterwasser seinen Höhepunkt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 121<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
-10.7<br />
31<br />
-10.8<br />
29<br />
-10.9<br />
27<br />
-11.0<br />
25<br />
-11.1<br />
23<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-11.2<br />
-11.3<br />
-11.4<br />
-11.5<br />
21<br />
19<br />
17<br />
15<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
-11.6<br />
13<br />
-11.7<br />
11<br />
-11.8<br />
9<br />
-11.9<br />
7<br />
-12.0<br />
16.02.06 26.02.06 08.03.06 18.03.06 28.03.06 07.04.06 17.04.06 27.04.06 07.05.06 17.05.06 27.05.06 06.06.06<br />
5<br />
O-18 MW [‰] RT O-18 MW [‰] AW O-18 MW [‰] ÜT Q ÜTA [ls-1]<br />
Diagr. 78:<br />
Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und Schüttung<br />
Die Reißtalquelle reagiert während des Vorereignisses noch ähnlich wie die Übeltalquelle, nämlich mit<br />
verstärktem Ausfließen von leichterem Sommerwasser nach Beendigung der Tauwetterphase. Dies<br />
wiederholt sich auch – im Gegensatz zur Übeltalquelle – während des Hauptereignisses. Schwereres<br />
Wasser wird erst beim Ereignis Anfang Mai aktiviert. Dies korreliert auch gut mit den Ergebnissen der<br />
Leitfähigkeitsmessungen wie sie in Diagr. 79 dargestellt sind.<br />
An der Reißtalquelle konnten erst 2007 Messgeräte installiert werden. Nach Vorliegen der ersten<br />
Ergebnisse muss angenommen werden, das in dieser Quellfassung sehr unterschiedliche<br />
Wasserkomponenten gefasst sind. Dies drückt sich in den stark schwankenden Messwerten<br />
(Rauschen) der Leitfähigkeit aus. Diese Situation wurde inzwischen durch mehrmalige<br />
Kontrollmessungen verifiziert (Siehe Kapitel Detailuntersuchungen der Quellen). Für die<br />
Probennahme kann dies bedeuten, dass unter Umständen nicht die gesamte Schwankungsbreite<br />
abgebildet worden ist. Es sind daher diese Ergebnisse mit Vorbehalt zu betrachten.<br />
Eine ähnliche Situation ist auch an der Albertwiesquelle und der Übeltalquelle gegeben. Dort tritt<br />
dieses Problem allerdings nur während einzelner Ereignisse auf.<br />
Bei allen drei Quellen sollten im Sinne des Qualitätsmanagements die Messanordnungen derart<br />
verändert werden, dass die einzelnen Komponenten messbar sind<br />
In Diagr. 79 ist neben dem Verlauf des Sauerstoff-18 Isotops auch die Leitfähigkeit an der Übeltalund<br />
der Albertwiesquelle dargestellt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 122<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
-10.7<br />
600<br />
-10.8<br />
-10.9<br />
550<br />
-11.0<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-11.1<br />
-11.2<br />
-11.3<br />
-11.4<br />
-11.5<br />
-11.6<br />
500<br />
450<br />
400<br />
elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]<br />
-11.7<br />
-11.8<br />
350<br />
-11.9<br />
-12.0<br />
16.02.06 26.02.06 08.03.06 18.03.06 28.03.06 07.04.06 17.04.06 27.04.06 07.05.06 17.05.06 27.05.06 06.06.06<br />
O-18 MW [‰] RT O-18 MW [‰] AW O-18 MW [‰] ÜT Leitf ÜTA Leitf_Albertwies<br />
300<br />
Diagr. 79:<br />
Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und<br />
Leitfähigkeit<br />
Besonders an der Albertwiesquelle weisen beide Parameter eine sehr hohe Korrelation auf, wobei die<br />
Zeiten mit hohen, spontanen Leitfähigkeitsänderungen (Rauschen) eine gewisse Unsicherheit<br />
darstellen. Im Überblick scheint jedoch eine nur langsame Aktivierung des Winterwassers<br />
stattzufinden. Dies ist Diagr. 79 durch das nur langsame Absinken des 18-O Werts an der<br />
Albertwiesquelle zu erkennen.<br />
4.9.3.3. Stixenstein: Kreuzquelle, Schlossquelle, Brunnen der Mahrwiese<br />
Das Untersuchungsgebiet Stixenstein wurde erst nachträglich, aufgrund der bei der<br />
Literaturrecherche erhobenen Ergebnisse des Markierungsversuchs Schneeberg 1955 (DOSCH,<br />
1956a), in das Untersuchungsprogramm aufgenommen., Diese positiven Ergebnisse des Versuchs<br />
zwangen förmlich zur Einbeziehung dieses Gebiets in das Untersuchungsprogramm. Während der<br />
Schneeschmelzbeprobung 2006 waren jedoch aus diesem Grund noch keine Messungen der<br />
Leitfähigkeit, Temperatur und der Schüttung verfügbar.<br />
Die beiden Stixensteiner Quellen zeigen gegenüber den beiden Brunnen der Mahrwiese ein sehr<br />
unterschiedliches Verhalten (Diagr. 80). Obwohl das Einzugsgebiet der Quellen und der Brunnen<br />
augenscheinlich deutlich tiefer als das der anderen untersuchten Quellen liegt, beginnt der markante<br />
Einfluss der Schneeschmelze erst mit der Probennahme vom 30.3.2006. An der<br />
Schlossquelle scheinen geringfügige Beeinflussungen bereits früher sichtbar zu sein. In beiden Fällen<br />
jedoch wird der Höhepunkt der der ersten Beeinflussungsphase bereits am 31.3.2006 bzw. am<br />
1.4.2006 erreicht. Dieser Reaktionstypus ist mit der Fuchspassquelle (siehe dort) vergleichbar, auch<br />
wenn die Intensität der Beeinflussung die Fuchspassquelle nicht erreicht.<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
-10.2<br />
-10.3<br />
-10.4<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-10.5<br />
-10.6<br />
-10.7<br />
-10.8<br />
-10.9<br />
16.02.06 08.03.06 28.03.06 17.04.06 07.05.06 27.05.06 16.06.06 06.07.06 26.07.06<br />
O-18 MW [‰] SQ O-18 MW [‰] KQ O-18 MW [‰] BrA O-18 MW [‰] BrB<br />
Diagr. 80: Schneeschmelze 2006. Kreuzquelle, Schlossquelle und Brunnen Mahrwiese. ∆ O-18<br />
und Leitfähigkeit<br />
Ein zweiter Höhepunkt der Beeinflussung wird mit der Beprobung am 2.6.2006 erreicht. Dieser ist nur<br />
an den Stixensteiner Quellen derart ausgeprägt.<br />
Die 18-O Werte an den beiden Brunnen weisen vor Beginn der Schneeschmelze ein ähnliches Niveau<br />
wie die Quellen auf. Sie reagieren auf die Schneeschmelze gänzlich anders als die beiden Quellen.<br />
Ein direkter Einfluss von schwererem Winterwasser ist nur gering und deutlich zeitverzögert<br />
ersichtlich. Am Brunnen B beginnt ist der Einfluss von schwererem Wasser ab Anfang Juni ersichtlich,<br />
am Brunnen A scheint dies noch etwas später und gedämpfter stattzufinden. Die unterschiedliche<br />
Reaktion der beiden Brunnen und ihr Verhalten während des "Saugbetriebs" im Kapitel der<br />
Quelldetailuntersuchungen abgehandelt.<br />
4.9.3.4. Vergleich der Quellgruppen<br />
In Diagr. 81 ist der Sauerstoff-18 Verlauf der beprobten Quellgruppen während der Schneeschmelze<br />
2006 dargestellt. Deutlich ist die Gruppenbildung der einzelnen Quellen ersichtlich. Die Quellen des<br />
Schwarzatals weisen den deutlichsten Einfluss der Schneeschmelze auf, der Anteil an schwererem<br />
Wasser, das aus den Winterniederschlägen stammt, ist hier am größten. Dies ist in Tab. 16<br />
zusammengestellt. Dazu muss allerdings bemerkt werden, dass keine Angaben über die isotopische<br />
Zusammensetzung des Winterniederschlags 2006 vorliegen. Um jedoch eine überblicksmäßige<br />
Vergleichbarkeit zwischen den beiden Ereignisbeprobungen 2005 und 2006 zu erreichen, wurde als<br />
Ersatz der Wert des Winterniederschlags 2005 von der Schneealpe (WIESELTHALER, 2006)<br />
herangezogen, wohl wissend, das eine starke Variabilität einzelner Ereignisse aber auch zwischen<br />
den jeweiligen Winterniederschlägen existieren können. Im vorliegenden Fall wurde jedoch der<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Möglichkeit eines annähernden Vergleichs der Vorrang gegeben. Der zugrunde gelegte Input-Wert<br />
des Sauerstoff-18 Isotops wurde wie in Kapitel 4.9.2.3 erwähnt, höhenkorrigiert.<br />
-10.2<br />
-10.4<br />
-10.6<br />
-10.8<br />
-11.0<br />
-11.2<br />
∆ 18-O[ ‰]<br />
-11.4<br />
-11.6<br />
-11.8<br />
-12.0<br />
-12.2<br />
-12.4<br />
-12.6<br />
-12.8<br />
-13.0<br />
16.02.2006 08.03.2006 28.03.2006 17.04.2006 07.05.2006 27.05.2006<br />
O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] FP O-18 MW [‰] RT O-18 MW [‰] AW<br />
O-18 MW [‰] ÜT O-18 MW [‰] SQ O-18 MW [‰] KQ O-18 MW [‰] BrA O-18 MW [‰] BrB<br />
Diagr. 81: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005<br />
Die so errechneten Werte spiegeln aber sehr gut die Unterschiede zwischen den einzelnen<br />
Quellgruppen und die unterschiedliche Intensität der Schneeschmelzer wider. Auffallend ist, das am<br />
Kaiserbrunnen der Schneeschmelzanteil gegenüber 2005 deutlicher gestiegen ist als an der<br />
Fuchspassquelle. Für die Naßwaldquellen ist jedoch zu sagen, dass hier möglicherweise<br />
unterschätzende Werte auftreten, da die unterschiedlichen Wasserkomponenten bei der Beprobung<br />
noch nicht erfasst werden konnten. Besonders im Hinblick auf die Schutzfähigkeit dieser Quellen wäre<br />
eine neuerliche Ereignisbeprobung unter Berücksichtigung der unterschiedlichen<br />
Wasserkomponenten anzustreben.<br />
Tab. 16: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze 2006<br />
Quelle<br />
Schwankungsbreit<br />
e ∆18-O‰<br />
Maximaler Anteil<br />
Schneeschmelzwasse<br />
r in %<br />
Kaiserbrunnen 1.23 62.2<br />
Fuchspassquelle 1.52 61.2<br />
Höllental 1.36 55.1<br />
Reißtalquelle 0.43 16.1<br />
Albertwiesquelle 0.31 12.6<br />
Übeltalquelle 0.74 22.6<br />
Schlossquelle 0.53 20.4<br />
Kreuzquelle 0.42 16.3<br />
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Mahrwiese BrA 0.12 4.9<br />
Mahrwiese BrB 0.14 3.8<br />
4.9.4. Ereignisbeprobung Sommerereignis 2006<br />
Im Sommer 2006 wurde eine satellitengestützte Ereignisbeprobung eines Gewitterereignisses<br />
geplant. Dazu wurde eine Niederschlagsstation am Schneeberg, etwa 100 m westlich des<br />
Damböckhauses am 30. Juni 2006 aufgebaut. Die Station ist in Abb. 15 dargestellt. Die<br />
Energieversorgung wurde mit Solarzellen realisiert (nicht im Bild), links im Bild ist die<br />
Satellitenantenne, rechts neben Herrn Stanglauer die Niederschlagswippe.<br />
An den beiden Quellstationen wurden jeweils zwei Probennehmer (Nullprobe, Dauerbeprobung) und<br />
die entsprechenden Datensammler und Satellitenempfangssysteme aufgebaut.<br />
Die Beprobung wurde an der Kaiserbrunnquelle und der Fuchspassquelle geplant. Die automatische<br />
Triggerung der Quellstationen sollte über die "gemeinsame" Niederschlagsstation erfolgen. Es wurden<br />
neben Aussagen über die Dynamik auch Hinweise auf die Lage der beiden Einzugsgebiete am<br />
Schneeberg erwartet.<br />
Abb. 15: Aufbau der Niederschlagsstation Schneeberg/Damböckhaus<br />
An dieser Stelle muss nochmals der tatkräftigen Unterstützung aller Mitarbeiter der Betriebsleitung<br />
Hirschwang, namentlich Herrn Sepp Stanglauer gedankt werden. Ohne deren Mitarbeit wären<br />
Untersuchungen wie die hier dargestellte Ereignisbeprobung nicht in diesem Umfang und letztendlich<br />
mit diesen Ergebnissen nicht durchführbar.<br />
Der Niederschlag erreichte am 7. Juli 2006 um 15:45 Uhr an der Station Damböckhaus das<br />
Triggerkriterium (0.15 mm Niederschlag in 15 Minuten). Dies war gleichzeitig auch der Beginn des<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Niederschlags nach einer drei Tage dauernden niederschlagsfreien Zeit. Eine detaillierte<br />
Beschreibung des Beobachtungszeitraums, einschließlich des Vorereignisses findet sich im Kapitel<br />
Detailuntersuchungen an Quellen.<br />
Bei dem beprobten Ereignis handelte es sich nach lokalen Beobachtungen (Herr Stanglauer) um ein<br />
aus NW über den Kuhschneeberg heranziehendes Gewitter. Die Niederschlagsmenge betrug am<br />
7.7.2006 13.4 mm und am 8.7.2006 7.0 mm.<br />
4.9.4.1. Kaiserbrunnquelle<br />
Der Verlauf der gesamten Ereignisbeprobung ist in Diagr. 82 dargestellt. Der Schüttungsanstieg<br />
während des Ereignisses betrug etwa 275 l/s. Der Gesamtverlauf zeigt die Reaktionen der beiden<br />
Parameter Leitfähigkeit und Sauerstoff-18. Obwohl der Schwankungsbereich des Sauerstoffisotops<br />
nur geringfügig über dem theoretisch möglichen Unsicherheitsbereich der Isotopenanalyse liegt, ist<br />
der Verlauf trotzdem deutlich erkennbar. Eine schnelle Reaktion auf das Ereignis und ein mehrere<br />
Tage andauerndes Abklingen des Signals. Nur auf den ersten Blick überraschend ist Veränderung<br />
des Sauerstoff-18 Isotops Richtung "leichterer" Wässer. Dies weißt auf den Abfluss von<br />
Winterniederschlägen hin. Vergleicht man diese Reaktion mit dem Verhalten der Leitfähigkeit während<br />
der Ereignisbeprobung, zeigt sich ein ähnliches Bild. Obwohl Leitfähigkeitswerte nicht saisonal<br />
definiert werden können, weist die Erhöhung der Leitfähigkeit auf länger gespeichertes Wasser hin. In<br />
Verbindung mit den Ergebnissen der Sauerstoff-18 Werte kann auf einen merklichen Anteil länger<br />
gespeichertes Winterwasser geschlossen werden. Dass bei größeren Ereignissen auch verstärkt<br />
Ereigniswasser zum Abfluss gelangt, kann dadurch nicht ausgeschlossen werden.<br />
1250<br />
-11.45<br />
1200<br />
-11.50<br />
1150<br />
-11.55<br />
1100<br />
-11.60<br />
Discharge [ls -1 ]<br />
1050<br />
1000<br />
-11.65<br />
-11.70<br />
Δ 18-O‰<br />
950<br />
-11.75<br />
900<br />
-11.80<br />
850<br />
-11.85<br />
800<br />
07.07.06 08.07.06 09.07.06 10.07.06 11.07.06 12.07.06 13.07.06 14.07.06 15.07.06<br />
-11.90<br />
Diagr. 82:<br />
Discharge Trigger Precipitation Reference Sample Mittel O18<br />
Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung, Sauerstoff-18<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Der kurzzeitige Rückgang der Leitfähigkeit am Beginn des Ereignisses tritt sehr häufig an<br />
Karstquellen auf. Möglicherweise handelt es sich um fassungsnahe Einflüsse.<br />
1250<br />
229<br />
1200<br />
227<br />
1150<br />
Discharge [ls -1 ]<br />
1100<br />
1050<br />
1000<br />
950<br />
225<br />
223<br />
221<br />
219<br />
el. Conductivity [µScm -1 @25°C]<br />
900<br />
850<br />
217<br />
800<br />
215<br />
07.07.06 00:00 08.07.06 00:00 09.07.06 00:00 10.07.06 00:00 11.07.06 00:00 12.07.06 00:00 13.07.06 00:00 14.07.06 00:00 15.07.06 00:00<br />
Discharge Trigger Precipitation Continuous Sampling Reference Sample Leitf Logger<br />
Diagr. 83: Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung, Leitfähigkeit<br />
Interessant ist auch ein detaillierter Blick auf den Beginn des Ereignisses. Dies ist in Diagr. 84<br />
dargestellt. Der Niederschlagsbeginn an der Station Damböckhaus wurde mit 15:31 bis 15:45 Uhr<br />
registriert. Zu diesem Zeitpunkt begann die Schüttung an der Kaiserbrunnquelle bereits leicht zu<br />
steigen. Wie bekannt ist, zog das Gewitter von NW über den Schneeberg. Es muss also<br />
angenommen werden, dass im Bereich des Kuhschneebergs das Niederschlagsereignis früher<br />
begann als an der Station Damböckhaus. Die Kaiserbrunnquelle besitzt also mit großer<br />
Wahrscheinlichkeit auch ein nennenswertes Einzugsgebiet westlich der Kammlinie Klosterwappen-<br />
Kaiserstein-Festenkogel.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 128<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
1250<br />
229<br />
1200<br />
227<br />
1150<br />
Discharge [ls -1 ]<br />
1100<br />
1050<br />
1000<br />
950<br />
225<br />
223<br />
221<br />
219<br />
el. Conductivity [µScm -1 @25°C]<br />
900<br />
850<br />
217<br />
800<br />
215<br />
07.07.06 00:00 07.07.06 12:00 08.07.06 00:00 08.07.06 12:00 09.07.06 00:00 09.07.06 12:00 10.07.06 00:00<br />
Discharge Trigger Precipitation Continuous Sampling Reference Sample Leitf Logger<br />
Diagr. 84: Kaiserbrunnquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006<br />
Die Laufzeit des Signals betrug 49 Minuten. Somit lag der Probennahmezeitpunkt für die Nullprobe<br />
(Referenzprobe) schon im ersten Schüttungsanstieg. Nimmt man jedoch die Leitfähigkeit als Indikator<br />
für Stofftransport, so ist aus Diagr. 84 zu entnehmen, dass zu diesem Zeitpunkt keine stoffbezogenen<br />
Veränderungen stattgefunden hatten. Hydraulische Reaktionen (Schüttungsanstieg) können<br />
entsprechend einem piston-flow Modell jedoch sehr schnell auftreten.<br />
4.9.4.2. Fuchspassquelle<br />
An der Fuchspassquelle stellte sich die, bezüglich der Reaktionszeiten der Quelle auf den<br />
Niederschlag, an der Kaiserbrunnquelle getroffenen Feststellungen, noch wesentlich deutlicher dar.<br />
Der Schüttungsanstieg an der Fuchspassquelle begann zwischen 14:46 und 15:00 Uhr, der<br />
Niederschlag an der Station Damböckhaus, wie bereits erwähnt zwischen 15:31 bis 15:45 Uhr. Damit<br />
begann der Schüttungsanstieg bereits circa 30 bis 59 Minuten vorher. Aufgrund der Lage der<br />
Fuchspassquelle ist dies nicht verwunderlich. Ihr Haupteinzugsgebiet wird im Bereich Kuhschneeberg<br />
vermutet. Der Verlauf der Ereignisbeprobung verstärkt dies.<br />
Der Gesamtverlauf der Ereignisbeprobung an der Fuchspassquelle ist in Diagr. 85 dargestellt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 129<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
FUCHSPASSQUELLE<br />
300<br />
-11.0<br />
-11.0<br />
295<br />
-11.1<br />
Pegelstand mit Offset [cm]<br />
Leitfähigkeit [µScm-125°C]<br />
290<br />
285<br />
-11.1<br />
-11.2<br />
-11.2<br />
-11.3<br />
280<br />
-11.3<br />
-11.4<br />
275<br />
-11.4<br />
07.07. 00:00 08.07. 00:00 09.07. 00:00 10.07. 00:00 11.07. 00:00 12.07. 00:00 13.07. 00:00 14.07. 00:00 15.07. 00:00<br />
Pegel Überfall Offset Peg_ST7 Offset Leitfähigkeit [µScm-1@25°C] Beginn Niederschlag Mittelwert 18O<br />
Diagr. 85:<br />
Fuchspassquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006. Wasserstände. Leitfähigkeit,<br />
18-O<br />
Besonders auffallend ist der uneinheitliche Verlauf der Leitfähigkeitsganglinie und des Sauerstoff 18<br />
Isotops., hingegen zeigt der Schüttungsverlauf (Wasserstand) einen kontinuierlichen Verlauf<br />
(abgesehen von betrieblichen Eingriffen durch Regulierungen). Im Diagramm sind durch Pfeile die<br />
beiden markanten Veränderungen im Verlauf der Ganglinien markiert. Es kann dies durchaus als<br />
Ausdruck unterschiedlicher Fließwege oder verschiedener Einzugsgebiete interpretiert werden.<br />
Charakteristisch am Isotopenverlauf ist die große Schwankungsbreite im Anstieg und am Höhepunkt<br />
des zweiten Teils des Ereignisses. Möglicherweise handelt es sich dabei um unterschiedliche<br />
Durchmischungen aus den verschiedenen Einzugsgebieten oder Fließwegen.<br />
Weiters ist im Gegensatz zur Kaiserbrunnquelle eine Veränderung der Isotopenwerte Richtung<br />
"schwererer" Sommerniederschläge zu erkennen. Die Leitfähigkeit zeigt allerdings – wie bei der<br />
Kaiserbrunnquelle – ein Erhöhung und somit hinweise auf höher mineralisiertes bzw. länger<br />
gespeichertes Wasser. Dabei dürfte es sich aber nicht um Winterniederschläge handeln. Es muss<br />
allerdings bemerkt werden, dass sich einzelne Ereignisse natürlich abweichend verhalten können.<br />
Der Beginn des Ereignisses ist in Diagr. 86 deutlich zu sehen. Das Triggerereignis am Damböckhaus<br />
trat erst nach dem Beginn des Schüttungsanstiegs auf. Auf die Problematik der Registrierung des<br />
Triggerkriteriums "Pegelanstieg" an der Fuchspassquelle muss hier noch hingewiesen werden. Vor<br />
Beginn der Ereignisbeprobung war nicht bekannt, wie schnell und wie weit sich der Wasserstand in<br />
der Quellstube bei mittleren und kleinen Ereignissen verändert. Es lag auch im Bereich des<br />
Möglichen, dass kleine Schüttungsanstieg an der Quelle zuerst einen Anstieg im Stollen VII bewirken.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 130<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Möglicherweise ist dies auch eingetreten. Eine Kombination der Messung im Stollen VII mit der<br />
Ereignisbeprobung wäre nur bei vorhandenen Meldekabeln zwischen Stollen VII und Quellstube<br />
Fuchspassquelle möglich.<br />
FUCHSPASSQUELLE<br />
76<br />
290<br />
74<br />
288<br />
72<br />
286<br />
Pegelstand [cm]<br />
70<br />
68<br />
66<br />
284<br />
282<br />
280<br />
Leitfähigkeit [µS/cm]<br />
64<br />
278<br />
62<br />
276<br />
60<br />
274<br />
07.07 12:00 07.07 16:00 07.07 20:00 08.07 00:00 08.07 04:00 08.07 08:00 08.07 12:00 08.07 16:00 08.07 20:00 09.07 00:00<br />
Peg Quellstube[cm] Peg UEF [cm] Peg_ST7 Offset automatische Proben<br />
Handproben Beginn Niederschlag Leitfähigkeit [µScm-1@25°C]<br />
Diagr. 86: Fuchspassquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006<br />
4.10. Weitere Detailuntersuchungen an ausgewählten Quellen<br />
4.10.1. Kaiserbrunnquelle<br />
4.10.1.1. Ereignismonitoring 2007<br />
Die hier dargestellten Daten beschreiben ein Ereignis an der Kaiserbrunnquelle, das durch<br />
Niederschläge am 8. August ausgelöst wurde. Da in diesem Zeitraum auch eine Niederschlagsstation<br />
am Damböckhaus mit Satellitenübertragung installiert war (wie im Kapitel Isotopenuntersuchungen<br />
beschrieben), konnte sowohl das Niederschlagsereignis als auch die Reaktion des Kaiserbrunnens<br />
darauf genau aufgezeichnet werden. In der folgenden Darstellung wird der Schwerpunkt der<br />
Interpretation auf die On-line verfügbaren Qualitätsparameter SAK254 und Trübung gelegt.<br />
In Diagr. 87 ist die hydrologische Situation dargestellt. Die Mittelwerte beziehen sich auf den Zeitraum<br />
17. Dezember 2003 bis 31. Dezember 2007. Die dargestellten Werte sind Tages- und Monatsmittel.<br />
Beim beobachteten Ereignis handelt es sich um ein in der Größenordnung sehr typisches, das durch<br />
sommerliche Starkregenereignisse ausgelöst wurde. Die Beobachtung wurde bis in den Anstieg des<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 131<br />
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großen Hochwassers im September fortgesetzt. Dieses war das dominante Schüttungsereignis 2007.<br />
as beobachtete Ereignis begann bei etwa 343 l/s und erreichte als Höchstwert 1795 l/s.<br />
2 000<br />
1 800<br />
1 600<br />
1 400<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
1 200<br />
1 000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
-<br />
01.01.07 31.01.07 02.03.07 01.04.07 02.05.07 01.06.07 01.07.07 31.07.07 31.08.07 30.09.07 30.10.07 29.11.07 30.12.07<br />
NQT HQT MQ KBR_Gesamt_TM KBR_ges_MM Ereignismonitoring<br />
Diagr. 87:<br />
Kaiserbrunnen, Ereignismonitoring 2007 hydrologische Situation<br />
In Diagr. 88 ist der zeitliche Ablauf des Beginns des Ereignisses mit dem Niederschlagsverlauf am<br />
Damböckhaus dargestellt. Daraus ist eine Verzögerung zwischen Niederschlagsbeginn am<br />
Damböckhaus und dem Beginn des Schüttungsanstiegs am Kaiserbrunnen von 3 Stunden und<br />
10 Minuten ersichtlich. Die zeitliche Unschärfe (durch die diskreten Abspeicherungszeitpunkte)<br />
beträgt 20 Minuten. Damit würde das Zeitintervall auf 3 Stunden und 30 Minuten erhöht werden. Diese<br />
errechneten Zeitspannen bergen auch weitere Ungenauigkeiten in sich. Zum einen zeigt sich im<br />
Diagramm eine einstündige Regenpause, bis der eigentliche, heftige Niederschlag beginnt, zum<br />
anderen handelt es sich um eine nur punktuelle Information aus dem Einzugsgebiet der<br />
Kaiserbrunnquelle, die keinerlei Aussage über den räumlich-zeitlichen Verlauf des<br />
Niederschlagsereignisses bieten kann. Dies bedeutet, dass Reaktionszeiten auch länger sein<br />
könnten, da es in anderen Teilen des Einzugsgebiets bereits früher zu regnen begonnen hatte. Eine<br />
Möglichkeit der Regionalisierung von Niederschlagsdaten wäre unter Verwendung von<br />
Wetterradardaten möglich.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 132<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Ereignisbeobachtung Kaiserbrunnen 2007<br />
Schüttung Kaiserbrunn [ls -1 ]<br />
1800<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
Zeitdifferenz Trigger Niederschlag - Start Beobachtungsbeginn Kaiserbrunnen: 6 Minuten 37 Sekunden<br />
Reaktionszeit: Beginn Niederschlag bis Beginn Schüttungsanstieg: 3h10min<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Niederschlagssumme Damböckhaus [mm]<br />
0<br />
0<br />
18:00 18:15 18:30 18:45 19:00 19:15 19:30 19:45 20:00 20:15 20:30 20:45 21:00 21:15 21:30 21:45 22:00 22:15 22:30 22:45 23:00 23:15 23:30 23:45 00:00<br />
KBR ges Q [ls-1] Niederschlagssumme Beginn Niederschlag<br />
Niederschlagstrigger erreicht Information an Kaiserbrunnnen eingelangt Beginn Schüttungsanstieg<br />
Diagr. 88:<br />
Ereignisbeginn Damböckhaus und Niederschlag<br />
Der Schüttungsanstieg and er Kaiserbrunnquelle erfolgte dann sehr rasch, in weniger als 2 Stunden.<br />
Das beobachtete Ereignis war ein Doppelereignis, ausgelöst durch zwei Niederschlagsereignisse,<br />
deren genauer Verlauf im Diagr. 89 dargestellt ist.<br />
80<br />
70<br />
60<br />
Niederschlag [mm]<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
09.08.07 10.08.07 11.08.07 12.08.07 13.08.07 14.08.07 15.08.07<br />
Niederschlagssumme Damböckhaus 15 Minutenwerte<br />
Diagr. 89: Niederschlagsverlauf Damböckhaus 15 Minutenwerte Summenkurve<br />
Das beobachtete Ereignis war allerdings, was den Verlauf der wichtigen Qualitätsparameter SAK und<br />
Trübung betrifft, sehr untypisch. Dies ist in Diagr. 90 deutlich zu erkennen. Beide Parameter steigen<br />
erst mit einer großen zeitlichen Verzögerung (sieht man von der unmittelbaren Reaktion der Trübung<br />
direkt bei Ereignisbeginn ab; dabei muss es sich um eine sehr quellnahe Beeinflussung handeln) an.<br />
Die Zeitspanne zwischen Beginn Schüttungsanstieg und Beginn SAK-Anstieg beträgt 44 Stunden und<br />
25 Minuten. Am Höhepunkt der SAK-Belastung war das Schüttungsereignis hydraulisch bereits<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 133<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
abgeklungen. Außerdem bemerkenswert ist der geringe Anstieg dieser beiden Parameter, auch das<br />
ist untypisch für die Kaiserbrunnquelle. Dass diese Reaktion untypisch ist, zeigt auch das am 6.9.2007<br />
beginnende Ereignis, dessen Begin ebenfalls noch in Diagr. 90 zu sehen ist.<br />
Dabei steigen SAK und Trübung zwar mit Verzögerung zur Schüttung an, diese ist jedoch nur gering<br />
und beträgt nur 8 Stunden. Die erreichten Werte bei Trübung und SAK sind deutlich höher als beim<br />
Ereignis im August. Beachtenswert ist auch der Schüttungsverlauf dieses zweiten Ereignisses. Dabei<br />
scheint ein großer Anteil der Schüttungsspitze zu fehlen. Dies kann, wie andere Indizien, die weiter<br />
unten beschrieben werden, auf Grund der unterschiedlichen Dynamik als Aktivität unterschiedlicher<br />
Teileinzugsgebiete gewertet werden.<br />
Für die Ansteige von Trübung und SAK254 ist noch festzuhalten, dass bei beiden Ereignissen eine<br />
Verzögerung zwischen Trübung und SAK auftritt. Dies ist daraus zu erklären, dass der SAK als<br />
Summenparameter im Wesentlichen von Stoffen gebildet wird, die von der Oberfläche eingespült<br />
werden. Handelt es sich dabei doch hauptsächlich um Stoffe, die eine anthropogene Belastung<br />
signalisieren. Trübungen können dementsprechend auch dem Karstsystem zugeordnet werden und<br />
liegen dort zum Beispiel als Höhlensedimente vor. Daraus kann dieser Zeitversatz erklärt werden.<br />
1800<br />
9.0<br />
1600<br />
8.0<br />
1400<br />
7.0<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
6.0<br />
5.0<br />
4.0<br />
3.0<br />
2.0<br />
Trübung [NTU], SAK [absm -1 ]<br />
200<br />
1.0<br />
0<br />
0.0<br />
09.08.07 11.08.07 13.08.07 15.08.07 17.08.07 19.08.07 21.08.07 23.08.07 25.08.07 27.08.07 29.08.07 31.08.07 02.09.07 04.09.07 06.09.07 08.09.07<br />
KBR ges Q [ls-1] Trübung s:can SAK s:can<br />
Diagr. 90:<br />
Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung, SAK254 und Trübung<br />
Im Diagr. 91 ist neben dem Schüttungsverlauf der Verlauf der Leitfähigkeit dargestellt. Nach dem<br />
beobachteten Ereignis tritt, wiederum mit sehr großer Verzögerung eine Verdünnung, ausgedrückt<br />
durch niedrige Leitfähigkeitswerte auf. Das folgende Ereignis zeigt ein gegenteiliges Bild. Dabei wird<br />
augenscheinlich höher mineralisiertes Wasser ausgedrückt. Letzteres ist für die Kaiserbrunnquelle<br />
sehr typisch und entspricht nicht den üblichen Vorstellungen einer Karstquelle. Möglicherweise ist bei<br />
derartigen Ereignissen ein Porenaquifer beteiligt. Dies könnte durchaus den Bereich Krumbachgraben<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 134<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
– Wasserofen betreffen. Dies deckt sich auch mit den Ergebnissen eines Markierungsversuchs, der<br />
1926 im Bereich Krumbachgraben durchgeführt wurde (SCHÖNBRUNNER, 1926).<br />
2000<br />
280.00<br />
1800<br />
270.00<br />
1600<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
260.00<br />
250.00<br />
240.00<br />
230.00<br />
220.00<br />
elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]<br />
400<br />
200<br />
210.00<br />
0<br />
200.00<br />
06.08.07 09.08.07 12.08.07 15.08.07 18.08.07 21.08.07 24.08.07 27.08.07 30.08.07 02.09.07 05.09.07 08.09.07<br />
Diagr. 91:<br />
KBR ges Q [ls-1]<br />
KBR LF [µScm-1]<br />
Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Leitfähigkeit<br />
Der in Diagr. 92 dargestellte Verlauf der Wassertemperatur passt ebenfalls in das bisher<br />
beschriebene Bild. Neben der unterschiedlichen Reaktion während der beiden Ereignisse fällt dabei<br />
noch auf, dass es zu kurzfristigen Temperaturschwankungen während des ersten Ereignisses kommt,<br />
die beim Septemberereignis nicht auftreten. Da messtechnische Probleme ausgeschlossen werden,<br />
könnten unterschiedliche Komponenten, die während des Ereignisses nicht vollständig sind, dafür<br />
verantwortlich sein.<br />
2000<br />
7.50<br />
1800<br />
7.40<br />
1600<br />
7.30<br />
1400<br />
7.20<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
7.10<br />
7.00<br />
6.90<br />
Temperatur [°C]<br />
600<br />
6.80<br />
400<br />
6.70<br />
200<br />
6.60<br />
0<br />
6.50<br />
06.08.07 09.08.07 12.08.07 15.08.07 18.08.07 21.08.07 24.08.07 27.08.07 30.08.07 02.09.07 05.09.07 08.09.07<br />
Diagr. 92:<br />
KBR ges Q [ls-1]<br />
KBR_Temp_korr[°C]<br />
Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Wassertemperatur<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.10.1.2. Bauwerk Quellstube Kaiserbrunnen<br />
Im Bereich Kaiserbrunnen, zwischen Museumsgebäude und Einstiegsschacht zum Unterwasserkanal<br />
existiert ein Pegelrohr, das wahrscheinlich ursprünglich als Schwarza Pegel fungierte. Heute ist er<br />
außer Betrieb. Zu Kontrollzwecken wurde temporär eine Wasserstandsaufzeichnung dort installiert.<br />
Die Ergebnisse ließen zwar keine eindeutige Verbindung mit der Schwarza mehrt erkennen, es<br />
konnten aber merkliche Undichtheiten am Fassungsbauwerk des Kaiserbrunnens festgestellt werden.<br />
Im Diagr. 93 sind Reaktionen der Wasserstände des Unterwasserkanals (Messstelle<br />
Schüttungsmessung) und aus dem beschriebenen Pegelrohr dargestellt. Am 21.2.2006 um etwa<br />
07:30 kam es im Zuge eines Schüttungsereignisses am Kaiserbrunnen zu Regulierungsarbeiten. Es<br />
wurde dabei die Schleuse zum UWK um etwa 5 cm geöffnet (dies ist im _Diagramm sichtbar) und<br />
bewirkte somit einen Rückgang des Wasserstands im Fassungsbauwerk. Dies wirkte sich im<br />
Pegelrohr unmittelbar aus. Der Wasserstand ging um etwa 50 cm zurück und reagierte in weiterer<br />
Folge auf den Verlauf des Schüttungsereignisses.<br />
Diagr. 93: Wasserstände im Bereich Kaiserbrunnen, Regulierungsarbeiten 21.2.2006<br />
Wenige Tage später wurde die Kaiserbrunnquelle komplett abgekehrt. Dazu muss der Wasserstand<br />
im Fassungsbauwerk ansteigen, um in weiterer Folge über den Überlauf bei der Messkammer<br />
abfließen zu können.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 136<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 94: Wasserstände Kaiserbrunnen, Abkehr Kaiserbrunnen 7.3.2006<br />
Dies ist in Diagr. 94 dargestellt. Der Verlauf des Wasserstandes im Pegelrohr ist dominiert vom<br />
Wasserstand im Fassungsbauwerk und weniger von dem die Abkehr auslösenden<br />
Schüttungsereignis.<br />
Diese beiden Ereignisse zeigen sehr deutlich die Undichtigkeiten des Bauwerks. Dies wird bei<br />
Abkehren auch dadurch deutlich, dass dann im Unterwasserkanal seitlich durch das Mauerwerk<br />
Wassereintritte auftreten.<br />
4.10.1.3. Das Ereignis am 21. Februar 2006<br />
Ab dem 16. Februar setzte eine leichte Tauperiode ein, die ihren Höhepunkt am 21.2.2006 fand und<br />
noch bis 24.2.2006 anhielt. Am 20.2.2006 fielen 7.8 mm und am 21. Februar 4.1 mm Niederschlag in<br />
Kaiserbrunn.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 137<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 95: Kaiserbrunnen. Schüttung und Leitfähigkeit im Februar 2006<br />
Der Schüttungsverlauf des beschriebenen Zeitraums, dargestellt in Diagr. 95 zeigt einen typischen<br />
Verlauf zu Beginn (einer temporären) Schneeschmelze.<br />
Diagr. 96: Kaiserbrunnen. Schüttung und SAK254 im Februar 2006<br />
Kleine tagesbezogene Schüttungsanstiege leiten die Wärmeperiode ein, die Niederschläge bringen<br />
einen weiteren deutlichen Anstieg. Der gesamte Leitfähigkeitsverlauf ist für Winterereignisse an der<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Kaiserbrunnquelle sehr typisch. Es werden höher mineralisierte Wässer ausgedrückt, es kommt zu<br />
keiner sichtbaren Verdünnung durch Schneeschmelzwasser. Die Schüttungsspitze am 21.2.2006 ist<br />
allerdings sehr untypisch für diese Schneeschmelzperiode, da es sehr abrupt einsetzt und ebenso<br />
schnell abklingt, obwohl die Tauwetterperiode im Kaiserbrunn noch einige Tage anhält.<br />
Diagr. 97: Kaiserbrunnen. Schüttung und Temperatur im Februar 2006<br />
Der Verlauf der SAK254 Ganglinie zeigt ebenfalls dieses außergewöhnliche Ereignis,<br />
interessanterweise zeitsynchron mit dem Schüttungsverlauf. Dies ist besonders auffallend, da aus<br />
anderen Untersuchungen und Detailanalysen immer eine zeitliche Verschiebung des SAK-Verlaufs<br />
zur Schüttung aufgetreten ist. Der Verlauf der beiden Kurven lässt auf ein sehr quellnahes,<br />
unmittelbares Ereignis schließen.<br />
Besonders interessant ist nun der Temperaturverlauf. Hier findet sich dieses Ereignis ebenfalls<br />
wieder, durch eine spontane Temperaturreduzierung um etwa 0.08°C. Der Temperaturrückgang<br />
beginnt 30 Minuten später als der Schüttungsanstieg.<br />
Ob das oben beschriebene Ereignis nur durch die kurzzeitig herrschende Schneeschmelze ausgelöst<br />
wurde, oder ob andere Einflüsse existierten, kann nicht eruiert werden. Wichtig im Sinne des<br />
Qualitätsmanagements ist jedoch festzuhalten, dass an der Kaiserbrunnquelle sehr kurzzeitige,<br />
offensichtlich sehr quellnahe verursachte Ereignisse auftreten können. Eine Überwachung der In-situ<br />
gemessenen Parameter erscheint durchaus sinnvoll. Auf quellnahe Beeinflussungsmöglichkeiten ist<br />
besonders zu achten. Bereits SCHÖNBRUNNER (1926) erwähnt eine Verbindung Krumbachgraben –<br />
Grundwasser – Kaiserbrunnquelle.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 139<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.10.2. Quellgruppe Höllental<br />
4.10.2.1. Höllentalquelle.<br />
An der, in einem Stichstollen entspringenden Höllentalquelle, sollten auch Messungen direkt im<br />
Fassungsstollen durchgeführt werden. Damit sollten Beeinflussungen durch die "Oberen Quellen" am<br />
fix eingerichteten Messort im Stollen III aufgezeigt werden können. Dazu wurde ein autarkes,<br />
geschlossenes Messsystem gewählt, das direkt im Fassungsstollen situiert werden konnte (siehe<br />
Abb. 16).<br />
Abb. 16: Einbau des Messsystems im Höllental Fassungsstollen am 7.10.2004<br />
Da es sich um ein geschlossenes System handelt, wird zur Wasserstandsmessung eine<br />
Absolutdruckmessung durchgeführt, die mittels eines separaten Luftdrucksensors korrigiert wird.<br />
Dieser Luftdrucksensor war im Stollen III montiert. Ergebnisse der Wasserstandsmessungen wurden<br />
bereits im Kapitel über Messstelleneinrichtung behandelt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 140<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
7.5<br />
7.3<br />
7.1<br />
6.9<br />
Temperatur [°C]<br />
6.7<br />
6.5<br />
1 2<br />
6.3<br />
6.1<br />
5.9<br />
5.7<br />
07.10.2004 27.10.2004 16.11 .2004 06.1 2.2004 26.12.2004 15 .01.2005 04.02.2005 24.02.2005 16.03.2 005 05.04.2005<br />
Diver_Temp<br />
HOETATmp [°C]<br />
Diagr. 98:<br />
Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle.<br />
Zur Überprüfung der Beeinflussungen der Messungen an der Höllentalquelle wurden auch<br />
Temperaturmessungen im Stollen mit diesem System durchgeführt.<br />
Zu erkennen ist ein deutlicher Temperaturunterschied zwischen diesen beiden Messungen. Die Reihe<br />
"Diver_Temp" in Diagr. 98 wurde direkt im Fassungsstollen gemessen, die andere im Messbecken für<br />
die s::can-Sonde im Stollen III. Der unterschiedliche Offsetbetrag zeigt, neben der zeitgleich<br />
stattgefundenen Messung an der Quelle 20, an der keine Temperaturunterschiede aufgetreten sind,<br />
eindeutig die Beeinflussung der Temperaturmessung an. Die Beeinflussung erfolgt durch<br />
Temperaturangleichung zwischen dem Wasser der Oberen Quellen, das frei im Stollen fließt und dem<br />
in diesem Wasser liegenden Abflussrohr aus der Höllentalquelle. Die im Messbecken registrierten<br />
kleineren Temperaturereignisse können somit nicht eindeutig den Höllentalquellen zugeordnet<br />
werden. Besonders interessant erscheint auch das Kleinereignis ab dem 2.11.2004 (Markierung 1 in<br />
Diagr. 98). Ausgelöst wurde es von einer Abkehr zwischen 2. und 5. 11.2004. Die Oberen Quellen<br />
wurden während dieses Zeitraums beim Stollen VIII abgekehrt. Die Beeinflussung der<br />
Temperaturmessung im Stollen III folgt genau diesem Zeitraum. Die Beeinflussungen der Messungen<br />
im Fassungsstollen treten mit zeitlicher Verzögerung auf.<br />
In Diagr. 99 sind diese Beeinflussungen während der Abkehr nochmals im Detail dargestellt. Daraus<br />
lässt sich erkennen, dass die Veränderungen der Temperatur im Fassungsstollen der Höllentalquelle<br />
nicht auf natürliche Vorgänge (Ereignisse) zurückgeführt werden kann, sondern eindeutig<br />
Beeinflussungen im Rahmen der Abkehr darstellen. Im Sinne des Qualitätsmanagements müsste<br />
diesem Verhalten und den etwaigen Unterschieden bei unterschiedlichen Abkehrvorgängen<br />
nachgegangen werden.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 141<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
7.5<br />
7.3<br />
7.1<br />
6.9<br />
Temperatur [°C]<br />
6.7<br />
6.5<br />
6.3<br />
6.1<br />
5.9<br />
5.7<br />
02.11.2004 03.11.2004 04.11.2004 05.11.2004 06.11.2004 07.11.2004<br />
Diagr. 99:<br />
Diver_Temp<br />
HOETATmp [°C]<br />
Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle, Details<br />
Ähnlich stellt sich die Situation bei der Messung der Leitfähigkeiten an denselben Lokalitäten dar. Dies<br />
ist in Diagr. 100 dargestellt. Möglicherweise handelt es sich bei dieser, augenscheinlich durch die<br />
Abkehr ausgelösten Beeinflussung der Höllentalquelle, um eine Beeinflussung aus dem oberhalb der<br />
Höllentalquelle gelegenen Stollen der HQUL. Nicht gänzlich auszuschließen ist auch eine<br />
Beeinflussung durch den schwallartigen Wasserstandsanstieg in der Schwarza, ausgelöst durch die<br />
Abkehr.<br />
Zwischen dem 13. und 16. Dezember 2004 fand wiederum eine Abkehr statt, diesmal wurden die<br />
oberen Quellen bei der Kammer B abgekehrt. (Markierung 2 in Diagr. 98). Dabei wurde nur die<br />
Temperaturmessung der Höllentalquelle im Stollen III beeinfluss. Die Messung im Fassungsstollen<br />
(Diver) wurde nicht beeinflusst.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 142<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
265<br />
260<br />
elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]<br />
255<br />
250<br />
245<br />
240<br />
235<br />
230<br />
07.10.2004 27.10.2004 16.11.2004 06.12.2004 26.12.2004 15.01.2005 04.02.2005 24.02.2005 16.03.2005 05.04.2005<br />
Diver LF µS<br />
Gealog_HOETA_LF [µS/cm]<br />
Diagr. 100: Vergleich der Leitfähigkeitsmessungen an der Höllentalquelle<br />
Für das in Diagr. 98 markierte Ereignis 2 fällt auf, dass es bei dieser Abkehr zu keinerlei<br />
Leitfähigkeitsbeeinflussungen kommt. Deutlich sichtbar ist jedoch wiederum die<br />
Temperaturbeeinflussung, ausgelöst durch das "Fehlen" des Wassers der "Oberen Quellen" im<br />
Stollen der HQUL vom Fassungsstollen der Höllentalquelle bis zum Messort im Stollen III.<br />
Im Hinblick auf die Schutzfähigkeit der Quellen weist eine mögliche Beeinflussung der Höllentalquelle<br />
oder der Quelle 20 durch andere Wässer, im Besonderen durch Schwarzawässer eine besondere<br />
Bedeutung auf. Dies auch deshalb, weil bereits seit dem Markierungsversuch 1955 (DOSCH, 1956a)<br />
derartige Beeinflussungen als möglich diskutiert werden. Die neuen strukturgeologischen<br />
Untersuchungen (DECKER, 2005) schließen derartige Beeinflussungen ebenfalls nicht aus.<br />
4.10.2.2. Quelle 20<br />
Um einen direkten Vergleich der Qualität der Wasserstandsaufzeichnungen üblicher Drucksensoren<br />
mit der eines geschlossenen Systems zu ermöglichen, wurde temporär an der Quelle 20 auch ein<br />
geschlossenes System eingebaut.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 143<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
30<br />
28<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
04.11.2004 24.11.2004 14.12.2004 03.01.2005 23.01.2005 12.02.2005 04.03.2005 24.03.2005 13.04.2005<br />
Peg komp_Offset Q20_Peg [cm]<br />
Diagr. 101: Vergleich der Wasserstandsmessungen an der Quelle 20<br />
In Diagr. 101 sind Wasserstandsmessungen beider Systeme dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass<br />
übliche Systeme (mit Differenzdruckmessung) gegenüber geschlossenen Systemen (rechnerische<br />
Kompensation des Luftdrucks) eine höhere Auflösung aufweisen, prinzipiell die<br />
Luftdruckkompensation hinreichend genau funktioniert. Derartige System sind also überall dort, wo mit<br />
Druckausgleichskapillare nicht verwendbar sind (z.B. wegen Überflutungsgefahr) durchaus<br />
verwendbar.<br />
4.10.2.3. Augenbrunnen<br />
Am Augenbrunnen wurden Wasserstands, Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen vom 9.5.2005<br />
bis 27.9.2005 durchgeführt. Damit sollte geklärt werden, ob am Augenbrunnen ausschließlich Wässer<br />
der Höllentalquelle oder der Quelle 20 zum Abfluss gelangen.<br />
Die Ergebnisse sind in Diagr. 102 und Diagr. 103 dargestellt. Die Messungen an der Höllentalquelle<br />
und der Quelle 20 decken sich vollständig. Das System wurde auch im Zuge einer gemeinsamen<br />
Kalibration justiert. Zu den Messungen am Augenbrunnen existiert ein Offset von etwa<br />
1.7 µScm -1 @25°C. Dies kann nur als Kalibrationsoffset interpretiert werden. Vom 26.6.2005 bis<br />
29.6.2005 kam es durch Oberflächenabfluss zu einer Beeinflussung der Leitfähigkeitsmessungen.<br />
Diese Werte wurden entfernt.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 144<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
240<br />
40<br />
235<br />
35<br />
230<br />
30<br />
elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]<br />
225<br />
220<br />
215<br />
210<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
Pegel [cm]<br />
205<br />
5<br />
200<br />
10.05.2005 20.05.2005 30.05.2005 09.06.2005 19.06.2005 29.06.2005 09.07.2005<br />
HOETA_Leitf QU20Leitf Augenbrunn Leitf Peg Q20 [Offset]<br />
0<br />
Diagr. 102: Augenbrunnen. Vergleich der Leitfähigkeiten mit Höllentalquelle und Quelle 20<br />
Die Temperaturmessungen weisen zwischen den Stollenmessungen (Höllental und Quelle 20) und<br />
den Messungen am Augenbrunnen größere Offsetwerte auf. Der Versatz beträgt etwas mehr als<br />
0.4°C und liegt somit über der "üblichen" Genauigkeit des eingesetzten Messsystems. Möglicherweise<br />
handelt es sich um Beeinflussungen während der Aufstiegsphase im Überlaufsystem aus dem<br />
Bereich der Höllentalquelle bis zum Austritt des Augenbrunnens.<br />
6.0<br />
5.9<br />
5.8<br />
5.7<br />
Temperatur [°C]<br />
5.6<br />
5.5<br />
5.4<br />
5.3<br />
5.2<br />
5.1<br />
5.0<br />
10.05.2005 15.05.2005 20.05.2005 25.05.2005 30.05.2005 04.06.2005 09.06.2005 14.06.2005 19.06.2005 24.06.2005<br />
Temp Augenbrunn HOETA_Temp QU20Temp<br />
Diagr. 103: Augenbrunnen. Vergleich der Temperaturen mit Höllentalquelle und Quelle 20<br />
Abschließend kann gesagt werden, dass am Augenbrunnen ausschließlich Wässer des Systems<br />
Höllentalquelle und Quelle 20 zum Abfluss gelangen. Es handelt sich also bei diesem Quellaustritt um<br />
ein Überlaufsystem dieses Systems.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 145<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.10.3. Quellvergleiche Kaiserbrunnen – Höllental<br />
Durch den Aufbau des On-line Messnetzes an den wichtigen gefassten Quellen der 1. Wiener<br />
Hochquellenleitung ergibt sich die Möglichkeit der Vergleiche der sowohl zeitlich als auch wertemäßig<br />
hochauflösenden Daten der Messsysteme an den verschiedenen Quellen. Herausgegriffen werden<br />
hier Reaktionen auf Niederschlagsereignisse und deren unterschiedliche Auswirkung auf die Quellen.<br />
Im ersten Beispiel (Diagr. 104) sind die Leitfähigkeitsganglinien der Kaiserbrunnquelle, der<br />
Höllentalquelle und der Quelle 20 sowie die Schüttung der Kaiserbrunnquelle dargestellt. Kurzfristige<br />
Wärmephasen bewirken an der Kaiserbrunnquelle geringfügige Schüttungsanstiege. Die<br />
korrelierbaren Leitfähigkeitsänderungen fallen an der Kaiserbrunnquelle sehr deutlich aus, wobei<br />
augenscheinlich nicht direkt das Schneeschmelzwasser zum Abfluss gelangt, sondern länger<br />
gespeichertes Wasser. An der Höllentalquelle und der Quelle 20 sind nur sehr geringfügige<br />
Änderungen sichtbar.<br />
Das Ereignis am 2.2.2004 (Warmlufteinbruch, Niederschlag) zeigt deutliche Auswirkungen auf die<br />
Schüttung und die Leitfähigkeit der Kaiserbrunnquelle. Beide Parameter reagieren sofort.<br />
275<br />
2000<br />
Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]<br />
265<br />
255<br />
245<br />
235<br />
225<br />
1800<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
215<br />
200<br />
26.02.04<br />
19.02.04<br />
12.02.04<br />
05.02.04<br />
29.01.04<br />
22.01.04<br />
15.01.04<br />
08.01.04<br />
01.01.04<br />
25.12.03<br />
18.12.03<br />
Diagr. 104:<br />
Leitfähigkeit Kaiserbrunn Leitfähigkeit Höllental Leitfähigkeit Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]<br />
Quellvergleich. Leitfähigkeitsänderungen nach Niederschlag bei beginnender<br />
Schneeschmelze<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 146<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
272<br />
1200<br />
268<br />
1100<br />
264<br />
1000<br />
Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]<br />
260<br />
256<br />
252<br />
248<br />
244<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
Schüttung [ls -1 ]<br />
240<br />
400<br />
236<br />
300<br />
232<br />
200<br />
07.02.04<br />
06.02.04<br />
05.02.04<br />
04.02.04<br />
03.02.04<br />
02.02.04<br />
Leitfähigkeit Kaiserbrunn Leitfähigkeit Höllental Leitfähigkeit Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]<br />
Diagr. 105:<br />
Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Leitfähigkeit<br />
Um die Veränderungen an den beiden anderen Quellen zu erkennen, ist in Diagr. 105 ein Ausschnitt<br />
der Diagr. 104 dargestellt. Die Reaktion der Kaiserbrunnquelle erfolgt, wie bereits erwähnt<br />
unmittelbar, länger gespeichertes Wasser gelangt zum Abfluss. An der Höllentalquelle ist unmittelbar<br />
eine geringfügige Verdünnung erkennbar.<br />
7.1<br />
1415<br />
7.0<br />
6.9<br />
1215<br />
6.8<br />
Wassertemperatur [°C]<br />
6.7<br />
6.6<br />
6.5<br />
6.4<br />
6.3<br />
6.2<br />
6.1<br />
1015<br />
815<br />
615<br />
415<br />
Schüttung [l/s]<br />
6.0<br />
5.9<br />
215<br />
5.8<br />
5.7<br />
18.12.03 25.12.03 01.01.04 08.01.04 15.01.04 22.01.04 29.01.04 05.02.04 12.02.04 19.02.04 26.02.04<br />
15<br />
Temperatur Kaiserbrunn Temperatur Höllental Temperatur Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]<br />
Diagr. 106:<br />
Quellvergleich. Temperaturänderungen nach Niederschlag bei beginnender<br />
Schneeschmelze<br />
Auf Grund des Verlaufs kann auf eine Quellnahe Beeinflussung durch Oberflächenwasser<br />
geschlossen werden. Dies ist an Quelle 20 nicht der Fall. Die Reaktion der Leitfähigkeit beider<br />
Quellen auf das Ereignis tritt erst etwa 2 Tage später, in deutlich gedämpfter Form auf. Dies kann als<br />
Zeichen besser Speicherung als an der Kaiserbrunnquelle gewertet werden.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 147<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Besonders deutlich ist dies auch am Verlauf der Temperatur dieser Quellen zu erkennen.<br />
An der Kaiserbrunnquelle kommt es zu einem deutlichen Anstieg, die Quelle 20 zeigt keinerlei<br />
unmittelbare Beeinflussung, an der Höllentalquelle kommt es ebenfalls zu unmittelbaren Reaktionen,<br />
die im Ausschnitt in Diagr. 107 im Detail dargestellt sind.<br />
Temperatur [°C]<br />
7.1<br />
7.0<br />
6.9<br />
6.8<br />
6.7<br />
6.6<br />
6.5<br />
6.4<br />
6.3<br />
6.2<br />
6.1<br />
6.0<br />
5.9<br />
5.8<br />
1200<br />
1100<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
Schüttung [ls-1]<br />
5.7<br />
200<br />
02.02.04 03.02.04 04.02.04 05.02.04 06.02.04 07.02.04<br />
Temperatur Kaiserbrunn Temperatur Höllental Temperatur Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]<br />
Diagr. 107:<br />
Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Temperatur<br />
Ob die hier sichtbare Temperaturerhöhung auf unmittelbare (fassungsnahe) Beeinflussung durch<br />
Niederschlagswasser zurückgeführt werden kann, kann nicht endgültig geklärt werden, da keine<br />
Temperaturmessungen des Niederschlags vorliegen. Die Zusammenschau beider Messwerte<br />
(Leitfähigkeit und Temperatur) lässt jedoch den Schluss der unmittelbaren, fassungsnahen<br />
Beeinflussung zu.<br />
4.10.4. Fuchspassquelle<br />
Wie im Kapitel Isotopenuntersuchungen dargestellt, wurde Anfang Juli 2006 eine automatisierte<br />
Ereignisbeprobung zur isotopenanalytischen Interpretation durchgeführt. Es handelte sich dabei um<br />
ein kleineres Ereignis, das nach 20 mm Niederschlag (7. und 8. Juli) am Damböckhaus einen<br />
Schüttungsanstieg von 224 ls -1 ergab.<br />
Am 29.6.2006 begann ein Eregins, das einen Schüttungsanstieg von etwa 3400 l/s erbrachte.<br />
Beim Vergleich dieser beiden Schüttungsereignisse zeigt sich, dass trotzdem gewisse Parallelen<br />
existieren.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 148<br />
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Diagr. 108: Fuchspassquelle Schüttung und Leitfähigkeit Juni, Juli 2006<br />
In Diagr. 108 sind die Größenordnungen der beiden Diagramme sehr gut zu erkennen. Der Verlauf<br />
der Leitfähigkeit ist bei diesen beiden dargestellten Ereignissen völlig unterschiedlich. Kommt es beim<br />
ersten Ereignis zu einem sehr deutlichen Verdünnungseffekt von etwa 40 µS, während das beprobte<br />
Ereignis (7./8. Juli) zu einem langsamen Anstieg der Leitfähigkeit in zwei deutlich voneinander<br />
abgrenzbaren Etappen kommt. Die Interpretation dazu ist, dass im ersten Fall sehr massiv<br />
Ereigniswasser zum Abfluss kommt, im zweiten Fall wahrscheinlich länger gespeicherte Wasser. Wie<br />
jedoch bereits im Kapitel der Isotopenuntersuchungen angemerkt, handelt es sich dabei nicht um<br />
"Winterwasser".<br />
Betrachtet man nun auch den SAK254 Verlauf (Diagr. 109) fällt die große Parallelität der beiden<br />
Ereignisse bezüglich dieses Parameters auf. In beiden Fällen kommt es zu einem<br />
schüttungsproportionalen Anstieg des SAK-Werts. Leider sind die Anstiegsphasen in beiden Fällen<br />
etwas unterbrochen. Die Tatsache, dass auch beim zweiten Ereignis (7./8. Juli) ein Anstieg des SAK-<br />
Werts stattfindet, unterstreicht die bereits bei den isotopenanalytischen Untersuchungen getroffenen<br />
Aussage, dass kein "Winterwasser" zu Abfluss gelangt, sondern ebenfalls höher anthropogen<br />
belastetes Wasser von früheren Sommerereignissen.<br />
Der Verlauf der Wassertemperatur, dargestellt in Diagr. 110 zeigt im Anstieg ebenfalls gewisse<br />
Parallelitäten zwischen den Ereignissen. Allerdings ist der weitere Verlauf während der Ereignisse<br />
deutlich unterschiedlich.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 149<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 109: Fuchspassquelle Schüttung und SAK254 Juni, Juli 2006<br />
Interessant in diesem Zeitraum ist auch, dass die beiden "Vorereignisse" am 26. und 28. Juni die in<br />
der Größenordnung des beprobten Ereignisses waren, keine Veränderungen beim SAK-Wert und bei<br />
der Temperatur, sowie nur geringe Veränderungen in der Leitfähigkeit bewirkten.<br />
Diagr. 110: Fuchspassquelle Schüttung und Temperatur Juni, Juli 2006<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 150<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Aus diesem Beispiel ist deutlich zu erkennen, dass sehr unterschiedliche Vorgänge die<br />
Abflussdynamik an der Fuchspassquelle beeinflussen. Eine Typisierung von Ereignissen, wie sie im<br />
Rahmen des Qualitätsmanagements notwendig erscheint, muss auf einer Zusammenschau der<br />
wichtigen On-line Parameter fußen. Dabei spielt Regionalisierung der Niederschlagsverteilung<br />
ebenfalls eine wichtige Rolle.<br />
4.10.5. Die unterschiedlichen Wasserkomponenten and den Quellen des Naßbachtals<br />
4.10.5.1. Übeltalquelle<br />
Bereits im Kapitel des Messnetzaufbaus wurde an der Albertwiesquelle diese Situation erörtert.<br />
Diagr. 111: Übeltalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit im Mai 2006<br />
In Diagr. 111 sind nun nochmals derartige Leitfähigkeitsverläufe dargestellt. Im Vergleich mit den<br />
ruhigen Bereichen und in ihrem Zeitpunkt des Auftretens ist anzunehmen, dass es sich nicht um<br />
messtechnische Effekte handelt, sondern um tatsächliche Ereignisse. Das Auftreten unterschiedlicher,<br />
am Montageort der Sonde in der Quellstube nicht komplett durchmischter Wasserkomponenten<br />
erzeugt nun das Bild des Messwerterauschens. Dies gibt keinerlei Hinweise auf das tatsächliche<br />
Auftreten dieses Phänomens, noch kann aus den Werten eine Abschätzung der Durchmischung<br />
erfolgen, da dies abhängig ist vom Einbauort in der Quellstube. Nur das Vorhandensein der<br />
unterschiedlichen Komponenten ist damit ersichtlich.<br />
Ein weiteres hier dargestelltes Phänomen betrifft den Schüttungsverlauf. Die plateauartigen Verläufe<br />
sind durch die Kapazität des Einleitungsrohres erklärbar und eine Gesamtmessung durch<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 151<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Einbeziehung des Überlaufs bereits möglich. Der Beginn der Schüttungsanstiege ist jedoch auffallend.<br />
Bis zu einer Menge von etwa 8 l/s erfolgt ein sehr rasches Ansteigen, dann reduziert sich der Anstieg<br />
deutlich. Es kann derzeit nicht gesagt werden, ob die Ursachen an der Messanordnung liegen. Dazu<br />
ist eine weitere genaue Beobachtung notwendig.<br />
4.10.5.2. Albertwiesquelle<br />
Auch an der Albertwiesquelle sind derartige Aufzeichnungen, die auf unterschiedliche<br />
Wasserkomponenten, abhängig von den hydrologischen Randbedingungen zu beobachten.<br />
In Diagr. 112und Diagr. 113 sind neben dem Verlauf des Pegelstands in der Quellfassung auch die<br />
Leitfähigkeit und der SAK254-Verlauf dargestellt. Aus dem Verlauf der Leitfähigkeit ist z.B. deutlich<br />
zuerkennen, dass es sich nicht um Luft an der Messsonde aufgrund schlechter Einbaubedingungen<br />
handelt.<br />
Diagr. 112: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, April 2006<br />
Weiters auffallend ist die gegenläufige Ganglinie von Leitfähigkeit und SAK254 am Beginn der<br />
Ereignisse. Die auftretende Verdünnung der Leitfähigkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der SAK-Werte<br />
entspricht genau den Modellvorstellungen, wie sie bei den bisherigen Untersuchungen sich<br />
herauskristallisierten. Der SAK254-Wert ist sehr stark oberflächenassoziiert und damit ein guter<br />
Indikator für anthropogene Belastungen im Quellwasser.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 152<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 113: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, April 2006<br />
Das auftretende "Rauschen", das bei Leitfähigkeit und SAK-Werten während unterschiedlicher<br />
Zeiträume auftritt, sollte im Sinne des Qualitätsmanagements genauer untersucht werden. Es liegt<br />
hier auf Grund der topographischen Lage der Quellfassung und der Morphometrie in diesem Bereich,<br />
der Verdacht nahe, dass (temporär) auch Oberflächenwasser aus dem Naßbach an diesen<br />
Anomalien beteiligt sein kann. Dass DOSCH (1968) eine Beeinflussung der Albertwiesquelle durch<br />
die im Bereich der Reißtalquelle aus den Bohrungen, in denen der Markierungsstoff eingespeist<br />
wurde, in den Reißtalbach nicht feststellen konnte, schließt diese Möglichkeit nicht gänzlich aus. Er<br />
beschreibt selbst, dass die in den Reißbach ausgedrückte Tracermenge nicht sehr hoch war.<br />
Auch ein Ereignis im August 2006 zeigt sehr schön die schnelle, unmittelbare Reaktion von<br />
Leitfähigkeit und SAK254 auf ein Schüttungsereignis. Besonders interessant ist dabei, dass<br />
Leitfähigkeit und SAK völlig zeitgleich (ohne Verzögerung) reagieren.<br />
Dabei ist der Leitfähigkeitsverlauf sehr charakteristisch. Das Ereignis beginnt mit einem kleineren,<br />
unmittelbaren Anstieg, also der Mobilisierung höher mineralisierten Wassers, darauf folgt die<br />
Verdünnung durch Ereigniswasser. Der langgezogene Anstieg der Leitfähigkeit mit der plateauartigen<br />
Spitze weist auf die Mobilisierung bereits länger gespeicherten, höher mineralisierten Wassers aus<br />
dem Aquifer hin.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 153<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 114: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, August 2006<br />
Der SAK Verlauf während dieses Zeitraums ist sehr einheitlich. Es kommt zu einem völlig<br />
schüttungsparallelen Anstieg, dessen Rückgang sich wahrscheinlich bis zum nächsten Ereignis<br />
ungebrochen fortsetzt. Der Einleitegrenzwerte wurde bei diesem Ereignis etwa 8 Stunden<br />
überschritten.<br />
Diagr. 115: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, August 2006<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 154<br />
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
4.10.5.3. Reißtalquelle<br />
An der Reißtalquelle tritt dieses wasserkomponentenbedingte Rauschen immer auf, abhängig von<br />
unterschiedlichen Betriebsbedingungen unterschiedlich stark. Dies ist in Diagr. 116 dargestellt.<br />
Während der sprungartigen Änderung der Schüttung, ausgelöst durch eine Änderung des<br />
Betriebszustands, kommt es auch zu einer sprungartigen Änderung der Leitfähigkeit. Dies kann nur<br />
durch geänderte Anströmbedingungen an de Sonde ausgelöst werden.<br />
Diagr. 116: Reißtalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit, Juli 2007<br />
Da sich die Änderung auch bei der Temperatur darstellt, wird die oben beschriebene Vermutung<br />
untermauert.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 155<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 117: Reißtalquelle, Schüttung und Temperatur, Juli 2007<br />
Auch bei der Reißtalquelle liegt der Verdacht nahe, dass Oberflächenwasser aus dem Reißbach<br />
maßgeblich an diesem Verhalten beteiligt sind. Die Anlage der Quellfassung legt dies außerdem<br />
nahe. Die während der Fassungsbauten errichteten Schutzvorkehrungen gegen das Eindringen von<br />
Oberflächenwasser betreffen nur einen unmittelbaren Bereich. Dieser Gedanke sollte im Sinne des<br />
Qualitätsmanagements weitergeführt werden.<br />
4.10.6. Stixenstein<br />
Auf die Problematik bei den Messungen, die möglicherweise durch elektrische Arbeiten zwischen 5.<br />
und 7. April 2007 ausgelöst wurden, wird im Kapitel Messnetzaufbau eingegangen.<br />
4.10.6.1. Schlossquelle und Kreuzquelle und Brunnen B<br />
Das Hochwasserereignis im September 2007 ist in Diagr. 118 dargestellt. Der Schüttungsanstieg<br />
begann an den beiden Quellen nahezu gleichzeitig, an der Schlossquelle allerdings mit einem kleinen<br />
"Vorereignis". Der Schüttungsanstieg brachte an beiden Quellen einen sehr ähnlichen<br />
Schüttungsquotienten: an der Schlossquelle erreichte er 10.5, an der Kreuzquelle sogar 11.8. Der<br />
weitere Verlauf der Schüttung ist besonders beachtenswert. An der Schlossquelle scheint eine<br />
eindeutige Schüttungsspitze zu fehlen. Bei derartig großen Ereignissen sind Umläufigkeiten und<br />
Rückstaueffekte an der Quellfassung durchaus denkbar. Wenn diese allerdings in Fassungsnähe<br />
auftreten könnten sie bei zukünftigen Ereignissen problematisch werden, da durch derartig aktivierte<br />
Fließwege unter Umständen auch Oberflächenwasser in die Quellfassung eintreten könnte. In<br />
weiterer Folge ist der Schüttungsrückgang an der Schlossquelle deutlich rascher als an der<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 156<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Kreuzquelle. Bis Mitte Oktober 2007 nähern sich die beiden Schüttungswerte an, da der Rückgang an<br />
der Kreuzquelle deutlich langsamer vor sich geht.<br />
Diagr. 118: Stixensteiner Quellen, September 2007<br />
Zu Beginn des Ereignisses tritt bei der Kreuzquelle eine minimale Verdünnung auf, die an der<br />
Schlossquelle nicht sichtbar ist. Darauf folgt eine oftmals an Karstquellen am Beginn von<br />
Schüttungsereignissen auftretende kurze Erhöhung der Werte. Dies ist auf Mobilisierung höher<br />
mineralisierten Wassers zurückzuführen. Daran anschließend tritt eine deutliche, Verdünnung auf.<br />
Diese kann auf unmittelbar abfließendes Ereigniswasser zurückgeführt werden.<br />
Das weitere Verhalten der Leitfähigkeit beider Quellen ist sehr ähnlich. Leider kam es an der<br />
Schlossquelle zu einem Datenausfall, da die Leitfähigkeitssonde am Boden der Quellfassung (direkt<br />
neben der Stiege) durch Sandführung der Quelle einsedimentierte.<br />
Auch auf Basis der Leitfähigkeitsmessungen kann bei diesem Ereignis von einer sehr nachhaltigen<br />
Beeinflussung des Karstaquifers gesprochen werden.<br />
Dieses Ereignis spiegelt sich natürlich auch in den Brunnen der Mahrwiese wider. Zum Zeitpunkt des<br />
Ereignisses war nur ein Abstichmesssystem im Brunnen B aktiv. Der Verlauf des Wasserspiegels in<br />
Brunnen B ist in Diagr. 119 ersichtlich. Der Verlauf ist dominiert von der Beendigung des<br />
Pumpbetriebs a, 6.9.2007 um 6 Uhr. Interessant ist jedoch, dass am Brunnen B das Ereignis früher<br />
einsetzte als an den beiden Quellen (siehe Diagr. 118).<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 157<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 119: Mahrwiese Brunnen B, September 2007<br />
4.10.6.2. Die Brunnen der Mahrwiese<br />
Wie bereits im Kapitel Messnetzaufbau dargestellt, reagieren die beiden Brunnen unterschiedlich<br />
sowohl bezüglich der Leitfähigkeiten als auch beim Wasserstand. Dies ist in Diagr. 120 ersichtlich.<br />
Das im April 2007 sichtbare Ereignis wird im Kapitel Messnetzaufbau ausführlich diskutiert. Im<br />
weiteren Verlauf des dargestellten Zeitraums sind die Unterschiede zwischen den beiden Brunnen<br />
bezüglich der Wasserstände dargestellt. Leider liegen von den beiden Brunnen keine Seehöhen der<br />
Messpunkte vor. Eine Darstellung der Seehöhen der Wasserspiegellagen in den Brunnen könnte zur<br />
Beurteilung hilfreich sein.<br />
Weiters zu erkennen sind im Diagr. 120 geringfügige Tagesgänge des Wasserstands im Brunnen A.<br />
Dies würde in dem dargestellten Zeitraum nicht überraschen. Die im Diagramm ersichtliche Form<br />
dieser Tagesgänge ist für tagesbezogene Schneeschmelzvorgänge jedoch sehr untypisch. Ob hier<br />
andere Beeinflussungen (z.B.: von Oberflächengewässern) kann mit den vorliegenden Daten nicht<br />
geklärt werden.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 158<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 120: Mahrwiese, Brunnen. Abstichmaße 2007<br />
In Diagr. 121 sind die unterschiedlichen Leitfähigkeitsverläufe an den beiden Brunnen dargestellt.<br />
Dazu ist besonders zu bemerken, dass sie jeweils während des Pumpbetriebs (Saugbetrieb) andere<br />
Reaktionen aufweisen als in Ruhezeiten und dass sie voneinander deutlich abweichen. Wie bereits im<br />
Kapitel Messnetzaufbau dargelegt wurden zu Beginn der Messserien diese sehr unerwarteten<br />
Messergebnisse auch als – teilweise auftretende – technische Probleme interpretiert.<br />
Im Diagr. 121 sind deutlich Tagesgänge der Leitfähigkeit, unabhängig vom Pumpbetrieb, zu erkennen.<br />
Diese sind bis zum Datenausfall im Juli 2007 zu erkennen. Diese sind im Brunnen A nicht ausgeprägt.<br />
Weiters reagiert die Leitfähigkeit im Brunnen B nicht immer auf einen Wechsel des Betriebszustands.<br />
So ist bei Beendigung des Pumpbetriebs im Juli keine Veränderung des Leitfähigkeitsverlaufs zu<br />
erkennen, an anderen Zeitpunkten sehr wohl. Was den Sprung der Leitfähigkeitswerte im Juni im<br />
Brunnen B verursachte, ist nicht bekannt. Die Tagesgänge der Leitfähigkeit sind als Einfluss der<br />
Schneeschmelze zu interpretieren und lassen im Porenaquifer von Stixenstein für den Brunnen B auf<br />
eine sehr unmittelbare Beeinflussung von Karst- oder Oberflächenwasser schließen.<br />
Im Brunnen A treten völlig andere Verläufe der Leitfähigkeit auf. Sie werden sehr deutlich vom<br />
Betriebszustand dominiert und es ist ersichtlich, dass hier unterschiedliche Wasserkomponenten<br />
anströmen.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 159<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
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Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Diagr. 121: Mahrwiese Brunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeit durch Pumpbetrieb<br />
Der Temperaturverlauf in den beiden Brunnen (Diagr. 122 und Diagr. 123) zeigt deutlich den Einfluss<br />
des Pumpbetriebs in beiden Brunnen.<br />
Diagr. 122:<br />
Brunnen A, Temperatur und Pumpbetrieb<br />
Die Art der Beeinflussung ist jedoch, wie beim Leitfähigkeitsverlauf, unterschiedlich.<br />
WRM-Proj. 2003.AF.010-01 160<br />
File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc
© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für WasserRessourcenManagement<br />
Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
Im Brunnen A werden durch den Pumpbetrieb jedenfalls (wie auch durch die Leitfähigkeitsverläufe<br />
bereits gezeigt) andere Bereiche des Aquifers mobilisiert, die Zuströmverhältnisse zum Brunnen<br />
verändern sich deutlich. Das "Rauschen", das auch bei der Temperatur auftritt, weist auf nicht<br />
durchmischte Anströmungen hin.<br />
Diagr. 123: Brunnen B, Temperatur und Pumpbetrieb<br />
Die Tagesgänge im Brunnen B, die auf Einflüsse der Schneeschmelze zurückgeführt werden zeigen<br />
sich auch in der Temperatur ersichtlich und untermauern diese These.<br />
4.11. Charakterisierung der Einzugsgebiete der untersuchten Quellen<br />
4.11.1. Kaiserbrunnquelle<br />
Nach den vorliegenden Untersuchungen kann mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden,<br />
dass Teile des Einzugsgebiets südlich der Schwarza, also im Gebiet der Rax liegen. Besonders die<br />
Ereignisbeprobungen brachten aber deutliche Hinweise auf eine Erstreckung des Einzugsgebiets<br />
auch westlich der Hauptkammlinie des Schneebergmassivs. In diesem Gebiet grenzen somit das<br />
Einzugsgebiet der Fuchspassquelle und der Kaiserbrunnquelle aneinander. Dass Teile des<br />
Hochschneebergs als Einzugsgebiet auch den Stixensteiner Quellen tributär sind, wird nur durch die<br />
Ergebnisse des Markierungsversuchs von DOSCH (1956) belegt. Aus analytisch-instrumenteller Sicht<br />
und aus Sicht der Ergebnisse der strukturgeologischen Bearbeitung des Gebiets werden diese<br />
Ergebnisse heute sehr stark angezweifelt.<br />
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Auch die Ergebnisse von SCHINZEL (1964) – eine Verbindung von der Bodenwiese zum<br />
Kaiserbrunnen – kann aus heutiger Sicht nicht nachvollzogen werden. Damit ist jedoch nicht per se<br />
eine Entwässerung dieses Gebiets in Richtung der Stixensteiner Quellen gegeben.<br />
Im Hinblick auf die Entwässerung im Bereich Bodenwiese/Gahns wäre eine detaillierte Untersuchung<br />
unter Einbeziehung der bereits vorher durchgeführten Arbeiten sehr aufschlussreich.<br />
4.11.2. Fuchspassquelle<br />
Die Fuchspassquelle entwässert teilweise gemeinsam mit der Kaiserbrunnquelle den Kuhschneeberg.<br />
Das Einzugsgebiet umfasst naturgemäß nicht nur die Hochflächenanteile sondern anteilig auch die<br />
Steilabfälle.<br />
Ob es im Grenzbereich der beiden Einzugsgebiete (Fuchspassquelle und Kaiserbrunnquelle) zu<br />
Überschneidungen oder temporären Verschiebungen kommen kann, kann nur durch weiterführende<br />
Untersuchungen, im Besonderen durch entsprechende Markierungsversuche geklärt werden.<br />
4.11.3. Quellbereich des Höllentals<br />
Trotz der Lage am Ausgang des Großen Höllentals finden sich keine eindeutig nachweisbaren<br />
Merkmale einer Entwässerung dieser an markanten geologischen Störungen angelegten Großform.<br />
Vielmehr weisen die untersuchten Quellen (Höllentalquelle inklusive Nachfassung und Quelle 20) die<br />
größte berechnete mittlere Höhe der Einzugsgebiete auf. Auch die Auswertung anderer physikalischchemischer<br />
Parameter weist auf zentrale Bereiche der Rax als dominierende Bereiche der<br />
gemeinsamen Einzugsgebiete hin.<br />
Im Zusammenhang damit muss auf die Ergebnisse des Markierungsversuchs Rax (DOSCH, 1956b)<br />
hingewiesen werden, bei dem keinerlei positive Ergebnisse (Durchgänge) aufgetreten sind, auch nicht<br />
im Bereich der Höllentalquellen. Eine Erklärung dafür kann aus heutiger Sicht ebenfalls nicht gegeben<br />
werden, möglicherweise war die Ausnutzung der Schneeschmelze zur Nachspülung nach der<br />
Eingabe nicht ausreichend, um den Tracer innerhalb kurzer Zeit in die gesättigte Zone zu<br />
transportieren.<br />
4.11.4. Die untersuchten Quellen im Naßbachtal<br />
Die zur Beurteilung der Lage der Einzugsgebiete vorhandenen Daten, insbesondere die<br />
isotopenhydrologischen Untersuchungen und die Auswertung der physikalisch-chemischen<br />
Parameter weisen keine durchgängigen einheitlichen Aussagen auf. Übereinstimmend weisen<br />
isotopenhydrologische und physikalisch-chemische Ergebnisse auf eine ähnliche mittlere Höhenlage<br />
der Reißtalquelle und der Albertwiesquelle hin. Somit weist die Albertwiesquelle die größte mittlere<br />
Höhe der untersuchten Quellen im Naßbachtal auf. Isotopenhydrologisch hebt sich davon nur die<br />
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Übeltalquelle, mit einem deutlich niedrigeren Einzugsgebiet ab. Dies wird durch die physikalischchemischen<br />
Parameter nicht bestätigt. Dort bilden die Albertwiesquelle und die Übeltalquelle eine<br />
Gruppe, deren Parameter deutlich mehr streuen, als jene der Reißtalquelle.<br />
Zieht man nun die Daten zur Abflussdynamik, gewonnen aus den in-situ Messungen heran, ist für alle<br />
drei Quellen charakteristisch, dass offensichtlich unterschiedliche Wasserkomponenten an den<br />
Quellen zum Abfluss gelangen. Dabei kann vorerst nur festgehalten werden, dass dies bei<br />
unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen geschieht, dies kann aber nicht näher quantifiziert<br />
werden. Es ist jedoch daraus klar ersichtlich, dass punktuelle Probennahmen während einer solchen<br />
Situation, die Dynamik einer Quelle nicht abbilden kann. An einem konkreten Punkt wird daher bei<br />
einer Beprobung möglicherweise nur eine Komponente erfasst. Naturgemäß hat dies Auswirkungen<br />
auf alle weiterführenden Auswertungen. Naheliegend sind für alle drei Quellen, besonders für die<br />
Reißtalquelle Einflüsse aus dem Naßbach, bzw. bei der Übeltalquelle aus dem meistens trockenen<br />
Übeltal.<br />
Besonders stark treten diese unterschiedlichen Komponenten an der Reißtalquelle in Erscheinung.<br />
Aus Sicht des Qualitätsmanagements wird daher empfohlen, diese einzelnen Komponenten für eine<br />
weiterführende Untersuchung soweit möglich mess- und beprobbar zu machen. Mit einem geeigneten<br />
Untersuchungsprogramm könnten diese Unsicherheiten reduziert werden.<br />
4.11.5. Die Stixensteiner Quellen<br />
Die berechneten mittleren Seehöhen der beiden Stixensteiner Quellen weisen nur geringfügige<br />
Unterschiede auf und liegen nur wenig höher als das des Brunnens B. Auch physikalisch-chemisch<br />
stellen sie eine sehr eigenständige Gruppe dar.<br />
Wie bereits weiter oben (Kaiserbrunnquelle) erläutert, könnte das Gebiet Gahns/Bodenwiese<br />
durchaus als Einzugsgebiet in Frage kommen. Leider ist nicht bekannt, ob und welche Quellen des<br />
Stixensteiner Bereiches in das Beobachtungsprogramm des Markierungsversuches auf der<br />
Bodenwiese mit einbezogen wurden (SCHINZEL, 1964). Er beschreibt allerdings das Abflussrohr in<br />
der großen Doline auf der Bodenwiese. Es wurde nach seinen Angaben im Zuge der Vorarbeiten für<br />
ein Pumpspeicherwerk 1941 errichtet. Es wurde bei diesen Arbeiten der Ponor am Fuße der Doline<br />
abgedichtet, daraufhin kam es zum Aufstau. Daher musste der Ponor wieder geöffnet werden. Dies<br />
geschah mittels des heute noch sichtbaren Rohres.<br />
Eine Klärung dieser Frage müsste jedoch auch die Untersuchung der Wasserführung der Sierning mit<br />
einbeziehen.<br />
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4.11.6. Mahrwiese Brunnen<br />
Das Einzugsgebiet der beiden Brunnen ist nicht deckungsgleich, es kommt zu sehr unterschiedlichen<br />
Anströmverhältnissen. Der Pumpbetrieb beeinflusst diese sehr deutlich. Bei beiden Brunnen kann der<br />
relativ nahe Einfluss von Oberflächenwasser nicht ausgeschlossen werden, er muss sogar,<br />
besonders für den Brunnen B als gesichert angenommen werden. Allerdings ist zu bemerken, dass<br />
der Untersuchungszeitraum nur kurz war (ca. 10 Monate) und dieser teilweise geprägt war von<br />
technischen Problemen.<br />
Die aus isotopenhydrologischen Berechnungen ermittelte mittlere Einzugsgebietshöhe des<br />
Brunnens B ist die niedrigste im Untersuchungsgebiet. Die mittleren Höhen der beiden Stixensteiner<br />
Quellen sind nur unbedeutend höher. Damit erscheint eine Entwässerung des Gebiets bis zum Gahns<br />
als durchaus denkbar. Für die Brunnen ist jedoch eine wechselnde Beeinflussung durch<br />
Oberflächenwasser anzunehmen.<br />
Die physikalisch-chemischen Parameter Leitfähigkeit und Sulfat zeigen größere Schwankungsbreiten<br />
am Brunnen. Eine Aufmineralisierung könnte auf anthropogene Beeinflussung zurückgeführt werden<br />
oder auf eine wechselnde geogene Beeinflussung aus dem Hinterland.<br />
4.12. Empfehlungen für Maßnahmen zum Schutz und zur Nutzung der<br />
Wasserreserven<br />
4.12.1. Bemerkungen zur Schutzfähigkeit<br />
Da während der Laufzeit des gegenständlichen Projekts für die Stadt Wien auch Projekte<br />
ausgearbeitet wurden, die als Hauptthema verschiedene Aspekte des Schutzes der<br />
Trinkwasserressourcen zum Thema hatten, wurden im vorliegenden Bericht die Schwerpunkte auf die<br />
Bewertung hydrologischer Ergebnisse unter dem Aspekt der Gefährdungsbewertung respektive dem<br />
Ressourcenschutz gestellt. Dies auch um Zweigleisigkeiten zu verhindern (z.B. Kartierung von<br />
Gefährdungspotenzialen). So geben die isotopenhydrologischen Untersuchungen, die Berechnungen<br />
von Trockenwetterfalllinien und ihre Bewertung aus Sicht des Ressourcenschutzes, oder die<br />
Interpretation der Schwankungsbreite chemischer Parameter wertvolle Hinweise zur Frage der<br />
Schutzfähigkeit der Wasserressourcen. Somit ist der vorliegende Bericht als Ergänzung zu den in<br />
anderen Projekten von der Stadt Wien beauftragten (ARTNER, 2002; PLAN, 2005; PLAN et al., 2007)<br />
Projekten, die vorrangig diese Themen zum Inhalt hatten, zu verstehen. Da nun jedoch an mehreren<br />
Stellen wichtige Informationen und neue Erkenntnisse zum Thema Schutzfähigkeit und Verletzlichkeit<br />
der Trinkwasserreserven vorliegen, wird empfohlen, diese Daten nicht nur zusammenzuführen,<br />
sondern diese auch methodisch neu zu orientieren. Dies könnte unter besonderer Berücksichtigung<br />
der vorhandenen karstmorphologischen Kartierungen erfolgen und als Ziel nicht eine<br />
flächendeckende, rasterhafte Bearbeitung des Gebiets verfolgen, sondern dabei bedarfsorientiert<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
vorzugehen, wobei als Eckpfeiler Karstmorphologie und Hydrogeologie angesehen werden müssen.<br />
Unter Einbeziehung von Szenarien unterschiedlicher Gefährdungsmöglichkeiten könnte so ein den<br />
natürlichen Gegebenheiten angepasstes Ergebnis erzielt werden.<br />
Da aus hydrogeologischer Sicht die Einbeziehung des Bereichs Stixenstein als unbedingt notwendig<br />
erachtet wurde, konnte dies mit den nun freiwerdenden Mitteln erfolgen.<br />
4.12.2. Messstellennetz<br />
Das die Wasservorkommen der 1. Wiener Hochquellenleitung betreffende Qualitätsmanagement stellt<br />
ein Werkzeug dar, das die lückenlose Überwachung der Qualität der genutzten Quell- und<br />
Grundwässer vom Einzugsgebiet über die Quellen bis zum Verbraucher sicherstellen soll. Aus<br />
hydrogeologischer Sicht (und damit natürlich im vorliegenden Bericht) wird unter<br />
Qualitätsmanagement nur der Teil Einzugsgebiet-Quelle angesprochen. Aus diesem Blickwinkel<br />
heraus wird empfohlen, an allen genutzten Quellen und Brunnen und an allen Quellen und Brunnen,<br />
bei denen mittelfristig eine Nutzung geplant wird, eine hydrologische Messstelle zu betreiben. Diese<br />
sollen die Grundparameter Schüttung (Pegelstand, Geschwindigkeit, etc.), Leitfähigkeit und<br />
Temperatur umfassen. Auf Grund der guten Erfahrungen mit den Qualitätsparametern Trübung und<br />
SAK bei 254 nm, der Indikatorstellung des SAK als Summenparameter anthropogener Belastungen<br />
und der an einzelnen Quellen bereits registrierten Wertebereiche sollten auch diese beiden Parameter<br />
registriert werden.<br />
Wünschenswert wären zeitsynchrone Aufzeichnungen. Dabei wird ein Messwert von 15 Minuten ohne<br />
Mittelwertbildung als Grundintervall vorgeschlagen. Engere Intervalle können bei<br />
Detailuntersuchungen notwendig sein. Mittelwertbildungen sollten nur in Ausnahmefällen gewählt<br />
werden, grundsätzlich ist vorher die Einbausituation zu verbessern oder die (zeitliche) Auflösung der<br />
Messeinrichtung zu verbessern.<br />
Detaillierte Vorschläge zur Optimierung des nun vorhandenen hydrologischen Messnetzes sind im<br />
Kapitel Messnetzaufbau enthalten.<br />
4.12.3. Vorschläge zur Verbesserung des Schutzes und der Nutzung der<br />
Wasserressourcen<br />
4.12.3.1. Hochflächen<br />
Wie bereits in den Bemerkungen zur Schutzfähigkeit festgehalten, ist als wichtige Schutzmaßnahme<br />
in den Einzugsgebieten aller relevanten Daten als Beschreibung des Ist-Zustands der Einzugsgebiete<br />
ausschließlich unter dem Aspekt des Einzugsgebietsschutzes notwendig. Die Säulen dieser Arbeiten<br />
stellen die Ergebnisse der karstmorphologischen Kartierungen und die der hydrogeologischen<br />
Arbeiten dar.<br />
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Aus dieser Zusammenführung sollte ein Werkzeug entstehen, das die Überwachung der<br />
Schutzgebiete ermöglicht. Neben gegebenenfalls noch notwendigen Detailuntersuchungen stellt die<br />
Durchführung optimierter Quellschutztouren das wichtigste Instrument dabei dar. Diese sollten<br />
bedarfsorientiert und schwerpunktmäßig die sensiblen Bereiche erfassen und anhand konkreter<br />
Fragestellungen und eventuell Arbeitsaufgaben klar bewertbare Ergebnisse liefern.<br />
4.12.3.2. Quellnahe Bereiche<br />
4.12.3.2.1. Kaiserbrunnen<br />
Im Hinblick auf den Schutz der Wasservorkommen des Kaiserbrunnens wird auf die<br />
Markierungsversuche von SCHÖNBRUNNER (1926) hingewiesen. Obwohl einige Dinge aus heutiger<br />
Sicht nicht mehr nachvollziehbar sind (Einspeisestelle im Krumbachgraben, Beobachtungspunkt des<br />
Grundwassers bei Kaiserbrunn) liegt ein eindeutiges Ergebnis vor (siehe Kapitel<br />
Markierungsversuche). Will man den zeitlichen Verlauf zu definierten hydrologischen<br />
Randbedingungen erkennen, sind diese Versuche entsprechend zu wiederholen. Ausgehend von<br />
diesen Ergebnissen können entsprechende Schutzmaßnahmen abgeleitet werden.<br />
Eine weitere Verbesserungsmöglichkeit im Bereich der Nutzung der Kaiserbrunnquelle könnte in der<br />
Behebung der Undichtheiten des Bauwerks der Quellfassung bestehen. Aufgrund der im Kapitel<br />
Detailuntersuchungen dargestellten Messergebnisse ist eine Undichtheit des Bauwerks der<br />
Quellfassung mit größter Wahrscheinlichkeit anzunehmen. Es wird angenommen, dass<br />
Rückstaueffekte in den Quellmund und daraus resultierende Umläufigkeiten etwas längere<br />
Reaktionszeiten im Pegelrohr zur Folge hätten.<br />
4.12.3.2.2. Quellbereich Großes Höllental<br />
Bereits SCHÖNBRUNNER (1926) berichtet detailliert über die Verbesserungsmaßnahmen im Bereich<br />
des Großen Höllentals. Aus heutiger Sicht ist wiederum eine Überprüfung des gesamten Bereichs des<br />
Augenbrunnens zu empfehlen, da Kleinereignisse, die an der Höllentalquelle, nicht jedoch an der<br />
Quelle 20 auftreten, den Schluss nahelegen, dass unmittelbar quellnahe Beeinflussungen der<br />
Höllentalquelle existieren. Diese unmittelbaren Beeinflussungsmöglichkeiten können zum einen aus<br />
dem Bereich Augenbrunnen kommen, zum anderen aus der Schwarza.<br />
Diese Beeinflussungsmöglichkeit stellt den zweiten großen Schwerpunkt der möglichen<br />
Verbesserungsmaßnahmen im Bereich Höllental dar. Bereits DOSCH (1956a) diskutiert aufgrund der<br />
Ergebnisse seines Markierungsversuchs eine mögliche Alimentation der Höllentalquelle durch die<br />
Schwarza. Damit kann auch die Quelle 20 davon betroffen sein. Die heute vorliegenden Ergebnisse<br />
der strukturgeologischen Untersuchungen schließen dies ebenfalls nicht aus.<br />
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Es wird daher eine Weiterführung der bisherigen Detailuntersuchungen betreffend der Wasserführung<br />
der Schwarza vorgeschlagen. Aufgrund des milden Winters 2006/2007, in dem längere anhaltende<br />
Frostperioden fehlten, konnten diese Messungen trotz mehrmaligen Bemühens nicht weitergeführt<br />
werden. Ziel dieser Untersuchungen, bei dem die Ergebnisse des Versuchs von Dosch verifiziert<br />
werden könnten, ist die Klärung der Frage, ob eine Alimentation der Schwarza stattfinden kann. Dabei<br />
sollten auch die möglichen Bereiche der Alimentation ermittelt werden.<br />
Nicht isoliert davon sind Ergebnisse der Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen im<br />
Fassungsstollen der Höllentalquelle zu nennen. Die Ergebnisse sind im Kapitel Detailuntersuchungen<br />
dargestellt. Mit einem gut koordinierten Messprogramm könnten wesentliche Aussagen über die Art<br />
der Beeinflussung im Fassungsstollen (Alimentation Schwarza, Wassersandsänderungen im Stollen<br />
der HQUL) getroffen werden und ein Beitrag zur Verbesserung des Schutzes dieser Quellen geleistet<br />
werden.<br />
4.12.3.2.3. Quellen im Naßbachtal<br />
Durch die erwiesenen temporären Beeinflussungen aller drei untersuchten Quellen im Naßbachtal<br />
durch Oberflächenwässer stellen sie bei Auftreten entsprechender Kontaminationen derzeit einen<br />
Unsicherheitsfaktor dar. Es wird daher angeregt, Untersuchungen anzustellen, die es ermöglichen<br />
diese Beeinflussungen zeitlich und mengenmäßig zu erfassen und gegebenenfalls durch bauliche<br />
Maßnahmen oder auch mittels Bewirtschaftungskonzepten diese qualitätsmindernden Einflüsse<br />
auszuschalten oder weitgehend zu minimieren.<br />
4.12.3.2.4. Die Brunnen der Mahrwiese<br />
Aufgrund der instabilen Verhältnisse während des Pumpbetriebs an beiden Brunnen, sowie der<br />
Tatsache, dass die Brunnen im Pumpbetrieb aber auch außerhalb desselben teilweise sehr<br />
unterschiedlich reagieren, wird eine Detailuntersuchung zum Pumpbetrieb, gegebenenfalls unter<br />
Einbeziehung von Modellrechnungen durchzuführen. Die Fragestellung dabei ist die Größe der<br />
Beeinflussung durch Oberflächenwässer und die Abklärung der Unterschiede der beiden Brunnen.<br />
Das Ziel der Untersuchungen sollte eine Optimierung der Fördermengen (gegebenenfalls getrennte<br />
Förderpumpen) zur Vermeidung der Beeinflussung durch Oberflächenwasser sein. Damit<br />
einhergehen müsste eine Differenzierung der Einzugsgebiete der beiden Brunnen.<br />
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4.12.3.2.5. Stixensteiner Quellen<br />
Bei diesen Untersuchungen dürfen die beiden Stixensteiner Quellen nicht außer Acht gelassen<br />
werden. Dies betrifft vor allem eine mögliche Alimentation des Grundwasserkörpers, da vor allem die<br />
isotopenhydrologischen Untersuchungen deutliche Gemeinsamkeiten zwischen den Quellen und den<br />
Brunnen aufzeigten.<br />
Graz, 14. März 2008<br />
(Hermann Stadler)<br />
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Hydrogeologie Schneeberg/Rax<br />
5. Literatur und Unterlagen<br />
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PAVUZA, R. (1992): Zwischenbericht über die Arbeiten zum Projekt "Karstgefährdungskarte Rax-<br />
Schneeberg.- Unveröff. Ber. Fachsektion Karsthydrographie, Verband österr. Höhlenforscher,<br />
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PLÖCHINGER, B. & SUMMESBERGER, H. (1991): Geologische Karte der Republik Österreich 1 : 50.000,<br />
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STADLER, R (1873) Die Wasserversorgung der Stadt Wien in ihrer Vergangenheit und Gegenwart.<br />
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File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc