Final Report - KATER

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Final Report - KATER

AUFTRAGGEBER:

STADT WIEN MA31

Institut für

WasserRessourcenManagement

Hydrogeologie und Geophysik

HYDROGEOLOGIE SCHNEEBERG/RAX

ENDBERICHT

HERMANN STADLER, RALF BENISCHKE, ELMAR STROBL

8010 GRAZ, AUSTRIA, ELISABETHSTRASSE 16/II MÄRZ 2008


© JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH

Institut für WasserRessourcenManagement

Hydrogeologie Schneeberg/Rax

INHALTSVERZEICHNIS

1. Vorwort ...........................................................................................................................................7

2. Einleitung........................................................................................................................................7

2.1. Abgrenzung des Untersuchungsgebietes ..............................................................................7

2.2. Projektziele .............................................................................................................................8

3. Allgemeiner Teil..............................................................................................................................8

3.1. Kartierbericht zur hydrogeologischen Karte Schneeberg / Rax.............................................8

3.1.1. Einleitung......................................................................................................................8

3.1.2. Abgrenzung des Kartierungsgebietes..........................................................................9

3.1.3. Elemente der hydrogeologischen Karte.......................................................................9

3.1.4. Grundwasserneubildungsklassen und Abflussart......................................................10

3.1.5. Störungsklassen.........................................................................................................11

3.1.6. Interpretation der hydrogeologischen Verhältnisse ...................................................12

3.1.7. Hydrogeologische Bewertung des Störungsmusters im Einzugsbereich

einzelner Quellen .......................................................................................................16

4. Quellspezifische Untersuchungen ...............................................................................................19

4.1. Messnetzaufbau, Messstellenbeschreibung, Analyse .........................................................19

4.1.1. Schwarzatal................................................................................................................21

4.1.2. Naßbachtal .................................................................................................................29

4.1.3. Die Quellen und Brunnen im Sierningtal....................................................................35

4.1.4. Niederschlagsmessungen..........................................................................................41

4.2. Zusammenstellung der Schlüsselkurven .............................................................................41

4.2.1. Kaiserbrunnquelle ......................................................................................................41

4.2.2. Quelle 20 ....................................................................................................................44

4.2.3. Stollen VII, "Obere Quellen".......................................................................................44

4.2.4. Übeltalquelle...............................................................................................................45

4.2.5. Kreuzquelle ................................................................................................................46

4.2.6. Regulator Sieding.......................................................................................................47

4.3. Quellcharakterisierung, gewässerkundliche Hauptzahlen ...................................................47

4.3.1. Kaiserbrunnquelle ......................................................................................................48

4.3.2. Quellbereich Höllental ................................................................................................52

4.3.3. Fuchspassquelle ........................................................................................................59

4.3.4. Die Quellen des Naßbachtals ....................................................................................63

4.3.5. Die Stixensteiner Quellen und Brunnen.....................................................................70

4.4. Analyse von Schüttungsrückgängen....................................................................................78

4.4.1. Allgemeine Beschreibung ..........................................................................................79

4.4.2. Berechnungsergebnisse ............................................................................................80

4.5. Abflussmesstouren...............................................................................................................82

4.5.1. Abflussmesstour Dezember 2006..............................................................................83

4.5.2. Abflussmesstour 3. Jänner 2007 ...............................................................................85

4.5.3. Abflussmesstour 10. Jänner 2007 – Schwarza .........................................................89

4.6. Berechnung von Abflussspenden und Abflussdifferenzen...................................................90

4.7. Ergebnisse aus Markierungsversuchen ...............................................................................91

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4.7.1. Markierungsversuche 1925........................................................................................92

4.7.2. Markierungsversuch Bodenwiese 1941.....................................................................93

4.7.3. Markierungsversuch Reißtal 1951 .............................................................................93

4.7.4. Markierungsversuch Hochschneeberg 1955 .............................................................93

4.7.5. Markierungsversuch Rax 1956 ..................................................................................97

4.7.6. Färbeversuch Reißtal 1967........................................................................................99

4.8. Hydrochemische Untersuchungen .......................................................................................99

4.8.1. Beprobungsprogramm an ausgewählten Quellen und

Untersuchungsmethoden...........................................................................................99

4.8.2. Ergebnisse .............................................................................................................. 100

4.9. Isotopenhydrologische Untersuchungen........................................................................... 106

4.9.1. Dauerbeobachtung.................................................................................................. 107

4.9.2. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 ............................................................ 113

4.9.3. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006 ............................................................ 120

4.9.4. Ereignisbeprobung Sommerereignis 2006.............................................................. 126

4.10. Weitere Detailuntersuchungen an ausgewählten Quellen ............................................. 131

4.10.1. Kaiserbrunnquelle .............................................................................................. 131

4.10.2. Quellgruppe Höllental......................................................................................... 140

4.10.3. Quellvergleiche Kaiserbrunnen – Höllental........................................................ 146

4.10.4. Fuchspassquelle ................................................................................................ 148

4.10.5. Die unterschiedlichen Wasserkomponenten and den Quellen des

Naßbachtals ............................................................................................................ 151

4.10.6. Stixenstein.......................................................................................................... 156

4.11. Charakterisierung der Einzugsgebiete der untersuchten Quellen.................................. 161

4.11.1. Kaiserbrunnquelle .............................................................................................. 161

4.11.2. Fuchspassquelle ................................................................................................ 162

4.11.3. Quellbereich des Höllentals ............................................................................... 162

4.11.4. Die untersuchten Quellen im Naßbachtal .......................................................... 162

4.11.5. Die Stixensteiner Quellen .................................................................................. 163

4.11.6. Mahrwiese Brunnen ........................................................................................... 164

4.12. Empfehlungen für Maßnahmen zum Schutz und zur Nutzung der Wasserreserven..... 164

4.12.1. Bemerkungen zur Schutzfähigkeit ..................................................................... 164

4.12.2. Messstellennetz ................................................................................................. 165

4.12.3. Vorschläge zur Verbesserung des Schutzes und der Nutzung der

Wasserressourcen .................................................................................................. 165

5. Literatur und Unterlagen ........................................................................................................... 169

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Verzeichnis der Diagramme

Diagr. 1: Kaiserbrunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeitsmessung bei Abkehr ........................23

Diagr. 2: Höllentalquelle, Datenvergleich zur Schüttungsmessung ............................................26

Diagr. 3: Höllentalquellen, Beeinflussung der Temperaturmessung...........................................27

Diagr. 4: Übeltalquelle. Leitfähigkeit und Pegelstand Überlauf...................................................30

Diagr. 5: Pegelstand Albertwiesquelle.........................................................................................31

Diagr. 6: Reißtalquelle. Vergleich der Schüttungswerte .............................................................33

Diagr. 7: Reißtalquelle, Ereignis im September 2007 ................................................................34

Diagr. 8: Kreuzquelle Pegelstandsbeeinflussung........................................................................36

Diagr. 9: Berechnete Schüttungswerte Schlossquelle ................................................................37

Diagr. 10: Leitfähigkeitsverlauf Stixenstein, April 2007 .................................................................39

Diagr. 11: Temperaturverlauf Stixenstein, April 2007 ...................................................................39

Diagr. 12: Mahrwiese Brunnen A. Abstich und Leitfähigkeit April 2007........................................40

Diagr. 13: Vergleich Niederschlagsmessungen ............................................................................41

Diagr. 14: Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (UWK) .....................................42

Diagr. 15: Kaiserbrunnen, Überfall. SK der MA31 und Berechnungen nach Rehbock. ...............43

Diagr. 16: Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Überfall Messkammer ...........................................43

Diagr. 17: Schlüsselkurve Quelle 20 .............................................................................................44

Diagr. 18: Schlüsselkurve Obere Quellen Stollen VII....................................................................45

Diagr. 19: Schlüsselkurve Übeltalquelle........................................................................................45

Diagr. 20: Schlüsselkurve Kreuzquelle .........................................................................................46

Diagr. 21: Schlüsselkurve Regulator Sieding................................................................................47

Diagr. 22: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Schüttungstagesmittel.............................48

Diagr. 23: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Leitfähigkeitstagesmittel..........................50

Diagr. 24: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle SAK-Tagesmittel .....................................51

Diagr. 25: Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Temperaturtagesmittel ............................52

Diagr. 26: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Schüttungstagesmittel ..................................53

Diagr. 27: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Leitfähigkeitstagesmittel ...............................54

Diagr. 28: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle SAK-Tagesmittel...........................................55

Diagr. 29: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Temperaturtagesmittel..................................55

Diagr. 30: Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Schüttungstagesmittel...........................................56

Diagr. 31: Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Leitfähigkeitstagesmittel .......................................57

Diagr. 32: Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Temperaturtagesmittel..........................................58

Diagr. 33: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Schüttungstagesmittel...............................59

Diagr. 34: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Leitfähigkeitstagesmittel............................60

Diagr. 35: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle SAK-Tagesmittel .......................................61

Diagr. 36: SAK Zeitreihe Fuchspassquelle, 2004-2007 ................................................................62

Diagr. 37: Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Temperaturtagesmittel ..............................62

Diagr. 38: Schüttungsermittlung Übeltalquelle bis 19.4.2007 ohne Überlauf ...............................64

Diagr. 39: Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Schüttungstagesmittel .....................................65

Diagr. 40: Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Leitfähigkeitstagesmittel ..................................65

Diagr. 41: Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Temperaturtagesmittel ....................................66

Diagr. 42: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Pegelstandstagesmittel..............................67

Diagr. 43: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Leitfähigkeitstagesmittel.............................67

Diagr. 44: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle SAK Tagesmittel ........................................68

Diagr. 45: Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Temperaturtagesmittel ...............................68

Diagr. 46: Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Schüttungstagesmittel.....................................69

Diagr. 47: Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Leitfähigkeitstagesmittel..................................70

Diagr. 48: Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Temperaturtagesmittel ....................................70

Diagr. 49: Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Schüttungstagesmittel.......................................71

Diagr. 50: Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Leitfähigkeitstagesmittel....................................72

Diagr. 51: Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Temperaturtagesmittel ......................................72

Diagr. 52: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Schüttungstagesmittel....................................73

Diagr. 53: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Leitfähigkeitstagesmittel.................................74

Diagr. 54: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Temperaturtagesmittel ...................................74

Diagr. 55: Mittlere Jahresganglinie Brunnen Mahrwiese Tagesmittel der Fördermengen............75

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Diagr. 56: Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel ...................76

Diagr. 57: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde

unten .............................................................................................................................76

Diagr. 58: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde

oben ..............................................................................................................................77

Diagr. 59: Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Temperaturtagesmittel......................77

Diagr. 60: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde

unten .............................................................................................................................78

Diagr. 61: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde

oben ..............................................................................................................................78

Diagr. 62: Ermittlung der Speicherkoeffizienten, Schüttungen während des

Auswertezeitraums .......................................................................................................79

Diagr. 63: Gruppierung der Quellen nach elektrischer Leitfähigkeit und Wassertemperatur. ... 101

Diagr. 64: Übersicht über den Zusammenhang von Ca und Mg bei den monatlich

beprobten Quellen (SR20, SRFP, SRHT, SRKB, SRKQ, SRMB und SRSQ). ......... 102

Diagr. 65: Zeitlicher Verlauf des Calcium-Magnesium-Äquivalentverhältnisses an den

monatlich beprobten Quellen..................................................................................... 103

Diagr. 66: Zusammenhang des CO 2 -Sättigungsindex’ (Partialdruck) mit dem Calcit-

Sättigungsindex und Aufgliederung in deutlich unterscheidbare Gruppen. .............. 105

Diagr. 67: Logarithmischer Zusammenhang (rote Linie) der Sulfatmittelwerte der

untersuchten Quellen mit den Mittelwerten der errechneten Sättigungsindizes

bezüglich Gips. .......................................................................................................... 106

Diagr. 68: Verhältnis Deuterium zu Sauerstoff-18...................................................................... 107

Diagr. 69: Mittlere Seehöhe der EZG aus Sauerstoff-18 Analysen ........................................... 109

Diagr. 70: Schwankungsbreite Sauerstoff-18 Isotop.................................................................. 111

Diagr. 71: Tritiumverlauf ausgewählter Quellen ......................................................................... 113

Diagr. 72: Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Kaiserbrunn,

Fuchspass.................................................................................................................. 114

Diagr. 73: Fuchspassquelle. Schneeschmelze 2005, Leitfähigkeit und 18-O Verlauf ............... 116

Diagr. 74: Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Höllental,

Quelle 20.................................................................................................................... 117

Diagr. 75: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 ...................................... 118

Diagr. 76: Fuchspassquelle. Schüttung im Juli 2005 ................................................................. 119

Diagr. 77: Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006. ∆ O-18 und Q Kaiserbrunn,

Fuchspass, Höllental ................................................................................................. 120

Diagr. 78: Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und

Schüttung................................................................................................................... 122

Diagr. 79: Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und

Leitfähigkeit................................................................................................................ 123

Diagr. 80: Schneeschmelze 2006. Kreuzquelle, Schlossquelle und Brunnen Mahrwiese. ∆

O-18 und Leitfähigkeit................................................................................................ 124

Diagr. 81: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 ...................................... 125

Diagr. 82: Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung, Sauerstoff-

18 ............................................................................................................................... 127

Diagr. 83: Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung,

Leitfähigkeit................................................................................................................ 128

Diagr. 84: Kaiserbrunnquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006.......................................... 129

Diagr. 85:

Fuchspassquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006. Wasserstände.

Leitfähigkeit, 18-O...................................................................................................... 130

Diagr. 86: Fuchspassquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006............................................ 131

Diagr. 87: Kaiserbrunnen, Ereignismonitoring 2007 hydrologische Situation............................ 132

Diagr. 88: Ereignisbeginn Damböckhaus und Niederschlag...................................................... 133

Diagr. 89: Niederschlagsverlauf Damböckhaus 15 Minutenwerte Summenkurve..................... 133

Diagr. 90: Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung, SAK254 und Trübung ................................. 134

Diagr. 91: Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Leitfähigkeit........................................... 135

Diagr. 92: Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Wassertemperatur ................................ 135

Diagr. 93: Wasserstände im Bereich Kaiserbrunnen, Regulierungsarbeiten 21.2.2006 ........... 136

Diagr. 94: Wasserstände Kaiserbrunnen, Abkehr Kaiserbrunnen 7.3.2006.............................. 137

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Diagr. 95: Kaiserbrunnen. Schüttung und Leitfähigkeit im Februar 2006 .................................. 138

Diagr. 96: Kaiserbrunnen. Schüttung und SAK254 im Februar 2006 ........................................ 138

Diagr. 97: Kaiserbrunnen. Schüttung und Temperatur im Februar 2006................................... 139

Diagr. 98: Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle. .................................. 141

Diagr. 99: Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle, Details...................... 142

Diagr. 100: Vergleich der Leitfähigkeitsmessungen an der Höllentalquelle................................. 143

Diagr. 101: Vergleich der Wasserstandsmessungen an der Quelle 20 ....................................... 144

Diagr. 102: Augenbrunnen. Vergleich der Leitfähigkeiten mit Höllentalquelle und Quelle 20 ..... 145

Diagr. 103: Augenbrunnen. Vergleich der Temperaturen mit Höllentalquelle und Quelle 20...... 145

Diagr. 104: Quellvergleich. Leitfähigkeitsänderungen nach Niederschlag bei beginnender

Schneeschmelze ....................................................................................................... 146

Diagr. 105: Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Leitfähigkeit .................................. 147

Diagr. 106: Quellvergleich. Temperaturänderungen nach Niederschlag bei beginnender

Schneeschmelze ....................................................................................................... 147

Diagr. 107: Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Temperatur................................... 148

Diagr. 108: Fuchspassquelle Schüttung und Leitfähigkeit Juni, Juli 2006................................... 149

Diagr. 109: Fuchspassquelle Schüttung und SAK254 Juni, Juli 2006......................................... 150

Diagr. 110: Fuchspassquelle Schüttung und Temperatur Juni, Juli 2006 ................................... 150

Diagr. 111: Übeltalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit im Mai 2006............................................ 151

Diagr. 112: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, April 2006....................................... 152

Diagr. 113: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, April 2006............................................. 153

Diagr. 114: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, August 2006................................... 154

Diagr. 115: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, August 2006......................................... 154

Diagr. 116: Reißtalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit, Juli 2007................................................ 155

Diagr. 117: Reißtalquelle, Schüttung und Temperatur, Juli 2007 ................................................ 156

Diagr. 118: Stixensteiner Quellen, September 2007.................................................................... 157

Diagr. 119: Mahrwiese Brunnen B, September 2007................................................................... 158

Diagr. 120: Mahrwiese, Brunnen. Abstichmaße 2007.................................................................. 159

Diagr. 121: Mahrwiese Brunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeit durch Pumpbetrieb................ 160

Diagr. 122: Brunnen A, Temperatur und Pumpbetrieb................................................................. 160

Diagr. 123: Brunnen B, Temperatur und Pumpbetrieb................................................................. 161

Verzeichnis der Abbildungen

Abb. 1: Arbeitsgebiet Schneeberg/Rax.......................................................................................7

Abb. 2: Messstelle Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (Einleitung in HQUL) ......................22

Abb. 3: Messstelle Quelle 20 ....................................................................................................24

Abb. 4: Lageskizze Höllentalfassung und Augenbrunn (SCHÖNBRUNNER,1926).................25

Abb. 5: Mengenmessung Stollen III ..........................................................................................26

Abb. 6: Fuchspassquelle, Überlauf neben Quellstube..............................................................28

Abb. 7: Fuchspassquelle, Stollen VII Einleitung .......................................................................28

Abb. 8: Übeltalquelle. Überlauf, Einbau Messsystem...............................................................29

Abb. 9: Reißtalquelle, Sammelschacht .....................................................................................32

Abb. 10: Kreuzquelle Pegelmessung..........................................................................................35

Abb. 11: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den

Bereich Kaiserbrunn. ....................................................................................................95

Abb. 12: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den

Bereich Stixenstein und Puchberg/Schneeberg...........................................................96

Abb. 13: Gesamtübersicht über die berichteten wichtigsten Transportpfade des Tracers

Uranin während des Versuches von 1955. ..................................................................97

Abb. 14. Hochwasser 2006 an der Fuchspassquelle. Foto: Sepp Stanglauer ........................ 115

Abb. 15: Aufbau der Niederschlagsstation Schneeberg/Damböckhaus.................................. 126

Abb. 16: Einbau des Messsystems im Höllental Fassungsstollen am 7.10.2004.................... 140

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Verzeichnis der Tabellen

Tab. 1: Gewässerkundliche Hauptzahlen Kaiserbrunnen, Schüttung ......................................49

Tab. 2: Gewässerkundliche Hauptzahlen Höllentalquelle, Schüttung......................................53

Tab. 3: Gewässerkundliche Hauptzahlen Quelle 20, Schüttung ..............................................57

Tab. 4: Gewässerkundliche Hauptzahlen Fuchspassquelle, Schüttung ..................................60

Tab. 5: Gewässerkundliche Hauptzahlen Übeltalquelle, Schüttung.........................................64

Tab. 6: Kaiserbrunnen. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit .................................................80

Tab. 7 Fuchspassquelle. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit..............................................80

Tab. 8: Quelle 20. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit .........................................................81

Tab. 9: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 05.12.2006 im

Bereich Schneeberg/Rax..............................................................................................83

Tab. 10: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 03.01.2007 im

Bereich Schneeberg/Rax (Wert Schrattengr.: korrigiert)..............................................86

Tab. 11: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 10.01.2007 im

Bereich Schneeberg/Rax..............................................................................................89

Tab. 12: Übersicht über Markierungsversuche im Rax-Schneeberggebiet................................92

Tab. 13: Sauerstoff-18 Dauerbeobachtung ............................................................................. 108

Tab. 14: Deuterium Dauerbeobachtung ................................................................................. 108

Tab. 15: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze

2005 ........................................................................................................................... 119

Tab. 16: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze

2006 ........................................................................................................................... 125

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1. Vorwort

Mit Bestellnummer MA31 – GA/P/78/2/03 vom 21. August 2003 wurde das Joanneum Research,

Institut für WasserRessourcenManagement mit der Bearbeitung der hydrogeologischen Grundlagen

im Bereich Schneeberg/Rax beauftragt. Dieser Auftrag bezieht sich auf das Anbot Nr. 2710 02055

vom 12. Juni 2003.

2. Einleitung

2.1. Abgrenzung des Untersuchungsgebietes

S, W: Im S und W ergibt sich die Abgrenzung des Arbeitsgebietes aufgrund der geologischen

Situation durch das Vorliegen von Wasser stauenden Gesteinen. Sie verläuft etwa von Sieding -

Hirschwang – Preiner Gscheid – Stojen – Naßkamm – Hinternaßwald.

N: Im N wird das Arbeitsgebiet durch den Naßbach, die Schwarza, den Voisbach bis zum

Klostertaler Gscheid begrenzt.

E: Die vorläufige Abgrenzung im E wurde bei Projektsbeginn vom Klostertaler Gscheid –

Schneedörfl – Schmalleiten – Hirschwang festgelegt. Diese Grenze musste nach Aufarbeitung

vorhandener Unterlagen, im Besonderen der Ergebnisse des Markierungsversuchs von 1955

(DOSCH, 1956a), weiter nach Osten verlegt werden. Somit verläuft die E-Grenze nun an der Sierning,

um die betroffenen Quellen und Brunnen in Stixenstein ebenfalls in die Untersuchungen einbeziehen

zu können.

Abb. 1:

Arbeitsgebiet Schneeberg/Rax

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 7

File: Endbericht_Schneeberg_Rax_red_email.doc


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2.2. Projektziele

Als wichtigste quantitative Aspekte wurden festgelegt:

• Erfassung der Karstwasserreserven des Schneeberg- und Raxmassives als Grundlage

zur Optimierung der Nutzung dieser Reserven unter Berücksichtigung der Verletzlichkeit

der Einzugsgebiete und ökologischer Aspekte.

• Erfassung der Abfluss- und Speicherdynamik von wasserwirtschaftlich relevanten Quellen

und wenn notwendig bei Quellen an wichtiger hydrogeologischer Position.

• Bewertung der hydrogeologischen Bedeutung strukturgeologischer Elemente

• Bewertung von einzugsgebietsrepräsentativen Qualitätsparametern wie Leitfähigkeit,

Trübung und SAK254 (soweit als Online Daten vorhanden) an ausgewählten Quellen und

Beurteilung hinsichtlich der Verletzlichkeit und der Schutzfähigkeit der einzelnen

Wasserreserven

3. Allgemeiner Teil

3.1. Kartierbericht zur hydrogeologischen Karte Schneeberg / Rax

3.1.1. Einleitung

Im September 2006 wurde eine hydrogeologische Kartierung im Bereich Rax-Schneeberg-Gahns

durchgeführt. Die Ergebnisse der hydrogeologischen Kartierung waren die Grundlage für die

Erstellung einer hydrogeologischen Übersichtskarte des Untersuchungsgebietes (Beilage 1).

Entlang von Kartierungskorridoren wurden hydrogeologisch relevante und kartenmaßstabsmäßig

darstellbare Strukturelemente und Gesteinseigenschaften aufgenommen. Eine flächendeckende

hydrogeologische Kartierung unter Einschluss aller hydrogeologischen Aspekte war nicht vorgesehen

und hätte den vorgegebenen Rahmen überschritten.

Als Grundlage für die Kartierung standen verschiedene geologische und strukturgeologische Karten

und Literaturunterlagen des Untersuchungsgebietes zur Verfügung (DOSCH, 1956a; PLÖCHINGER &

SUMMESBERGER, 1991; HERRMANN et al., 1992; MANDL, 1994; MANDL et al., 2001; COTZA et al., 2005;

DECKER, 2005).

Der Schwerpunkt der hydrogeologischen Kartierung lag in der Aufnahme von Störungen und

Großklüften und deren Beurteilung hinsichtlich ihrer potentiellen Wasserleitfähigkeit sowie in der

Ansprache der vorliegenden Gesteine in Hinblick auf ihr Infiltrationsvermögen und damit verbunden

auf ihren Beitrag zur Grundwasserneubildung.

Eine Aufnahme von Quellen im Untersuchungsgebiet war nicht vorgesehen, da die Lage von Quellen

zum einen aus der Literatur übernommen werden konnte zum anderen durch die Nutzung durch die

Wiener Wasserwerke bekannt war.

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Die im folgenden Text verwendeten Ortsbezeichnungen sind der Österreichischen Karte 1:50.000,

Blatt 4212, Mürzzuschlag (BEV, Ausgabe 2005), entnommen. Fotos von näher untersuchten

Bereichen sind im Anhang zusammengefasst.

3.1.2. Abgrenzung des Kartierungsgebietes

Die Abgrenzung des Untersuchungsgebietes erfolgte primär nach hydrogeologischen

Gesichtspunkten wie folgt:

Vom Preiner Gscheid über Hirschwang bis Sieding folgt die Grenze des Untersuchungsgebietes etwa

der nördlichen Grenze der hier aufgeschlossenen, gering wasserdurchlässigen Gesteine der Werfen

Formation.

Von Sieding zuerst nach Norden, dann nach Westen bis zum Rohrbachgraben ergibt sich mit der

Sierning bzw. dem Rohrbach eine natürliche hydrogeologische Grenze. In weiterer Folge wird die

durch den Rohrbach bzw. die im Rohrbachgraben aufgeschlossenen Gesteine der Werfen Formation

vorgegebene natürliche hydrogeologische Grenze verlassen und über den Kamm des Sattelberges

bis zur Adolf-Kögler-Hütte gezogen. Von hier bis zum Klostertaler Gscheid erfolgte die Grenzziehung

am Nordostabhang des Schneeberges etwa entlang der 700-Meter Höhenschichtlinie (dies entspricht

grob der Grenze der Gesteine der Werfen Formation zu den überlagernden triassischen Karbonaten).

Vom Klostertaler Gscheid folgt die Grenze weiter dem Voisbach und der Schwarza bis Singerin. Von

Singerin bis Hinternaßwald bildet der Naßbach die weitere Grenze. Von hier nach Süden folgt die

Grenze zuerst dem Reißbach und führt dann auf den Naßkamm.

Von Naßkamm bis zum Preiner Gscheid ist die Abgrenzung des Untersuchungsgebietes zum einen

wieder durch die Verbreitung der Gesteine der Werfen Formation zum anderen durch die Grenze zur

Grauwackenzone vorgegeben.

3.1.3. Elemente der hydrogeologischen Karte

Die im Untersuchungsgebiet vorliegenden Gesteinseinheiten wurden im Gelände nach ihren

erkennbaren Eigenschaften (Lagerungsdichte, Porosität bzw. Klüftigkeit, Vorhandensein von

Karstphänomenen, etc.) vor allem aber in Bezug auf den Oberflächenabfluss aus den einzelnen

Gesteinseinheiten bewertet.

In ähnlicher Form wurden auch Störungen und Großklüfte nach ihrer potentiellen Wasserwegigkeit

bewertet. Wobei hier zum einen die Ausbildung der Störungen und Großklüfte (Öffnungsweite,

Auflockerung im Störungsbereich, Kataklasite, Vorhandensein von Karstphänomenen etc.) aber vor

allem Störungsfüllungen („Störungsletten“, eingeschleppte gering wasserdurchlässige Gesteine, etc)

und die an die Störungen angrenzenden Gesteine für die Bewertung herangezogen wurden.

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Auf Grund dieser Bewertung kann für die vorliegenden Gesteine bzw. Störungen und Großklüfte

folgende Klassifizierung vorgenommen werden. In der hydrogeologischen Karte wurden Gesteine mit

ähnlicher oder gleicher hydrogeologischer Klassifikation in einheitlicher Farbe ausgeschieden. Die

Farbgebung unterscheidet sich aus praktischen Gründen und der Einfachheit halber von der durch die

IAH empfohlenen (STRUCKMEIER & MARGAT, 1995).

3.1.4. Grundwasserneubildungsklassen und Abflussart

3.1.4.1. Festgesteine

• hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit überwiegend unterirdischem Abfluss (Beispiel:

geklüftete bzw. verkarstete Kalke; Anhang: Foto 4, Foto 5, Foto 8)

• mittlerer Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit fallweise oberirdischem Abfluss (Beispiel:

dolomitische Gesteine; Anhang: Foto 6, Foto 7)

• geringer Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit überwiegend oberirdischem Abfluss

3.1.4.2. Lockergesteine

• hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit überwiegend unterirdischem Abfluss (Beispiel:

Hangschuttablagerungen; Anhang: Foto 2, Foto 3)

• mittlerer Beitrag zur Grundwasserneubildung, mit fallweise oberirdischem Abfluss

• eine Kategorie mit geringem Beitrag zur Grundwasserneubildung und mit überwiegend

oberirdischem Abfluss ist nach den bisherigen Aufnahmen im Bereich der Lockergesteine

nicht repräsentiert.

Die Grenzziehung zwischen den einzelnen „Grundwasserneubildungsklassen“ war auf Grund der oft

sehr kleinräumig verteilten Vorkommen zum Teil schwierig und im Kartenmaßstab nicht sinnvoll

möglich. Um eine den tatsächlichen Verhältnissen nahekommende Darstellung in der Karte

vornehmen zu können, mussten daher Vereinfachungen vorgenommen werden. Es wurde daher für

größere zusammenhängende Bereiche die dominierende „Grundwasserneubildungsklasse“ ermittelt

und für die Darstellung übernommen.

Beispielhaft sollen einige dieser Vereinfachungen beschrieben werden:

• kleine Inseln von locker gelagertem, grobkörnigem, gering mächtigem Hangschutt auf gut

geklüfteten, z.T. verkarsteten Karbonaten (z.B. auf den Hochflächen). Da die

Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften der unterlagernden Karbonate

bestimmt wird, erfolgt eine Zuordnung zur „Grundwasserneubildungsklasse“: Festgestein -

hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung.

• eingeschuppte Gesteine mit geringer Durchlässigkeit (z.B. Gesteine der Werfen Formation) in

gut geklüfteten Karbonaten (z.B. im Bereich von Störungszonen; Störung südlich der

Stadlwand).

Da die Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften der Karbonate bestimmt

wird und die aus den gering durchlässigen Gesteinen oberflächlich abfließenden Wässer nach

kurzer Fließstrecke ebenfalls in den Karbonaten versickern, erfolgt eine Zuordnung zur

„Grundwasserneubildungsklasse“: Festgestein - hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung.

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• Wechsellagerung von gering durchlässigen Gesteinen (z.B. Gesteine der Werfen Formation)

mit geklüfteten Gesteinen mit einer begrenzten Wasseraufnahmefähigkeit (z.B. engscharig

geklüftete Dolomite).

Da die Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften der Dolomite bestimmt

wird und die aus den gering durchlässigen Gesteinen oberflächlich abfließenden Wässer nach

kurzer Fließstrecke ebenfalls wenigstens zum Teil in den Dolomiten versickern können, erfolgt

eine Zuordnung zur „Grundwasserneubildungsklasse“: Festgestein - mittlerer Beitrag zur

Grundwasserneubildung.

• kleine Inseln von gut geklüfteten, z.T. verkarsteten Karbonaten in mächtigem locker

gelagertem, grobkörnigem Hangschutt (z.B. im Bereich der mächtigen

Hangschuttablagerungen an den Gebirgsflanken).

Da die Grundwasserneubildung vorwiegend durch die Eigenschaften des Hangschutts

bestimmt wird, erfolgt eine Zuordnung zur „Grundwasserneubildungsklasse“: Lockergestein -

hoher Beitrag zur Grundwasserneubildung.

3.1.5. Störungsklassen

Aufgrund der Größe des Kartierungsgebietes und des zur Verfügung stehenden Rahmens waren nur

Übersichtsbegehungen und keine flächendeckende Aufnahme möglich. Auf Basis der vorhandenen

Unterlagen (insbesondere DECKER, 2005) wurden einzelne Gebietsabschnitte gezielt begangen und

Störungen und Großklüfte hydrogeologisch bewertet. Das in der Karte (Beilage 1) dargestellte

Inventar umfasst Strukturen aus eigenen Begehungen bzw. solche der Aufnahme von DECKER (2005).

In den Fällen, in denen Strukturen der Aufnahme von Decker entweder nicht aufgefunden, im

vorgegebenen Rahmen nicht erreichbar waren, wurden diese als „nicht klassifiziert“ eingestuft.

Störungen und Großklüfte

• potentiell wasserwegige Strukturen, mit überwiegend offenen Trennfugen, keine gering

durchlässigen Störungsfüllungen (Beispiel: offene Störungen; Anhang: Foto 9)

• potentiell nicht wasserwegige Strukturen, mit überwiegend geschlossenen Trennfugen, gering

durchlässige Störungsfüllungen (Beispiel: kataklastische Störungsgesteine mit tonigen

Trennflächenfüllungen; Anhang: Foto 10)

• nicht klassifizierte Strukturen, Merkmale nicht eindeutig erkennbar

• nicht klassifizierte Strukturen, kartierte Störungen übernommen aus Decker (2005)

Die aus dem Kartenbild erkennbare unterschiedliche Dichte der kartierten Störungen entspricht nicht

der tatsächlichen, sondern ist auf die – auf Kartierungskorridore beschränkte – Aufnahme

zurückzuführen. Die erkennbare Störungsdichte ist demnach eine Funktion der Erreichbarkeit aber in

weiterer Folge auch des verwendeten Kartenmaßstabes.

Ähnlich wie bei der Bewertung der Gesteinseinheiten gab es auch bei der Beurteilung der Störungen

und Großklüfte zum Teil Klassifizierungsschwierigkeiten. Wie das nachfolgende Beispiel zeigt, wurden

auch hier die dominierenden Eigenschaften für die Bewertung der „Störungsklasse“ herangezogen:

• Störungen mit offenen Trennfugen und untergeordnet, lokal eingelagerten gering

durchlässigen Gesteinen.

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Da die Wasserwegigkeit vorwiegend durch die offenen Trennfugen bestimmt wird, erfolgt eine

Zuordnung zur „Störungsklasse“: potentiell wasserwegig.

3.1.6. Interpretation der hydrogeologischen Verhältnisse

3.1.6.1. Geologischer Rahmen

Das Karbonatmassiv Rax-Schneeberg-Gahns wird im Westen (Reißbach-Naßkamm-Altenbergbach)

von gering durchlässigen Gesteinen der Werfen Formation begrenzt. Die Höhenlage des „Stauers“

liegt zwischen etwa 710 m Seehöhe (Hinternaßwald) und etwa 1300 m Seehöhe (Naßkamm). Von der

Westseite der Rax ziehen die gering durchlässigen Gesteine auf deren Südseite, wobei die Gesteine

der Werfen Formation – zwar deutlich ausgedünnt – weiterhin als „Stauer“ wirken. Sie werden von

den ebenfalls als gering durchlässig einzustufenden Gesteinen der Grauwackenzone unterlagert. Die

Höhenlage des „Stauers“ liegt im Bereich des Preiner Gscheids noch auf etwa 1300 m Seehöhe und

fällt nach Osten bis Hirschwang auf etwa 500 m Seehöhe ab.

Von Hirschwang nach Osten steigen die Gesteine der Werfen Formation bis in den Bereich Prigglitz

auf etwa 700 m Seehöhe wieder an, um danach bis Krößbach im Sierningtal wieder auf etwa 450 m

Seehöhe abzufallen. Durch die tief eingeschnittene Vorflut des Nord-Süd verlaufenden Sierning-

Durchbruchs wird hier das Rax-Schneeberg-Gahns-Massiv von den weiter nach Osten ziehenden

mesozoischen Karbonaten abgetrennt. Nördlich des Sierning-Durchbruchs im Bereich zwischen

Gutenmann und Ödenhof wird das Karbonatmassiv Rax-Schneeberg-Gahns wiederum von Gesteinen

der Werfen Formation begrenzt, die hier in einer Höhenlage von etwa 510 m Seehöhe das Sierningtal

queren und bis Rohrbachgraben auf etwa 620 m Seehöhe ansteigen. Die gering durchlässigen

Gesteine der Werfen Formation folgen nun dem Rohrbachgraben bis auf etwa 1000 m Seehöhe und

springen im Bereich der Adolf-Kögler-Hütte (1333 m Seehöhe) entlang einer Nord-Süd streichenden

Störung in das Mieseltal auf der Ostseite des Schneeberges. Vom Mieseltal bis zum Klostertaler

Gscheid ist die Grenze der Gesteine der Werfen Formation zu den überlagernden triassischen

Karbonaten über weite Strecken von Hangschutt überdeckt, kann aber generell etwa bei 700 m

Seehöhe angenommen werden.

Auf der Nordseite des Schneeberges bilden weiterhin die Gesteine der Werfen Formation – hier

wieder sehr ausgedünnt – die Grenze des Karbonatmassivs, wobei die Grenze bei der Querung des

Voisbaches (Bereich Gasthof Nothnagel) auf etwa 640 m Seehöhe zu liegen kommt. Von hier bildet

die Vorflut des Voisbaches, in weiterer Folge die Schwarza und der Naßbach bis Reithof (etwa 610 m

Seehöhe) die hydrogeologische Grenze, wobei bei Singerin mit etwa 590 m Seehöhe der tiefste Punkt

dieses Abschnittes erreicht wird. Von Reithof bis zur Mündung des Reißbaches (etwa 710 m

Seehöhe) bilden immer wieder eingeschuppte Gesteine der Werfen Formation die Abgrenzung des

Karbonatmassivs Rax-Schneeberg-Gahns.

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Aus der vorhergegangenen Beschreibung ist abzuleiten, dass das Rax-Schneeberg-Gahns-

Karbonatmassiv fast vollständig von „stauenden“ Gesteinen der Werfen Formation unterlagert bzw.

begrenzt wird. Nur im äußersten Osten (Sierning-Durchbruch) und im Nordwesten (Gasthof Nothnagel

bis Reithof) sind die Karbonate nur durch eine jeweils tief eingeschnittene Vorflut von den

angrenzenden nach Osten bzw. nach Westen sich fortsetzenden Karbonaten abgetrennt. Die

Gesteine der Werfen Formation fallen generell gesehen jeweils unter die Karbonate des Rax-

Schneeberg-Gahns-Massivs.

Die tiefsten Punkte der Mulde, die von den Gesteinen der Werfen Formation gebildet werden, liegen

mit etwa 450 m Seehöhe im Bereich des Sierningtal-Durchbruches bei Krößbach (etwas weiter

nördlich im Bereich Stixenstein liegen die Stixensteinquellen), und im Bereich des Schwarzatales mit

etwa 500 m Seehöhe im Bereich Hirschwang und 590 m Seehöhe im Bereich Singerin (die

Kaiserbrunn-, Höllental- und Fuchpassquelle liegt in diesem Bereich).

3.1.6.2. Störungsmuster

In der hydrogeologischen Karte sind Störungen dargestellt, die im Rahmen der Kartierung im

September 2006 aufgenommen wurden. Weiteres wurden kartierte Störungen aus der Arbeit von

DECKER (2005) – vor allem für die Bereiche, die im September 2006 nicht begangen wurden –

übernommen.

Aus dem in der hydrogeologischen Karte ersichtlichen Störungsmuster sind bevorzugte

Störungsrichtungen erkennbar. Aufbauend auf DECKER (2005) können die einzelnen

Störungsrichtungen unterschiedlichen Deformationsphasen zugeordnet werden.

Im Folgenden wird nur auf die im Kartenbild klar erkennbaren Störungsrichtungen eingegangen und

versucht, sie in Hinblick auf ihre hydrogeologische Relevanz zu beurteilen.

3.1.6.2.1. WNW-streichende dextrale Blattverschiebungen

Von Reithof/Naßwald zieht eine Störungszone Richtung Weichtalhaus und kann östlich von

Kaiserbrunn über das Friedrich-Haller-Haus in den Mitterberggraben bis in die Gahnsleiten verfolgt

werden. Nach DECKER (2005) kann diese WNW-ESE-Blattverschiebung einem Kreide-Eozän

Deformationsereignis (D1) zugeordnet werden und wird von untergeordneten synthetischen und

antithetischen Riedelscherflächen, die zum Teil auch aus dem Störungsmuster erkennbar sind,

begleitet.

In Bereichen, in denen diese Störungszone in Gesteinen der Werfen Formation (östlich von Reithof)

zu liegen kommt, kann sie als potentiell nicht wasserwegig charakterisiert werden. In den spröden

triassischen Karbonaten ist sie als potentiell wasserwegig zu werten. Eine Zuleitung von Wässern aus

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dem Bereich Hainboden in das Schwarzatal im Allgemeinen und zur Höllentalquelle im Besonderen

kann als wahrscheinlich angenommen werden.

Auch Störungen im Schwarzatal können diesem Deformationsereignis zugeordnet werden und sind

unter anderem für die Anlage des Schwarzatales verantwortlich (Anhang: Foto 11).

Weitere Störungszonen, die diesem Deformationsereignis zugeordnet werden können, begrenzen das

Untersuchungsgebiet im Süden (Kerngraben) und wurden von DECKER (2005) im Bereich der

Preinerwand und nordöstlich davon ausgewiesen. Sie sind für das Untersuchungsgebiet

hydrogeologisch jedoch von untergeordneter Bedeutung.

3.1.6.2.2. (EN)E-streichende konvergente sinistrale Blattverschiebungen des SEMP-

Störungssystems

Von Hinternaßwald über den unteren Kesselboden und das Kleine Höllental weiter über den

Stadlwandgraben (Anhang: Foto 12) und den Krummbachsattel bis Rohrbachgraben kann diese

Störungszone erkannt werden. Nach Decker (2005) kann diese, dem SEMP-System zuordenbare,

sinistrale ENE- bzw. E-streichende Blattverschiebung einem Oligozän-Unter Miozän

Deformationsereignis (D3) zugeordnet werden. In konvergenten Flower Structures sind aus dem

Liegenden der Wetterstein Formation Gesteinsschuppen eingeschuppt. Im gesamten Bereich

zwischen Stadlwandgraben über den Krummbachsattel bis nach Rohrbachgraben können diese

eingeschuppten Gesteine der Werfen Formation gefunden werden. Hydrogeologisch kann diese

Störungszone als potentiell nicht wasserwegig eingestuft werden.

3.1.6.2.3. (N)NE-streichende Blattverschiebungen mit divergenten Duplexen

Knapp nordwestlich vom Preiner Gscheid bis in den Bereich der Seehütte wurde von DECKER (2005)

eine Störungszone ausgewiesen, die sich über das Große Höllental und über das Weichtal (Anhang:

Foto 13) bis zumindest in den Bereich des Klostertaler Gscheids verfolgen lässt. Nach DECKER (2005)

kann diese NNE-streichende Blattverschiebung einem mittelmiozänem Deformationsereignis (D4)

zugeordnet werden. Generell kann die Störungszone als potenziell wasserwegig eingestuft werden.

Im Bereich der Schwarzatalquerung sind die Höllentalquellen und ein Quellaustritt beim Weichtalhaus

an diese Störungzone gebunden. Bei der Querung von dolomitischen Gesteinen, wie im Bereich

zwischen Seehütte und Waxriegel westlich der Preiner Wand (Anhang: Foto 6), kann es zur

Ausbildung von Kataklasiten kommen, die zu einer „Abdichtung“ der Störung führen. In diesen

Bereichen ist die Störung als potentiell nicht wasserwegig zu klassifizieren.

Neben dieser hydrogeologisch sehr bedeutenden Störungszone können im Rax-Schneeberg-Gahns-

Karbonatmassiv weitere Störungszonen dem D4-Deformationsereignis nach DECKER (2005)

zugeordnet werden. Eine NE-streichende Störungszone zieht von Hinternasswald über den

Studierkogel und den Kuhschneeberg zum Klostertaler Gscheid und quert einige 100 Meter östlich der

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Fuchspassquelle das Schwarzatal. Im Bereich der spröd deformierten Kalke ist diese Störungszone

als potentiell wasserwegig einzustufen. Im Bereich von dolomitischen Gesteinen konnten auch

Kataklasite (Anhang: Foto 10) kartiert werden, die zu einer „Abdichtung“ von (Teil)Störungsbereichen

führen können.

Von Knappenberg über Hirschwang weiter Richtung Krummbachstein bis in das Mieseltal zieht eine

weitere NE-streichende Störungszone. Im Bereich der Karbonate zwischen Schwarzatal und dem

Krummbachsattel ist diese Störungszone als potentiell wasserwegig zu klassifizieren. Kommt diese

Störungszone in den Gesteinen der Werfen Formation zu liegen, ist eine geringe Wasserwegigkeit

entlang der Störungen anzunehmen (diese Bereiche, z.B. Mieseltal wurden im Zuge der Kartierung im

September 2006 jedoch nicht begangen).

Von Payerbach über die Bodenwiese (Anhang: Foto 14) bis Rohrbachgraben liegt eine weitere NNEstreichende

Störungzone vor. Sie wird über weite Strecken durch Aufschlüsse von Gesteinen der

Werfen Formation markiert und wird demnach als potentiell gering wasserwegig klassifiziert.

Im östlichen Bereich des Untersuchungsgebietes wurde von DECKER (2005) eine weitere

Störungszone, die dem D4-Deformationsereignis zugeordnet werden kann, kartiert. Sie beginnt mit

fächerhaft angeordneten Störungen nördlich von Prigglitz und lässt sich bis in den Bereich westlich

von Stixenstein aus dem Kartenbild erkennen. Eine hydrogeologische Klassifizierung im Zuge der

Kartierung im September 2006 wurde nicht vorgenommen. Da aber die Bereiche südlich und östlich

von Gadenweith keinen Oberflächenabfluss erkennen lassen wird in den vorliegenden Karbonaten

eine potentielle Wasserwegigkeit für diese Störungszone angenommen.

3.1.6.2.4. E-W-gerichtete Extension: Abschiebungen

N-S-streichende Abschiebungen und Zerrspalten konnten im gesamten Untersuchungsgebiet kartiert

werden (Anhang: Foto 9). Nach DECKER (2005) können diese Strukturen einer mittelmiözänen E-W-

Extension (D5) zugeordnet werden. Die Störungen weisen keine bedeutenden Versätze auf und sind

zumeist nur über kurze Strecken im Gelände verfolgbar. Vor allem in den sprödtektonisch

beanspruchten Karbonaten waren Störungen, die diesem Deformationsereignis zugeordnet werden

konnten, aber gut aufgeschlossen.

Hydrogeologisch sind diese Störungen von großer Bedeutung. Vor allem deshalb, weil sie zum Teil

ältere Strukturen (D1 bis D4) queren und durch ihre Öffnung und trennflächengebundene Verkarstung

eine Verbindungsfunktion zwischen einzelnen, durch potentiell nicht wasserwegige Störungen

getrennte Karstaquiferbereiche, ausüben. Als Beispiel seien an dieser Stelle die N-S-streichenden

Störungen im Bereich des Stadlwandgrabens genannt. Sie bewirken eine Wasserwegigkeit über die

potentiell nicht wasserwegige Störung im Stadlwandgraben (D3-Störung) hinweg.

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3.1.7. Hydrogeologische Bewertung des Störungsmusters im Einzugsbereich

einzelner Quellen

Die im folgenden Text verwendeten Bezeichnungen D1 bis D5 für einzelne Deformationsereignisse

stützten sich auf DECKER (2005).

3.1.7.1. Fuchspassquelle (SRFP)

Die Fuchspassquelle liegt östlich der Schwarza im Bereich Singerin. Wie bereits erwähnt quert östlich

der Fuchspassquelle eine NE- bis NNE-streichende D4-Störungszone das Schwarzatal, wobei

parallele Strukturen auch nördlich der Quelle kartiert werden konnten. Die potentiell wasserwegigen

NE- bis NNE-Störungen ziehen aus dem Schwarzatal auf den Kuhschneeberg und weiter Richtung

Klostertaler Gscheid. Durch den Frohnbachgraben ziehen parallele Störungen, die von Kataklasiten

begleitet werden, potentiell nicht wasserwegig sind (Anhang: Foto 10) und den Bereich östlich der

Fuchspassquelle hydrogeologisch gegen Osten begrenzen.

Auf der Hochfläche des Kuhschneeberges kreuzen sich die genannten Strukturen mit WNW- bis NWstreichenden

Störungen, die der D1-Deformationsphase zugeordnet werden können (Anhang: Foto

15). An diese Störungen, die sich über Kaiserstein-Klosterwappen bis in den Bereich westlich des

Damböckhauses verfolgen lassen, sind immer wieder Dolinen gebunden, die als Hinweis auf die

potentielle Wasserwegigkeit gewertet wurden.

Die im Rahmen eines Markierungsversuches (DOSCH, 1956a) nachgewiesene Verbindung zwischen

der Einspeisungsstelle in Bereich des Damböckhauses (Anhang: Foto 16) und der Fuchspassquelle

kann über die genannten Strukturen erklärt werden. Es kann daraus abgeleitet werden, dass die

unterirdische Wasserbewegung von der Hochfläche des Schneeberges (Damböckhaus) über WNWbis

NW-Störungen (D1) bis in den Bereich des Kuhschneeberges und dann weiter über NE- bis NNEstreichende

D4-Störungen bis zur Fuchspassquelle erfolgt. Eine direkte E-W-Verbindung kann durch

die im Frohnbachgraben vorliegenden Gesteine (mit fallweise oberirdischem Abfluss – mittlerer

Beitrag zur Grundwasserneubildung) und den potentiell nicht wasserwegigen Störungen (Anhang:

Foto 10) mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.

3.1.7.2. Höllentalquelle (SRHT)

Die Höllentalquelle liegt südlich der Schwarza an einer der bedeutendsten Störungszonen des

Untersuchungsgebietes. Diese D4-Störungszone lässt sich vom Preiner Gscheid bis zum Klostertaler

Gscheid verfolgen. Die Störungszone kann im Bereich der Rax als „Hauptdrainage“ bezeichnet

werden. Nicht nur deshalb, weil die potentiell wasserwegige Störung vom Schwarzatal weit nach

Süden reicht, sondern weil durch die glaziale und postglaziale Talentwicklung entlang dieser Störung

das Große Höllental (Anhang: Foto 13) weit in das Karstmassiv einschneidet und so die – zwar

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trockene – Hauptvorflut bildet. Die Wässer, die bei der Höllentalquelle austreten, werden daher zum

Großteil aus dem zentralen Bereich der Rax (Scheibwaldhöhe – Preinerwand) stammen.

Im Bereich der Mündung des Großen und Kleinen Höllentales ist der strukturgeologische Bau sehr

komplex. Die D4-Störungszone des Großen Höllentales kreuzt sich hier mit der D3-Störungszone, die

aus dem Kleinen Höllental zum Stadlwandgraben zieht. Eine unterirdische Wasserbewegung vom

Unteren Kesselboden über die Störungzone im Kleinen Höllental zur Höllentalquelle ist auf Grund der

vorliegenden Strukturen nicht unwahrscheinlich.

Zusätzlich sind D1-Strukturen verwirklicht, die WNW- bis NW-Streichrichtungen aufweisen. Sie ziehen

von Reithof/Naßwald in Richtung Weichtalhaus. Über diese ist eine Alimentation der Höllentalquelle

aus dem Bereich des Hainbodens möglich. Auch im Bereich des Schwarzatales und des Größingtales

konnten vergleichbare Strukturen kartiert werden.

Im Schwarzatal sind weiters zum Teil weitständig offene, N-S-streichende D5-Strukturen verwirklicht

(Anhang: Foto 17), die ältere Strukturen queren. Über diese wäre theoretisch eine Exfiltration von

Schwarzawasser in die südlich gelegenen Karbonate im Bereich der Mündung des Kleinen bzw.

Großen Höllentales möglich.

Der im Rahmen des Markierungsversuches von DOSCH (1956a) berichtete Farbdurchgang von der

Einspeisungsstelle im Bereich des Damböckhauses bei der Höllentalquelle kann über die zuvor

genannten Strukturen nur bedingt erklärt werden. Die Möglichkeit, dass Markierungsstoff über das

System Fuchspassquelle in die Schwarza und aus der Schwarza über offene Strukturen zur

Höllentalquelle gelangt ist, kann auf Grund der vorliegenden Strukturen nicht ausgeschlossen und

muss daher zur Diskussion gestellt werden.

Grundsätzlich sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Anlage des Schwarzatales den zuvor

genannten Strukturen folgt.

3.1.7.3. Quelle Weichtalhaus

Das Weichtal bildet die Fortsetzung des Großen Höllentales nördlich der Schwarza, ist jedoch als

Klamm und nicht als Trogtal ausgeformt worden. Die D4-Störungszone, die wie oben beschrieben

durch das Große Höllental streicht, lässt sich über das Weichtal (Anhang: Foto 18) bis zum

Klostertaler Gscheid verfolgen. Im Bereich des Weichtales kann die Störungszone als potentiell

wasserwegig klassifiziert werden. Die Quelle beim Weichtalhaus ist an diese Störungszone gebunden

und tritt direkt beim Weichtalhaus (Brücke südlich der Weichtalklamm bzw. unterhalb des

Weichtalhauses an der Uferböschung der Schwarza) aus und liegt nur wenige Meter über dem

Niveau der Schwarza. Auf Grund der tektonischen Strukturen ist das Herkunftsgebiet der bei der

Quelle austretenden Wässer im Bereich westlich von Kaiserstein-Klosterwappen zu vermuten. In

diesem Bereich liegt eine Vernetzung mit WNW- bis NW-streichenden Störungen der D1-

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Deformationsphase (siehe auch hydrogeologische Bewertung Fuchspassquelle) vor. Trotz dieser

Vernetzung mit Strukturen des Systems Fuchspassquelle wurde bei der Quelle Weichtalhaus nach

DOSCH (1956a) kein Farbstoff von der Einspeisung Damböckhaus nachgewiesen.

3.1.7.4. Kaiserbrunnquellen (SRKB)

Die Kaiserbrunnquellen liegen nördlich der Schwarza im Bereich des Krummbachgrabens. Nördlich

der Kaiserbrunnquellen streicht aus dem Stadlwandgraben (Anhang: Foto 12) eine D3-Störungszone

über den Krummbachsattel (Anhang: Foto 19) nach Osten bis Rohrbachgraben. Diese Störungszone

ist auf Grund der eingeschuppten Gesteine der Werfen Formation als potentiell nicht wasserwegig

einzustufen.

Im Bereich westlich der Kaiserbrunnquellen sind Störungen verwirklicht, die dem D4-

Deformationsereignis zuzuordnen sind. Sie queren nordöstlich der Brandschneide die Schwarza und

ziehen über den Wasserofen und den Salzriegel Richtung Damböckhaus. Auch östlich der

Kaiserbrunnquellen sind parallele Strukturen verwirklicht, sie ziehen westlich des Krummbachsteins

vorbei bis in das Mieseltal.

N-S-streichende Strukturelemente im Bereich zwischen Stadlwandgraben und Krummbachsattel

können dem D5-Deformationsereignis zugeschrieben werden.

Obwohl die im Gelände als auch aus dem Kartenbild sehr dominant erscheinende Störung im

Stadlwandgraben auf Grund der eingeschuppten Gesteine der Werfen Formation als potentiell nicht

wasserwegig – also als hydrogeologische Barriere – einzustufen ist, wurde nach den Ergebnissen des

Markierungsversuches (DOSCH, 1956a) eine unterirdische Verbindung der Wasserwege zwischen

dem Bereich Damböckhaus und Kaiserbrunnquellen ausgewiesen. Dies könnte strukturgeologisch

zumindest hypothetisch durch die jüngeren D4- und vor allem die überwiegen offenständigen D5-

Strukturen erklärt werden, die die „Stadlwandstörung“ queren.

3.1.7.5. Stixensteinquellen

Die Stixensteinquellen liegen im äußersten Osten des Untersuchungsgebietes und treten am tiefsten

Punkt des Rax-Schneeberg-Gahns-Karbonatmassivs aus, das von den gering durchlässigen

Gesteinen der Werfen Formation unterlagert wird. Sie liegen weiters in der Verlängerung der D3-

Störung, die aus dem Stadlwandgraben über den Krummbachsattel (Anhang: Foto 19) nach

Rohrbachgraben zieht. Im Bereich Rohrbachgraben gliedert sich diese Störung auf, und weiter nach

Osten konnten bis zu den Stixensteinquellen nur mehr einzelne Teilstücke dieser Störung kartiert

werden.

Nach den Ergebnissen des Markierungsversuches wurde von DOSCH (1956a) zwischen der

Einspeisungsstelle beim Damböckhaus und den Stixensteinquellen eine unterirdische Verbindung der

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Wasserwege angenommen. Diese muss in Analogie zu den komplizierten tektonischen Verhältnissen

im Bereich zwischen Einspeisungsstelle und den Quellen recht komplexer Natur sein. Vorerst scheint

es notwendig, dass die Wässer ähnlich den Wässern, die bei den Kaiserbrunnquellen austreten, die

Störung zwischen Stadlwandgraben und Krummbachsattel queren – und zwar westlich des

Krummbachsattels. Dies könnte über offenständige N-S-streichende D5-Strukturen erfolgen. Ein

Übertritt über die Störung östlich des Krummbachsattels erscheint auf Grund der Mächtigkeit der

Gesteine der Werfen Formation im Rohrbachgraben als sehr unwahrscheinlich. Nach der

Überwindung der „Stadlwandgrabenstörung“ könnten die Wässer dann den östlich des

Krummbachsteins liegenden, in östliche Richtungen streichenden potentiell wasserwegigen

Strukturen folgen. Im Bereich der Bodenwiese (Anhang: Foto 14) wäre wieder eine potentiell nicht

wasserwegige Störung zu queren.

Im Rahmen der Kartierung im September 2006 konnten potentiell wasserwegige Strukturen, die die

„Bodenwiesestörung“ queren im Gelände nicht eindeutig identifiziert werden. Auch in DECKER (2005)

sind solche Strukturen nicht ausgeschieden. Östlich der „Bodenwiesestörung“ können dann

Störungen die vereinzelt aufgenommen werden konnten und zu den Stixensteinquellen leiten, den

weiteren Wasserweg vorgeben.

3.1.7.6. Quellen Hinternasswald

Die Übeltalquelle (SRÜBL) liegt im Kreuzungsbereich einer E-streichenden D3-Störungszone, die

dem westlichsten Abschnitt der Störungszone im Stadlwandgraben – Kleines Höllental im

Untersuchungsgebiet entspricht, mit einer NNW-streichenden Störung (möglicherweise eine E-

gerichtete D5-Abschiebung). Unter der Annahme, dass das Einzugsgebiet mehr oder weniger von

diesen Störungszonen begrenzt wird, sollte dieses im Bereich des Scheibwaldes und der

Raunerkögeln liegen.

Die Position der Albertwiesquelle (SRALB) kann durch keine tektonischen Strukturen erklärt werden.

Möglicherweise handelt es sich um einen Talgrundwasseraustritt bedingt durch die Talverengung

unterstromig von der Quelle.

4. Quellspezifische Untersuchungen

4.1. Messnetzaufbau, Messstellenbeschreibung, Analyse

Die Erfassung der Basisparameter an den zu untersuchenden Quellen stellt nicht nur eine

grundlegende Forderung zur Erfüllung der Projektziele dar, sie ist auch als wichtiger Beitrag zur

Bewirtschaftung der Quellen im Hinblick auf eine nachhaltige und nachvollziehbare Qualitätssicherung

im gesamten Bereich der Hochquellenleitung anzusehen.

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Die Erfassung der Schüttung der einzelnen Quellen stellt eine Voraussetzung zur Abschätzung von

Einzugsgebieten dar. Neben diesem rein quantitativen Aspekt muss betont werden, dass im Sinne der

oben erwähnten Qualitätssicherung diesem Parameter auch ein "qualitativer" Aspekt zukommt, da

das Qualitätsmanagement nicht erst an der Quelle (Quellmund) beginnt, sondern im Sinne der

Risikoabschätzung bereits in den jeweiligen Einzugsgebieten. Als Grundlage zu deren Ermittlung

dienen in erstere Linie möglichst genaue Schüttungsmessungen.

Die elektrische Leitfähigkeit und die Wassertemperatur stellen weitere Basisparameter dar. In der

Regel sind diese Parameter einfacher kontinuierlich zu erfassen als die Schüttung (Pegelstand, etc.).

Zur Erfassung dieser drei Grundparameter wurde in der ersten Ausbaustufe auf das bewährte System

von GEALOG Datensammlern mit den entsprechenden Sonden zurückgegriffen.

Als zusätzliche Qualitätsparameter stehen an ausgewählten Quellen auch Werte des SAK254 und der

Trübung zur Verfügung. Die Daten stammen von s::can-Sonden, die die Stadt Wien betreibt.

Im Folgenden wird auf die Problematik einzelner Messungen eingegangen und Messmethoden

vorgestellt, die auch für zukünftige Untersuchungen brauchbar sein können. Schwerpunkt dabei liegt

auf den Schüttungsmessungen, da diese auf Grund der vorgegebenen baulichen Randbedingungen

meist am schwierigsten realisierbar sind.

Der Aufbau des Messstellennetzes erfolgte entsprechend des Projektablaufplans in zwei Stufen. In

der ersten Phase wurden Kaiserbrunnquelle, Fuchspassquelle, Höllentalquelle und Quelle 20

instrumentiert. In der zweiten Phase Albertwiesquelle, Übeltalquelle, Reißtalquelle und die

Stixensteinquellen (Schlossquelle und Kreuzquelle) sowie die Brunnen Mahrwiese, die erst

nachträglich in das Projekt einbezogen werden mussten (siehe Einleitung). In der zweiten Phase kam

es zu Lieferverzögerungen, sodass, soweit möglich Leihgeräte des Joanneum Research, WRM zum

Einsatz kamen, um eine bessere Datenlage zu erreichen. Bei den Geräten der zweiten Ausbaustufe

handelte es sich um eine neue Generation von Messgeräten, bei der anfänglich große technische

Probleme auftraten, die teilweise zu längeren Datenausfällen führten. Diese wurden bis Anfang Mai

2007 von der Herstellerfirma behoben.

Bei den einzelnen Quellen sind Kapitel enthalten, die Möglichkeiten zur Verbesserung der

Messergebnisse enthalten. Nicht erwähnt dabei sind grundsätzliche Arbeiten der

Messstellenbetreuung und der Wartungsarbeiten, wie Tausch der Akkumulatoren und deren

sachgemäße Ladung, Überprüfung der Dichtheit der Messschränke, Einbau von

Schaltschrankheizungen soweit möglich, und ähnliche Tätigkeiten.

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4.1.1. Schwarzatal

4.1.1.1. Kaiserbrunnquelle

An der Kaiserbrunnquelle stellte die Errichtung einer Messstelle zur kontinuierlichen

Schüttungsmessung eine besondere Herausforderung dar. Die bisherige Situation brachte vor allem

bei erhöhten Wasserführungen (Rückstau durch die "oberen Quellen" - Umleitungsstollen) Probleme

mit sich. Vor Errichtung der neuen Messstelle wurden zur Ermittlung der Schüttung Wasserstände der

Einleitung in die HQUL im Bereich des Einstiegsschachts und Wasserstände des Überlaufs in der

Messkammer gemessen.

Die Pegelablesungen der eingeleiteten Menge waren jedoch nicht nur von der eingeleiteten Menge

der Kaiserbrunnquellen, sondern auch von der Menge der „oberen Quellen“ abhängig. Zur Behebung

dieser Situation wurden empirisch ermittelte Korrekturwerte von den tatsächlichen Ablesungen

abgezogen. Dies bringt eine gewisse Unsicherheit der Messwerte mit sich.

Die Pegelablesung des Überlaufs bei der Messkammer ist grundsätzlich als genau einzuschätzen,

bedurften aber einiger Änderungen.

4.1.1.1.1. Analyse

Nach Begehungen und dem Studium der Baupläne mussten die Überlegungen zur

Schüttungsmessung der Kaiserbrunnquelle unmittelbar im Quellspalt oder im Einleitungsstollen vom

Quellspalt in die Quellstube mittels Geschwindigkeitsmessungen fallen gelassen werden, da die

Kaiserbrunnquellen aus einem Hauptaustritt und mindestens fünf Nebenaustritten (siehe auch

STADLER, 1873) bestehen. Einer dieser Nebenaustritte wird in einem eigenen Stollen gegenüber der

Einleitung in die HQUL gefasst. Die anderen Austritte entspringen am Boden der Quellstube.

Eine weitere Problematik bei der Erfassung der Gesamtschüttung der Quellen stellt die generelle

Undichtigkeit des Bauwerks dar. Bei einem Anstieg des Wasserspiegels in der Quellstube (z.B. bei

Ausleitung der Quellen) kommt es zu Wasseraustritten aus dem Bauwerk, die im Einleitungsstollen

sichtbar sind, in den anderen Bereichen direkt in die Talfüllung eintreten (Dies konnte durch

Wasserstandsmessungen im alten Pegelrohr zwischen Museum und Einstiegsschacht gezeigt

werden. Darauf wird noch näher eingegangen). Bei einer Begehung am 23. September 2003 wurde

eine geringe Schüttung aus dem Überlaufkanal bei der Messkammer beobachtet, obwohl der

Wasserspiegel in der Quellstube deutlich unter dem Überlaufkanal lag. Ob dieses Wasser aus der

Messkammer (obere Quellen) oder den Kaiserbrunnquellen stammt, konnte nicht geklärt werden. Eine

Beeinflussung der Messergebnisse ist zu erwarten. Sie ist besonders bei Änderungen des

Betriebszustandes ersichtlich. Die Heberleitungen der Kaiserbrunnquelle dürfen nicht verwendet

werden, wenn eine korrekte Schüttungsmessung im Unterwasserkanal erfolgen soll.

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4.1.1.1.2. Überlauf

Die Pegelmessung im Überfallkanal unterhalb der Messkammer wurde im Eingangsbereich der

Messkammer, auf der in Fließrichtung linken Seite eingerichtet. Dazu wurden in die Betonabdeckung

des Überlaufkanals zwei Bohrungen (zur leichteren Ablesbarkeit) durchgeführt und entsprechende

Standrohre mit Beruhigungseinrichtungen montiert. Diese Pegelrohre wurden etwa auf Höhe des

Schnittes E-F der Beilage 6/F (Umleitung Kaiserbrunn, Messkammer 1:100, Wien im Februar 1931)

eingebaut. Ein fixer Abstichmesswinkel wurde bei einer Bohrung montiert. Damit sollte die

Pegelablesung direkt an der Überfallkante aufgelassen werden und nur mehr eine Messung im

Standrohr (Abstichmessung mit Lichtlot) eingeführt werden.

4.1.1.1.3. Einleitungskanal

Am 21.10.2003 fand während der Abkehr eine Begehung des Unterwasserkanals (Einleitungskanal)

von Joanneum Research (Stadler) und MA31 (Hr. Stanglauer) statt. Dabei wurden die Lage (ca. 11.90

m oberhalb des Einstiegschachtes) und die Höhe der zu errichtenden Sohlschwelle festgelegt. Die ca.

80 cm hohe Sohlschwelle wird aus Nirosta-Segmenten zu 10 cm errichtet. Dadurch ist eine

Anpassungsmöglichkeit an die tatsächlichen Rückstaueffekte möglich. Die Höhe von 80 cm ist tiefer,

als die Einlaufhöhe von der Quellstube, daher ist eine größere Beeinflussung des Wasserspiegels in

der Quellstube nicht anzunehmen.

Abb. 2: Messstelle Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (Einleitung in HQUL)

Am Beginn des Einleitungskanals, etwa 2.5 m nach der Schleuse befindet sich eine Tauchwand zur

Beruhigung und anschließend ein Überfall. Diese Strecke ist zu kurz, um Wasserstandsmessungen

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durchführen zu können. Etwa 4-6 m nach diesem Überfall ist eine etwa 30 cm hohe Sohlschwelle

montiert. Diese war jedoch zu niedrig, um den Einfluss der Höhe des Unterwassers, das ja von der

Wasserführung der oberen Quellen mit beeinflusst wird, hintan zu halten. Dadurch entstand ein

belüfteter Überfall und der Einfluss der oberen Quellen konnte ausgeschaltet werden. Im Bereich des

Aufstaus wurden an geeigneter Stelle die Standrohre für die Pegelmessung (mit entsprechenden

Beruhigungsmaßnahmen) und die Leitfähigkeitsmessung eingebaut.

Damit wurde erstmals eine Schüttungsmessung der Kaiserbrunnquelle über den gesamten

Schwankungsbereich der Schüttung ermöglicht.

4.1.1.1.4. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten

Nach Einbau entsprechender Beruhigungseinrichtungen weisen die Pegelmessungen gute Qualität

auf. Nicht berücksichtigt bei der Wasserstandsregistrierung ist eine geringe abgeleitete Wassermenge

für das Frühwarnsystem. Diese Menge dürfte aber unter Berücksichtigung der Undichtigkeiten des

Bauwerks und anderer Ungenauigkeiten nur eine sehr untergeordnete Rolle spielen.

Diagr. 1: Kaiserbrunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeitsmessung bei Abkehr

Verbesserungen müssen für die Schüttungsmessung durchgeführt werden. Der Abstichmesspunkt für

den Wasserstand (vorderes Rohr in Abb. 2) muss auf einen unverrückbare Höhenpunkt (am besten

an der Stollenwand) referenziert werden, damit nach etwaigen Arbeiten am Messsystem der

Abstichmesspunkt wieder hergestellt werden kann. Eine "runde" Höhe über Pegelnull ist anzustreben.

Dies gilt sinngemäß auch für die Abstichmessung in der Messkammer. Die beiden "abgesetzten"

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Stationen im Unterwasserkanal und in der Messkammer sollten in beheizte Schaltschränke montiert

werden.

Wünschenswert wäre die Errichtung einer abgesetzten Station zur Leitfähigkeitsmessung direkt am

Hauptquellspalt. Damit könnten die in Diagr. 1 dargestellten Beeinflussungen abgestellt werden und

die Unsicherheit über den tatsächlichen Verlauf von Leitfähigkeit und Temperatur bei der Hauptquelle

der HQUL behoben werden.

4.1.1.2. Quelle 20

Für die Quelle 20 wurde im Stollen direkt an der Abzweigung des Fassungsstollens eine Messstelle

zur Registrierung des Wasserstands, der Leitfähigkeit und der Temperatur errichtet. In Abb. 3 sind die

beiden Schutzrohre mit dem Abstichmesswinkel am rechten Rohr zu sehen.

4.1.1.2.1. Beurteilung der Messung, Verbesserungsmöglichkeiten

Nach Einbau der entsprechenden Beruhigungsmaßnahmen im Pegelrohr liefert diese Messstelle sehr

gute Pegelwerte. Auch die Messung der beiden anderen Parameter funktioniert sehr

zufriedenstellend.

Obwohl der Abstichmesswinkel auf 1000 mm über Pegelnull justiert ist, könnte eine zusätzliche

Vermarkung an der Felswand die Wiedererrichtung der Messstelle z.B. nach Wartungsarbeiten

erleichtern.

Abb. 3: Messstelle Quelle 20

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4.1.1.3. Höllentalquelle

Abb. 4: Lageskizze Höllentalfassung und Augenbrunn (SCHÖNBRUNNER,1926)

Die Höllentalquelle wird in einem Stichstollen der HQUL erschlossen, der mit einer ca. 1.2 m hohen

Betonwand von der HQUL abgegrenzt ist Die Ortsbrust desselben befindet sich ungefähr unter dem

temporären Quellaustritt "Augenbrunn" (siehe Abb. 4).

Die Ableitung der Quelle erfolgt mittels eines sohleben eingebundenen Eisenrohres, das erst östlich

des Stollenzugangs III endet. In dieses Rohr wurde auf Höhe des Stollenzugangs ein Sägezahnzähler

eingebaut. Das Ende dieses Fassungsrohrs liegt im Normalbetrieb unter dem Wasserspiegel in der

HQUL(siehe Abb. 5). Diese Situation ließ eine Beeinflussung der Mengenmessung der Höllentalquelle

durch den wechselnden Wasserstand in der HQUL erwarten. Zusätzlich sollte auch geklärt werden,

ob ein Überfließen der erwähnten Mauer bei höheren Schüttungen stattfindet. Zur

Wasserstandsmessung im Stichstollen wurde das Messsystem DIVER verwendet. Die Druckmessung

erfolgt als Absolutdruckmessung (ermöglicht ein geschlossenes System ohne

Druckausgleichskapillare) mit einer rechnerischen Kompensation des Luftdrucks. Das Gerät wurde

während zweier Abkehren ein- bzw. ausgebaut.

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Abb. 5:

Mengenmessung Stollen III

Es konnte durch diese Doppelmessungen folgendes gezeigt werden (Die Nummern beziehen sich auf

Markierungen in Diagr. 2 :

1) Sowohl die Schüttungsmessung als auch die Wasserstandsmessung werden durch

Abkehren der Höllentalquelle und durch Veränderungen des Wasserstands in der HQUL

(obere Quellen) beeinflusst.

2) Bei geringen Schüttungen der Höllentalquelle kann es zu einer nicht vollständigen Füllung

des Rohres kommen. Dadurch wird die Sägezahmessung deutlich beeinflusst.

3) Ein Überströmen der Stollenmauer findet während der Zeiten erhöhter Wasserführung

statt. Dies ist erkennbar an den unterschiedlichen Wasserständen aber annähernd

gleichen Schüttungsmessungen.

70

280

60

3

260

240

220

Pegel Höllentall Fassungsstollen [cm]

50

40

30

20

1

200

180

160

140

120

100

80

Q Höllental Sägezahn [ls -1 ]

60

10

40

2

0

0

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

20

Pegelstand HÖTA Fassungsstollen

HOETA_Q Sägezahn [l/s]

Diagr. 2: Höllentalquelle, Datenvergleich zur Schüttungsmessung

4.1.1.3.1. Beurteilung der Messung, Verbesserungsmöglichkeiten

Grundsätzlich funktioniert die Sägezahnmessung mit sehr guter Genauigkeit. Sie stellt damit eine

kostengünstige Alternative zu üblichen Wasserzählern dar.

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Auf Grund der beschriebenen Situation kann davon ausgegangen werden, dass die

Schüttungsmessung des Sägezahnzählers bei geringen Schüttungsmengen wegen der Beeinflussung

durch den Wasserstand in der HQUL etwas unterschätzt. Weiters treten geringfügige, sprungartige

Änderung der Messergebnisse eben dadurch auf.

Eine Verbesserung der Schüttungsmessergebnisse könnte durch eine Verlängerung des

Abflussrohres der Höllentalquelle und einer geringfügigen Anhebung des Auslaufbereichs erzielt

werden. Die Anhebung würde bei geringen Wasserführungen der Höllentalquelle eine Vollfüllung des

Rohrs gewährleisten. Ob dann noch eine Erhöhung der Absperrmauer aus dem Fassungsstollen

notwendig ist, müsste durch Tests erfolgen.

Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen konnten aufgrund der Gegebenheiten (siehe Abb. 4) nicht

am Quellmund, sondern erst im Stollen III im Messgefäß der s::can-Sonden durchgeführt werden.

Dadurch ist eine Beeinflussung vor allem der Temperaturmessungen durch die "oberen Quellen"

gegeben. Dies ist in Diagr. 3 ersichtlich. Während der Abkehr ist eine deutlich Beeinflussung um ca.

0.15°C zu erkennen. Ebenfalls auffallend ist die nicht stattfindende Temperaturänderung während des

Kleinereignisses ab dem 29.10.2006. Dies scheint auf die ausgleichende Wirkung der Wasserführung

der "oberen Quellen" zurückzuführen zu sein.

Eine Verbesserung, besonders der Temperaturmessung brächte nur die Installation einer Sonde

direkt beim Austritt. Servicearbeiten an dieser Sonde könnten nur mit erhöhtem Aufwand während der

Abkehr durchgeführt werden.

Diagr. 3: Höllentalquellen, Beeinflussung der Temperaturmessung

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4.1.1.4. Fuchspassquelle

Die Mengenmessung der Fuchspassquelle besteht aus zwei Teilmessungen, an denen jeweils der

Wasserstand registriert wird. Zum einen wird der Überlauf am bestehenden Wehr gemessen.

Allerdings wurde aus hydraulischen Gründen die Drucksonde und der Messpunkt weiter oberstromig

angebracht (siehe Abb. 6).

Abb. 6: Fuchspassquelle, Überlauf neben Quellstube

Die eingeleitete Menge wird im Stollen VII registriert. In Abb. 7 ist auch der Abstichwinkel neben dem

Sondenrohr zu sehen. Er ist referenziert auf einen unterstromig angebrachten Winkel unter der

Wasseroberfläche, der genau Pegelnull repräsentiert.

Abb. 7:

Fuchspassquelle, Stollen VII Einleitung

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4.1.1.4.1. Beurteilung der Messung, Verbesserungsmöglichkeiten

Grundsätzlich ist eine Schüttungsmessung aus Teilmessungen nicht wünschenswert, da sich

naturgemäß Messfehler summieren können. Eine Möglichkeit zur Veränderung der Messanordnungen

ist jedoch nicht möglich.

Die Pegelmessung im Überfall liefert gute Ergebnisse, lediglich während der Wintermonate kann es

durch Frost zu erhöhten Pegelwerten kommen, obwohl kein Überfall besteht. Dies müssen aufwändig

korrigiert werden. Eine Veränderung des Messgerinnes ohne Aufstau oder eine selbständige

Entleerung des Aufstaus wäre hilfreich.

Im Stollen VII sind zu Beginn der Messungen einige Probleme mit der Zuordnung der Höhen

aufgetreten, da die Abdeckung des Einlaufkanals mit den auch in der Abbildung sichtbaren

Betonplatten teilweise bei Abstichmessungen nicht berücksichtigt worden war. Diese Probleme

konnten mittlerweile behoben werden, sodass hier keinerlei Verbesserungen notwendig erscheinen.

Leitfähigkeit- und Temperaturmessungen finden direkt in der Quellstube statt und bringen an dieser

Stelle gute Ergebnisse.

4.1.2. Naßbachtal

4.1.2.1. Übeltalquelle.

Die Schüttungsmessungen an der Übeltalquelle bestehen aus zwei Teilmessungen. Im

Einleitungsstollen ist ein Sägezahnzähler montiert, die Menge im Überlauf wird mittels einer

Drucksonde registriert. Beide Messanordnungen liefern gute Messergebnisse. Leitfähigkeit und

Temperatur werden direkt in der Quellfassung gemessen.

Abb. 8:

Übeltalquelle. Überlauf, Einbau Messsystem

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4.1.2.1.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten

Die Sägezahnmessung im Stollen liefert sehr gute Ergebnisse und zeigt deutlich, dass eine

Obergrenze der Einleitung von ca. 12 l/s besteht (siehe Kapitel Detailuntersuchungen). Weiters

werden im Kapitel Detailuntersuchungen Beispiele von sehr raschen Schüttungsanstiegen gezeigt, die

bei einer gleichen Obergrenze dieses Phänomens auch Effekte der Messanordnung als Auslöser

möglich erscheinen lassen. Dies kann jedoch derzeit nicht festgestellt werden. Die Pegelmessung

liefert ebenfalls gute Ergebnisse, lediglich während der Wintermonate kann es durch Frost zu

erhöhten Pegelwerten kommen, obwohl kein Überfall besteht. Dies müssen aufwändig korrigiert

werden. Eine Veränderung des Messgerinnes ohne Aufstau oder eine selbständige Entleerung des

Aufstaus wäre hilfreich.

Die bei der Leitfähigkeitsmessung spontan auftretenden Leitfähigkeitsunterschiede scheinen auf

unterschiedliche Wasserkomponenten in der Quellfassung hinzuweisen, die bei unterschiedlichen

Anströmverhältnissen der Leitfähigkeitssonde auftreten. Dies kann, ausgelöst durch die Aktivierung

des Überlaufs, spontan auftreten.

Eine Verbesserung sollte mehr unter dem Aspekt der Qualitätssicherung erfolgen als unter dem der

Verbesserung der Messwerte (siehe Quellkapitel).

Diagr. 4: Übeltalquelle. Leitfähigkeit und Pegelstand Überlauf

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4.1.2.2. Albertwiesquelle

An der Albertwiesquelle sind derzeit keine Schüttungsangaben möglich. Aufgrund der besonderen

Situation ist der Einleitungsstollen nur während der Abkehr zugängig. Eine Beeinflussung des

Wasserstands in der Quellkammer durch den Wasserstand in der HQUL konnte nicht ausgeschlossen

werden. Es wurde daher zu Testzwecken eine Drucksonde in der Quellkammer montiert. Es zeigte

sich, dass mit großer Wahrscheinlichkeit nur sehr geringe Beeinflussungen auftreten (siehe Diagr. 5).

Diese betragen an den markierten Stellen ca. 1 cm. Eine weitere Klärung des Sachverhalts wird eine

Begehung während der nächsten Abkehr bringen. Nach Auskunft der Betriebsleitung besteht die

Möglichkeit, Abflussmessungen während der Abkehr durchzuführen; auch einzelne Kurzabkehren für

Messungen sind möglich.

Leitfähigkeit und Temperatur werden in der Quellstube gemessen.

Diagr. 5: Pegelstand Albertwiesquelle

4.1.2.2.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten

Wie bereits erwähnt, kann davon ausgegangen werden, dass eine Schüttungsaufzeichnung der

Albertwiesquelle mit kleinen Ungenauigkeiten möglich ist. Die Leitfähigkeits- und

Temperaturmessungen liefern sehr gute Ergebnisse.

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4.1.2.3. Reißtalquelle

Die Schüttungsmessung der Reißtalquelle erfolgt mittels Wasserzähler, dessen Signale im Kraftwerk

aufgezeichnet werden können. Die Auflösung dieser Messung ist äußerst gering. Es werden nur

10.000 Liter pro Impuls registriert.

Aufgrund einer fehlenden Datenleitung zwischen Quellfassung und Kraftwerk musste für die Messung

der Leitfähigkeit und Temperatur ein eigener Datensammler in der Quellstube eingebaut werden.

Dieser wurde vom Joanneum beigestellt.

Abb. 9: Reißtalquelle, Sammelschacht

Die Leitfähigkeitssonde wurde im Sammelschacht in unmittelbarer Nähe des in Abb. 9 sichtbaren

Pegelrohres angebracht.

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4.1.2.3.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten

Diagr. 6: Reißtalquelle. Vergleich der Schüttungswerte

Wie bereits angedeutet, müsste die Auflösung der Mengenmessung deutlich verbessert werden, um

die hohe zeitliche Auflösung auch nutzen zu können.

Unter Reduzierung der zeitlichen Auflösung lassen sich gute Schüttungswerte als Mittelwerte von 60

oder 120 Minuten generieren. Dies ist in Diagr. 6 dargestellt. Diese Bearbeitungen gehen auf Kosten

der zeitlichen Auflösung und können Kleinereignisse nur sehr ungenügend darstellen.

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Diagr. 7: Reißtalquelle, Ereignis im September 2007

In der bestehenden Messkonfiguration sind augenscheinlich auch Einflüsse von Abkehren und

Regulierungsarbeiten ersichtlich.

In Diagr. 7 ist deutlich die Beeinflussung vom 12. bis 14. September durch Regulierungsarbeiten

ersichtlich (abrupter Schüttungsrückgang am 12.9.2007 und stufenartiger Anstieg bis 14.9.2007).

Es wäre daher sehr wünschenswert, sowohl die quantitative Auflösung der Mengenmessung deutlich

zu verbessern (z.B.: 500 Liter pro Impuls), als auch eine Veränderung der Messsituation zu erreichen,

damit keine Beeinflussungen von Regulierungsarbeiten mehr stattfinden.

Die Leitfähigkeitsmessung liefert korrekte Ergebnisse. Allerdings müssen die auftretenden spontanen

(sprunghaften) Änderungen (sichtbar als Rauschen der Messwerte) besonders unter dem Aspekt der

Qualitätssicherung betrachtet werden (siehe Quellkapitel). Es scheinen hier, bedingt durch die Anlage

der Quellfassung sehr unterschiedliche Wasserkomponenten erfasst werden. Dem ist unbedingt

nachzugehen. Ein technisches Problem bei der Messwerterfassung wird nach mehreren

Kontrollmessungen ausgeschlossen.

Zur Vereinfachung der Datenaufzeichnung wäre eine Datenleitung zwischen Quellfassung und

Kraftwerk wünschenswert.

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4.1.3. Die Quellen und Brunnen im Sierningtal

4.1.3.1. Kreuzquelle

An der Kreuzquelle konnte eine Schüttungsmessung im Bereich des Endes des unmittelbaren

Fassungsstollens errichtet werden. Dies ist in Abb. 10 zu erkennen.

Abb. 10: Kreuzquelle Pegelmessung

Im Bildvordergrund deutlich zu erkennen ist das Abstichmessrohr, in dem die Kontrollmessungen

durchgeführt werden. Die Drucksonde ist weiter bergwärts (Im Foto rechts) eingebaut. Die

Leitfähigkeitsmessung wird unmittelbar nach dem Überfall gemessen.

4.1.3.1.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten

Bei der Wasserstandsmessung ergab sich durch den Einbau der Ableitung für die s::can-Sonde (18.

Sept. 2007) eine deutliche Beeinflussung des Wasserstandes. Dies ist in Diagr. 8 deutlich zu

erkennen. Weiters zu erkennen ist die große Schwankungsbreite der Pegelregistrierung (ca. 0.8 cm),

die durch Wellenschlag verursacht wird.

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Diagr. 8: Kreuzquelle Pegelstandsbeeinflussung

Als Verbesserungsmaßnahmen ist vordringlich die Beseitigung der Beeinflussung durch die Ableitung

für die s::can-Sonde zu nennen. Die Beeinflussung beträgt bei einem mittleren Wasserstand derzeit

ca. 8l/s bei einer mittleren Schüttung 2007 von etwa 65 l/s. Es wird vorgeschlagen, das Wasser für die

s:can-Sonde erst nach dem Überfall zu entnehmen.

Als weitere Verbesserungsmaßnahme ist ein Beruhigungsrohr für die Pegelsonde zu nennen, wie es

bereits bei den anderen Quellen eingebaut ist (z.B.: Kaiserbrunnquelle).

Die Leitfähigkeits- und Temperaturmessung können unverändert belassen werden. Das Offset am

4.1.3.2. Schlossquelle

An der Schlossquelle wurde eine Leitfähigkeits- und Temperaturmessung in der Quellkammer

installiert

4.1.3.2.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten

Durch die starke Feinmaterialführung während des Hochwasserereignisses im September 2007 kam

es zum Ausfall des Messsystems. Es ist in Zukunft verstärkt darauf zu achten, dass die Sonde nach

Niederschlagsereignissen kontrolliert wird. Auch ist die Befestigungshöhe gegebenenfalls zu

verändern, sodass die Sonde nicht trocken fällt.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 36

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Besonders wichtig an der Schlossquelle wäre die Errichtung einer eigenen Schüttungsmessung.

Derzeit wird die Schüttung als Differenz aus Kreuzquelle und Brunnen Mahrwiese gegen den

Gesamtdurchfluss im Regulator Siedung errechnet. Dies bringt naturgemäß Ungenauigkeiten mit sich.

Dies ist in Diagr. 9 deutlich zu erkennen. Zu bemerken ist dabei, dass die Sprünge deutlich unter 10%

liegen. Mit einer eigenen Schüttungsmessung an der Schlossquelle könnte die Genauigkeit deutlich

verbessert werden.

Diagr. 9: Berechnete Schüttungswerte Schlossquelle

4.1.3.3. Brunnen Mahrwiese

Die beiden Brunnen in der Mahrwiese wurden mit einer zentralen Station im Brunnen A (abstromiger

Brunnen) und einer abgesetzten Station im Brunnen B ausgerüstet. Derzeit werden in beiden Brunnen

die Leitfähigkeiten (dabei im Brunnen B in zwei verschiedenen Tiefen) gemessen. Der Wasserstand

(Abstich) wird derzeit nur im Brunnen A registriert. Im Brunnen B war vom 28.12.2005 bis 13.11.2007

ein Leihgerät des WRM installiert.

Der neue zentrale Datensammler im Brunnen A bereitete größere Schwierigkeiten nach der

Installation, wobei erschwerend dazukam, dass in beiden Brunnen sehr unterschiedliche, nicht zu

erwartende Leitfähigkeitsveränderungen während des Pumpbetriebs (Saugbetrieb) auftreten, die

teilweise während der Zeit der technischen Probleme als solche interpretiert wurden. Darauf wird im

Kapitel zu den Detailuntersuchungen näher eingegangen. Nun laufen die installierten Messungen

korrekt.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 37

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4.1.3.3.1. Beurteilung der Messungen, Verbesserungsmöglichkeiten

Auf Grund der unterschiedlichen Reaktion der beiden Brunnen wird empfohlen, im Brunnen B wieder

eine Drucksonde zu installieren.

Über die Notwendigkeit von Leitfähigkeitsmessungen in verschiedenen Tiefen (unter Umständen auch

im Brunnen A) kann erst nach einer längeren Beobachtungszeit eine Aussage getroffen werden. Nach

der Schneeschmelze 2008 sollte darüber entschieden werden.

4.1.3.4. Problematik der Messungen in Stixenstein

Am 5. April 2007 traten im Bereich Stixenstein Veränderungen der gemessenen Werte auf, die trotz

aller Recherchen nicht restlos geklärt werden konnten.

Situation:

• elektrische Arbeiten der MA31 in Stixenstein am 4. und 5. April 2007. Völliger

Neuanschluss der Anlagen in Stixenstein durch die EVN

• keine Arbeiten des Joanneums, keine Abflussmessungen, keine Kalibrationsarbeiten

• keine Arbeiten der Fa. Logotronic.

• Keine Veränderungen der Witterung. Kein Niederschlag, keine wesentlichen

Temperaturänderungen zu den Tagen vorher und nachher.

Trotz der oben beschriebenen Situation traten die in Diagr. 10 sichtbaren, zuerst sprunghaften, dann

über etwa 14 Stunden andauernden Veränderungen in der Leitfähigkeit auf. Die hellblauen und

magentafarbigen Dreiecke symbolisieren Kontrollmessungen der Leitfähigkeit an beiden Quellen.

Diese Kontrollmessungen passen nach dem Sprung am 5.4.2007 sehr gut zum tatsächlichen Verlauf.

Vor dem Sprung liegt nur eine Kontrollmessung vor, bei dem der Wert an der Kreuzquelle höher ist,

als jener des Datensammlers. In hellrot ist die Leitfähigkeit im Brunnen A dargestellt. Die sprunghafte

Veränderung am 21.4.2007 und 5.5.2007 ist eindeutig durch den Pumpbetrieb erklärbar. Vom

Brunnen B liegen keine Datensammlerwerte zu diesem Zeitpunkt vor. Dabei fällt auf, dass es zu

unmittelbaren Veränderungen im Brunnen zu diesem Zeitpunkt kommt. Der vorher bestehende

sinkende Trend wird augenblicklich unterbrochen und einen Tag später beginnt ein kurzer Anstieg.

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Diagr. 10: Leitfähigkeitsverlauf Stixenstein, April 2007

Für die Temperaturen an den beiden Quellen stellt sich die Situation ähnlich dar. Es kommt zu einem

ähnlich verlaufenden Offset, das während des bisher vorliegenden Beobachtungszeitraums (bis

14.12.2007) anhält.

Diagr. 11: Temperaturverlauf Stixenstein, April 2007

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 39

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Nach Rücksprache mit der Firma Logotronic und dem Elektriker der MA31 ließe sich das bisher

dargestellte, vor allem die Leitfähigkeitsänderungen, weniger die Temperaturänderungen, als Effekt

der Veränderung der elektrischen Installation interpretieren. Hier ist vor allem eine Verbesserung der

Erdungssituation zu nennen. Für die Temperaturmessungen ist diese Erklärung bereits

problematisch. Vollend unerklärlich aus elektrotechnischer Sicht ist eine Wasserstandsänderung am

folgenden Tag (6.4.2007), wie sie in Diagr. 12 dargestellt ist.

Diagr. 12: Mahrwiese Brunnen A. Abstich und Leitfähigkeit April 2007

Der hier dargestellt Verlauf des Abstichs am Brunnen A ist völlig untypisch. Es handelt sich um einen

Zeitraum, an dem keine Förderung aus den beiden Brunnen erfolgte. Der Brunnen B blieb

unbeeinflusst (hier war allerdings ein anders Messsystem im Einsatz). Eine elektrische Beeinflussung

der Wasserstandsmessung wird von den Experten der Fa. Logotronic ausgeschlossen. Es muss

festgehalten werden, dass nach dem Ereignis sowohl der Charakter des Verlaufs (Tagesgänge

sichtbar) als auch das Abstichmaß ein anderes ist.

Zieht man einen hydraulischen Vorgang als Erklärungsversuch heran, müssten ab diesem Zeitpunkt

und auf Dauer an beiden Quellen Wasserkomponenten nicht mehr oder zusätzlich abfließen, die

diese Veränderungen bewirkten. Merkliche Schüttungsänderungen im System Stixenstein wurden am

Regulator Sieding nicht registriert. Auch eine so deutliche, spontane Veränderung der

Zusammensetzung der Wässer ohne entsprechender Schüttungsänderung kann hydrologische nicht

erklärt werden.

Zusammenfassend muss gesagt werden, dass die beschriebenen Vorgänge nicht eindeutig geklärt

werden konnten und diese Situation weiter beobachtet werden muss.

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4.1.4. Niederschlagsmessungen

Im Zuge von Ereignisbeprobungen und Ereignismonitoring wurde an am Damböckhaus eine

Niederschlagsstation mit einer Casello Wippe (0.5 m², Auflösung 0.2 mm) aufgestellt. Während des

Ereignismonitorings im August 2007 war auch in unmittelbarer Nähe (Abstand ca. 1.5) ein

Lasermessgerät zur Niederschlagsmessung (Fa. Ott) installiert. In Diagr. 13 werden die

Tagessummen beider System verglichen.

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

06.08.07

07.08.07

08.08.07

09.08.07

10.08.07

11.08.07

12.08.07

13.08.07

14.08.07

15.08.07

16.08.07

17.08.07

18.08.07

19.08.07

20.08.07

21.08.07

22.08.07

23.08.07

24.08.07

25.08.07

Niederschlagstagessummen [mm]

26.08.07

27.08.07

28.08.07

29.08.07

Niederschlag [mm] NS_mm_Laser

Diagr. 13: Vergleich Niederschlagsmessungen

Es zeigt sich dabei ein sehr unterschiedliches Ergebnis. Die größte Abweichung beider Systeme

betrug 18.2% am 9.8.2007. Dabei ist anzumerken, dass in der Literatur allgemein bereits für die

Niederschlagswippen Verluste angemerkt werden, die bei Starkregen beachtlich sein können.

Möglicherweise werden die Lasermesswerte auch von den herrschenden Windverhältnissen

beeinflusst, Analysen darüber liegen nicht vor.

4.2. Zusammenstellung der Schlüsselkurven

4.2.1. Kaiserbrunnquelle

4.2.1.1. Unterwasserkanal

Im Unterwasserkanal wurde an der neu errichteten Messstelle mittels Tracerverdünnungsmethode

(unter Verwendung handelsüblichen Kochsalzes) eine Schlüsselkurve (siehe Diagr. 14) erstellt. Darin

sind auch die Parameter der Schlüsselkurve enthalten.

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Pegel Kaiserbrunnquelle UWK Funktion 1 BERECHNUNGSERGEBNISSE:

45.00

42.00

39.00

36.00

33.00

30.00

27.00

Q = A * (W - C) ** B

A: 2.8293315719E+000

B: 1.5995160458E+000

C: 2.1000000000E+000

Datenpunkte: 16

K. - Koeffizient: 0.99905

MESSWERTE:

265.00 18.80

349.00 22.00

1089.50 43.60

751.90 35.40

523.70 28.00

410.40 24.00

367.70 23.40

225.90 17.50

186.80 16.10

173.70 15.30

177.10 15.00

936.10 39.40

215.70 17.50

243.10 18.60

1146.30 44.70

390.00 24.20

24.00

21.00

18.00

15.00

12.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

900.00

1000.00

1100.00

1200.00

Wasserstand

Abfluß

Diagr. 14: Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Unterwasserkanal (UWK)

Die Messungen wurden in der Regel als Doppelmessung (zweifache Messung eines Durchgangs)

ausgeführt, um die Problematik der sehr kurzen Durchmischungsstrecke beurteilen zu können. Die

Messungen fanden kurz vor der Einmündung der "Oberen Quellen" statt, die Einspeisung erfolgte in

der Quellstube an verschiedenen Stellen im Bereich des Einlaufbauwerks. Damit konnte sichergestellt

werden, dass eine sehr gut abgesicherte Schlüsselkurve vorliegt.

4.2.1.2. Überfall Messkammer

Da der Überfall Messkammer nur bei Abkehren und Hochwassersituationen aktiv ist, konnten auf

Grund der Problematik des Einspeiseorts keine Abflussmessungen nach der

Tracerverdünnungsmethode durchgeführt werden. Es wurde auf eine Berechnung zurückgegriffen. Es

lagen dafür Daten der MA31 vor. Diese sind in Diagr. 15 den Berechungen nach Rehbock

gegenübergestellt.

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1000

900

800

700

Schüttung [ls -1 ]

600

500

400

300

200

100

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Pegelstand [cm]

Q [l/s] Rehbock Q [l/s] MA31

Diagr. 15: Kaiserbrunnen, Überfall. SK der MA31 und Berechnungen nach Rehbock.

Die Wehrberechnungen nach Rehbock wurden verwendet. Aus diesen wurde die Schlüsselkurve

(Diagr. 16) mit den darin enthaltenen Parametern ermittelt.

Pegel Projekt1 Funktion 1 BERECHNUNGSERGEBNISSE:

55.00

50.00

45.00

40.00

35.00

30.00

25.00

20.00

15.00

Q = A * (W - C) ** B

A: 3.9600428990E+000

B: 1.5549016735E+000

C: -2.0000000000E-001

Datenpunkte: 26

K. - Koeffizient: 0.99999

MESSWERTE:

5.20 1.00

24.60 3.00

52.10 5.00

85.90 7.00

125.10 9.00

169.30 11.00

218.00 13.00

270.90 15.00

328.00 17.00

388.90 19.00

453.50 21.00

521.80 23.00

593.60 25.00

668.80 27.00

747.50 29.00

829.40 31.00

914.70 33.00

1003.10 35.00

1094.80 37.00

1189.50 39.00

1287.50 41.00

1388.40 43.00

1492.50 45.00

1599.60 47.00

1709.70 49.00

1822.90 51.00

10.00

Wasserstand

5.00

0.00

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1400.00

1600.00

1800.00

2000.00

Diagr. 16:

Abfluß

Schlüsselkurve Kaiserbrunnquelle Überfall Messkammer

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 43

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4.2.2. Quelle 20

Pegel Quelle 20 alle Werte BERECHNUNGSERGEBNISSE:

30.00

28.00

26.00

24.00

Q = A * (W - C) ** B

A: 3.6244365308E+000

B: 1.3664815405E+000

C: 1.9000000000E+000

Datenpunkte: 8

K. - Koeffizient: 0.99456

MESSWERTE:

210.40 20.90

150.90 17.40

132.40 15.20

81.00 11.10

75.60 11.20

306.40 28.00

97.00 13.50

80.00 12.00

22.00

20.00

18.00

16.00

14.00

12.00

10.00

60.00

90.00

120.00

150.00

180.00

210.00

240.00

270.00

300.00

330.00

Wasserstand

Abfluß

Diagr. 17: Schlüsselkurve Quelle 20

An der Quelle 20 konnte unter sehr guten Bedingungen eine Schlüsselkurve mittels Messungen nach

der Tracerverdünnungsmethode erstellt werden. Die Einspeisung erfolgt direkt am Quellspalt, Die

Messsonde wurde in den Quellstollen bis kurz vor der Einmündung in die HQUL "eingeschwemmt".

Auch hier konnte eine sehr gute Abdeckung des erwarteten Schwankungsbereichs erzielt werden.

4.2.3. Stollen VII, "Obere Quellen"

Zur Differenzschüttungsermittlung wurde im Stollen VII für die "Oberen Quellen" auf Basis der

Berechnungen der Fa. Rittmeyer eine Schlüsselkurve erstellt. Es wurde dabei angenommen, dass

das von der MA31 zur Verfügung gestellte mA-Signal (0-20 mA) linear dem Schüttungsbereich 0-

1200 ls -1 entspricht. Laut Angaben der Fa. Rittmeyer könnte dieses Signal auch dem

Wasserstandsbereich 0-88.27 mm entsprechen. Für diese beiden Bezugsgrößen ist eine

unterschiedliche Umrechnung in Schüttungswerte durchzuführen. Für die gegenständlichen

Untersuchungen wurden diese Werte nicht benötigt. Bei Verwendung dieser Schlüsselkurve, sollte

dieses Problem abgeklärt werden.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 44

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Pegel ObereQuellen_Rittmayer Funktion 1 BERECHNUNGSERGEBNISSE:

88.00

80.00

72.00

64.00

56.00

Q = A * (W - C) ** B

A: 1.2322421142E+000

B: 1.5339167694E+000

C: -1.9000000000E-001

Datenpunkte: 10

K. - Koeffizient: 1.00000

MESSWERTE:

12.79 4.41

66.60 13.24

143.81 22.07

239.34 30.90

350.86 39.72

476.91 48.55

616.46 57.38

768.66 66.21

932.79 75.03

1108.22 83.86

48.00

40.00

32.00

24.00

16.00

Wasserstand

8.00

0.00

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

Diagr. 18:

Abfluß

Schlüsselkurve Obere Quellen Stollen VII

4.2.4. Übeltalquelle

Pegel Übeltalquelle Überlauf nach Rehbock BERECHNUNGSERGEBNISSE:

22.00

20.00

18.00

16.00

Q = A * (W - C) ** B

A: 4.6412229739E-001

B: 1.5969717454E+000

C: -2.0000000000E-001

Datenpunkte: 6

K. - Koeffizient: 0.99999

MESSWERTE:

0.26 0.50

0.63 1.00

6.46 5.00

18.75 10.00

35.66 15.00

56.92 20.00

14.00

12.00

10.00

8.00

6.00

4.00

Wasserstand

2.00

0.00

0.00

6.00

12.00

18.00

24.00

30.00

36.00

42.00

48.00

54.00

60.00

Diagr. 19:

Abfluß

Schlüsselkurve Übeltalquelle

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 45

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Die Einleitemenge der Übeltalquelle wird mittels eines Sägezahnzählers erfasst, der Überlauf

(Messgerinne) mittels Wasserstandsmessungen.

Auch hier wurde als Grundlage eine Berechnung nach Rehbock gewählt und daraus die in Diagr. 19

dargestellte Schlüsselkurve ermittelt. Da an diesem sehr schmalen Gerinne möglicherweise die

Randbedingungen nicht bei allen Wasserständen eingehalten werden, wird zur Erhöhung der

Genauigkeit empfohlen, eine Schlüsselkurve durch Abflussmessungen zu erstellen.

4.2.5. Kreuzquelle

An der Kreuzquelle konnte trotz ungünstiger Bedingungen eine Schlüsselkurve mittels

Tracerverdünnungsmethode erstellt werden. Allerdings sind, wie weiter oben erwähnt,

Verbesserungen an der Messstelleneinrichtung zu empfehlen.

Die Einspeisung erfolgte im hangseitigen Schacht (Abb. 10), die Messsonde wurde direkt im Ablauf

vor der Einmündung in die Ableitung aus der Schlossquelle und den Brunnen (nicht im Schacht)

eingebracht.

Pegel Kreuzquelle 1 ausgebl BERECHNUNGSERGEBNISSE:

7.00

6.50

6.00

5.50

Q = A * (W - C) ** B

A: 8.9835632773E-080

B: 4.0004969528E+001

C: -9.8000000000E+001

Datenpunkte: 5

K. - Koeffizient: 0.99989

MESSWERTE:

48.80 6.30

30.10 5.00

36.25 5.50

9.20 2.00

58.55 6.70

5.00

4.50

4.00

3.50

3.00

2.50

Pegelstand

2.00

1.50

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

55.00

60.00

Diagr. 20:

Schüttung

Schlüsselkurve Kreuzquelle

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 46

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4.2.6. Regulator Sieding

Pegel Sieding Regulator alle Messungen BERECHNUNGSERGEBNISSE:

38.00

36.00

Q = A * (W - C) ** B

A: 4.7763790789E-008

B: 4.7616510962E+000

C: -7.4750000000E+001

Datenpunkte: 4

K. - Koeffizient: 0.99997

MESSWERTE:

194.00 29.50

161.60 25.50

159.20 25.25

259.30 36.00

34.00

32.00

30.00

28.00

26.00

24.00

140.00

160.00

180.00

200.00

220.00

Wasserstand

240.00

260.00

Abfluß

Diagr. 21: Schlüsselkurve Regulator Sieding

Zur Ermittlung der Schüttung der Schlossquelle (Differenzermittlung) wurde mittels

Tracerverdünnungsmethode eine Schlüsselkurve erstellt.

4.3. Quellcharakterisierung, gewässerkundliche Hauptzahlen

Im Folgenden werden die untersuchten Quellen auf Basis der In-situ Messungen der Basisparameter

Schüttung, Leitfähigkeit und Temperatur charakterisiert. Die Berechnung der gewässerkundlichen

Hauptzahlen und der weiteren statistischen Parameter erfolgt auf Tagesmittelbasis, die aus diskreten

Messwerten mit 15-minütigem Intervall ermittelt wurden.

Für die Messstellen der zweiten Ausbaustufe liegen teilweise nur kurze Messreihen vor, die

Interpretationsmöglichkeiten sind demnach eingeschränkt. Es ist daher die jeweils in den Diagrammen

angeführte Beobachtungsdauer zu beachten. Generell ist zur Darstellung der Mittelwertganglinien zu

sagen, dass prägende Großereignisse sich in den Darstellungen noch deutlich durchpausen. Dies ist

als Funktion der Beobachtungsdauer zu sehen.

In den eingefügten Tabellen sind auch die extremen Einzelmesswerte (15-Minutenwert,

Momentanwert) enthalten. Sie bilden die Basis zur Berechnung der Schüttungsquotienten. Diese

Tabellen sind auf der beiliegenden Daten-CD auch für die Parameter Leitfähigkeit und Temperatur

enthalten.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 47

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Weiters in diesen Darstellungen enthalten sind die SAK-Zeitreihen (SAK bei 254 nm) an der

Albertwiesquelle, Höllentalquelle, Fuchspassquelle und Kaiserbrunnquelle, soweit Daten vorliegen.

Die Stationen werden von der MA31, Betriebsleitung Hirschwang betreut. Die SAK-Werte wurden

ausgewählt, da sie als hauptsächlich anthropogen verursachter Qualitätsparameter anzusehen ist. Ihr

Verhalten gibt auch wichtige Hinweise auf die Eintragsmöglichkeit und das Transportverhalten

anderer oberflächenorientierter Schadstoffe. Weiters ist es in Karstgebieten im Gegensatz zur

Trübung ein überwiegend an die Oberfläche des Einzugsgebietes zuzuordnender Parameter, der

durch Einschwemmung und Transport durch das Karstsystem an den Quellen auftritt. Da es sich aber

um einen Summenparameter handelt, kann keine Zuordnung zu möglicherweise vorhandenen

einzelnen Belastungsquellen erfolgen. Weiters muss angemerkt werden, dass zur hier vorliegenden

Auswertung und Darstellung nur Korrekturen einzelner offensichtlicher Spikes und Nullwerte während

der Kalibration durchgeführt werden konnten. Eine Korrektur bezüglich der Kalibrationen oder eine

Kontrollwertkorrektur konnte nicht durchgeführt werden.

4.3.1. Kaiserbrunnquelle

4.3.1.1. Schüttung

Der Schüttungsquotient der Kaiserbrunnquelle beträgt 1:14 (Tab. 1). Das entspricht einer typischen

Karstquelle. Der Mittelwert der Schüttung liegt im Beobachtungszeitraum bei 589 l/s. Damit stellt der

Kaiserbrunnen nicht nur historisch die Hauptquelle der 1. HQUL dar.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007

2500

2000

DURCHFLUSS [l/s]

1500

1000

500

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 22:

Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Schüttungstagesmittel

Einer Karstquelle entsprechend fallen in der Hüllkurve der Maxima in Diagr. 22 die rasch

einsetzenden Hochwasserereignisse auf. Bemerkenswert dabei ist, dass zwei prägende Hochwässer

(im Jänner und September) erst 2007 aufgetreten sind. Da der Beobachtungszeitraum erst im

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 48

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Hydrogeologie Schneeberg/Rax

Dezember 2003 begann, ist daraus nicht unbedingt abzuleiten, dass im letzten Beobachtungsjahr eine

verstärkte Hochwasserhäufigkeit herrschte.

Tab. 1:

Gewässerkundliche Hauptzahlen Kaiserbrunnen, Schüttung

MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2003 BIS 2007

Pegel

Parameter

KBR_Ges

DURCHFLUSS [l/s]

Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ

Wert 163.87 467.19 588.85 2318.70

am 7. Mär. 2006 4. Mai. 2005

Die Schneeschmelze setzt im Durchschnitt bereits Mitte März ein und erreicht in der zweiten Maihälfte

bereits ihren Höhepunkt. Aufgrund dieses zeitlichen Verlaufs kann davon ausgegangen werden, dass

bei einer errechneten mittleren Seehöhe des Einzugsgebiets von etwa 1340 m auch deutlich tiefer

liegende Gebiete entwässert werden.

Die niedrigsten Schüttungswerte werden in der Regel im Hochwinter oder kurz vor Beginn der

Schneeschmelze erreicht. Im Beobachtungszeitraum wurde der niedrigste Wert mit 163.9 l/s am

7.3.2006 ermittelt; der höchste Schüttungswert betrug 2319 l/s und wurde während der

Schneeschmelze 2005 (4.5.2005) erreicht.

Die erste bekannte Schüttungsmessung am Kaiserbrunnen beschreibt Rudolf Stadler (R. STADLER,

1873, S.81). Demnach fand am 10 Oktober 1863 eine Abflussmessung statt, bei der 409.3 l/s ermittelt

wurden. Dies ist für diese Jahreszeit ein durchaus realistischer Wert, wenn man mit einbezieht, dass

nach seinen Angaben dabei nur das Hauptgerinne gemessen wurde, einige Seitenaustritte bei der

Messung nicht erfasst wurden. Wie die Messung stattfand, wird nicht beschrieben. Weiters gibt er an

oben genannter Stelle auch ein ermitteltes (?) Minimum mit 235 l/s und ein Maximum mit 491 l/s an.

Beide Werte erreichen die tatsächlichen Extremwerte nicht.

4.3.1.2. Leitfähigkeit

Die mittlere Ganglinie der Leitfähigkeit entspricht im Wesentlichen dem zu erwartenden Verlauf an

einer Karstquelle. Entsprechend dem Verlauf der mittleren Schüttungen ist die beginnende

Schneeschmelze ebenfalls bereits ab Mitte März ersichtlich, der Höhepunkt wird etwas verzögert zur

Schüttungsspitze in der Regel erst Ende Mai registriert. Die gesamte Schwankungsbreite der

Leitfähigkeit im Beobachtungszeitraum beträgt etwa 70 µS/cm@25°C, ein für Karstquellen durchaus

charakteristischer Wert, der jedoch geringer ist als jener der Fuchspassquelle (88 µS/cm@25°C).

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Auffallend an der Darstellung in Diagr. 23 ist der Verlauf beider Hüllkurven (Tagesminima,

Tagesmaxima). Dabei sind vor allem der Verlauf der Maxima der Leitfähigkeit zu nennen, die – auch

auf Grund der relativ kurzen Beobachtungszeit – deutliche Ereignisspitzen zeigt. Wie aus den

Detailbeobachtungen (siehe entsprechendes Kapitel) bekannt ist, treten sehr häufig

Schüttungsereignisse auf, die unmittelbar höher mineralisiertes Wasser mobilisieren. Dieser für eine

Karstquelle untypische Effekt tritt, betrachtet man Diagr. 23, verstärkt in den Wintermonaten (Jänner

bis einschließlich März) auf. Bei der Ereignisbeprobung im Juli 2006 (siehe Kapitel Isotope) konnte

dieser Effekt ebenfalls beobachtet werden. Bei einer neuerlichen Ereignisbeprobung im August 2007

trat der üblicherweise an Karstquellen zu erwartende Verdünnungseffekt auf. Nach derzeitigem

Wissensstand kann noch keine abschließende Typisierung dieser Ereignisse erfolgen, es wird aber

vermutet, dass durch unterschiedliche Abläufe der Niederschlagsentwicklung und eventuell in

Abhängigkeit der Niederschlagsintensität die Mobilisierung der gespeicherten Wässer in

unterschiedlicher Weise erfolgt und damit diese Effekte auftreten. Ob dabei auch unterschiedliche

Teileinzugsgebiete aktiviert werden, kann nicht gesagt werden.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007

270

260

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

250

240

230

220

210

200

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 23:

Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Leitfähigkeitstagesmittel

Eine Typisierung der Ereignisse unter Berücksichtigung dieser Effekt und unter Einbeziehung

wichtiger Qualitätsparameter könnte nur unter Zuhilfenahme mehrerer Niederschlagsstationen (mit

hoher zeitlicher Auflösungsmöglichkeit der Niederschlagsereignisse) im vermuteten Einzugsgebiet

des Schneebergs erfolgen.

4.3.1.3. Spektraler Absorptionskoeffizient

In Diagr. 24 ist Folgendes deutlich zu erkennen:

Während der Schneeschmelze treten immer erhöhte SAK254 Werte auf.

Die niedrigsten Belastungen sind in den Wintermonaten zu erwarten, solange keine

Tauperioden einsetzen.

Sommerereignisse führen zu den höchsten Belastungen

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geringe Schneedecken im Winter führen zu hohen SAK254 Anstiegen bereits im Jänner

und Februar.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

6

5

4

SAK [m-1]

3

2

1

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 24:

Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle SAK-Tagesmittel

Besonders zu vermerken ist der Anstieg im Jänner auf fast SAK 4m -1 . dieses Ereignis trat nach dem

schneearmen Winter 2006/07 im Jänner 2007 auf. Weiters bemerkenswert sind die Spitzen, die

während und nach Sommerniederschlägen (Starkregenereignissen) auftreten. Dazu muss gesagt

werden, dass Spitzenwerte wie im September natürlich auch in anderen Monaten nach heftigen

Niederschlagsereignissen auftreten können.

Der Mittelwert im Beobachtungszeitraum liegt bei SAK 1.27 m -1 , der höchste Wert bei SAK 6.12 m -1 .

Damit liegen beide Wert deutlich unterhalb der Fuchspassquelle und höher als die Höllentalquelle.

4.3.1.4. Temperatur

Der Verlauf des Temperaturgangs ist ebenfalls für Karstquellen typisch. Der Schwankungsbereich

beträgt 1.47°C. Auch aus dem Verlauf der Temperatur wird deutlich, dass die Schneeschmelze

deutlich vom direkt zum Abfluss gelangenden Schmelzwasser geprägt wird. Die geringste

Schwankungsbreite herrscht naturgemäß im Hochwinter bis zum Einsetzen der Schneeschmelze.

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Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007

7.3

7.1

WASSERTEMPERATUR [°C]

6.9

6.7

6.5

6.3

6.1

5.9

5.7

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 25:

Mittlere Jahresganglinie Kaiserbrunnquelle Temperaturtagesmittel

4.3.2. Quellbereich Höllental

Der Quellbereich Höllental umfasst die Höllentalquelle, deren Nachfassung, die Quelle 20 und den

Augenbrunnen. Sie werden hier gemeinsam behandelt, da sie eine sehr einheitliche Quellgruppe mit

einem gemeinsamen Einzugsgebiet darstellen.

4.3.2.1. Höllentalquelle

4.3.2.1.1. Schüttung

Wie im Kapitel Messnetzaufbau erläutert, sind die Mengenmessungen an der Höllentalquelle mit

Unsicherheiten behaftet, die im Wesentlichen aus einer Beeinflussung durch den Wasserstand im

Stollen VII resultieren. Dies zeigt sich auch in der graphischen Darstellung der Schüttungswerte

(Diagr. 26). Möglichkeiten zur Reduzierung dieser Beeinflussungen werden ebenfalls dort aufgezeigt.

Obwohl die Höllentalquelle (und auch die Quelle 20) das höchste Einzugsgebiet (mittlere Höhe,

ermittelt aus dem Umweltisotop Sauerstoff-18) aufweist, beginnt hier die Schneeschmelze im Mittel

etwa 2 Wochen früher als an der Kaiserbrunnquelle. Dies kann nur bedeuten, dass nennenswerte

Teile des Einzugsgebiets nicht nur auf der Hochfläche der Rax zu suchen sind, sondern auch deutlich

tiefer, z.B.: im Höllental. Andere Möglichkeiten, wie etwa eine Beeinflussung durch die Schwarza

werden im Kapitel Detailuntersuchungen ebenfalls diskutiert.

Der Höhepunkt der Schneeschmelze wird im Mittel bereits Ende Mai erreicht. Der Schüttungsquotient

liegt hier bei 9.6 uns somit deutlich niedriger als an der Kaiserbrunnquelle oder der Fuchspassquelle.

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Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

300

250

DURCHFLUSS [l/s]

200

150

100

50

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 26: Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Schüttungstagesmittel

Im Gegensatz zu ausgeprägten Karstquellen des Kalktyps zeigt die Höllentalquelle (wie auch die

Quelle 20) nur sehr geringe Schüttungsspitzen nach Einzelereignissen. Dies kann teilweise auch

messtechnische Gründe (Überlauf der Absperrmauer des Höllental-Fassungsstollens) haben.

Aufgrund des Gesamtverlaufs der Schüttungsganglinien wird jedoch angenommen, dass dies nur

einen kleinen Teil von Schüttungsspitzen betreffen kann. Dieser ausgeglichene Schüttungsverlauf

steht im Gegensatz zur ermittelten Schwankungsbreite der Umweltisotope (siehe Kapitel

Isotopenuntersuchungen) und zum Verlauf der SAK254- Ganglinie, die weiter unten behandelt wird.

Tab. 2:

Gewässerkundliche Hauptzahlen Höllentalquelle, Schüttung

MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2004 BIS 2007

Pegel

Parameter

Höllentalquelle Schüttung

SCHÜTTUNG [ls-1]

Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR DATUM

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ

Wert 29.37 122.86 148.83 282.85

am 28. Feb. 2005 8. Aug. 2006

4.3.2.1.2. Leitfähigkeit

Der Verlauf der mittleren Jahresganglinie der Tagesmittel der Leitfähigkeiten (Diagr. 27) zeigt auf den

ersten Blick den typischen Verlauf für eine Karstquelle: Deutliche Dominanz der Schneeschmelze

durch unmittelbar auftretende Verdünnungseffekte. Allerdings treten diese Verdünnungseffekte

deutlich verzögert gegenüber dem mittleren Schüttungsanstieg auf. Verdünnungseffekte als Reaktion

auf Sommerniederschläge treten allerdings – karstquellentypisch – sehr spontan und deutlich

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ausgeprägt auf. Diese schnellen Reaktionen bewirken in der Darstellung eine große Bandbreite der

Werte in den Sommermonaten. Anzeichen von Piston-Flow-Effekten (Ausdrücken höher mineralisierte

Wässer) nach Ereignissen treten hier, im Gegensatz zur Kaiserbrunnquelle, nicht auf.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007

270

260

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

250

240

230

220

210

200

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 27:

Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Leitfähigkeitstagesmittel

Durch den prägenden Charakter der Schneeschmelze ist besonders in der ersten Phase die

Schwankungsbreite der Werte relativ gering.

4.3.2.1.3. Spektraler Absorptionskoeffizient

Die mittlere Ganglinie ist in Diagr. 28 dargestellt. Anders als bei der Kaiserbrunnquelle tritt der

dominierende Einfluss der Schneeschmelze an der Höllentalquelle sehr deutlich zu Tage, die Werte

der Kaiserbrunnquelle werden während der Schneeschmelze allerdings nicht erreicht. Spitzenwerte

des SAK254 werden, wie auch an den anderen Quellen des Schwarzatals nicht während der

Schneeschmelze, sondern bei heftigen Niederschlagsereignissen während des Sommers erreicht.

Aber auch hier werden die Werte der Kaiserbrunnquelle und natürlich die der Fuchspassquelle nicht

erreicht.

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Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

5

4.5

4

3.5

SAK [m-1]

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 28:

Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle SAK-Tagesmittel

Auffallend hier ist jedoch, dass erst Mitte März, also etwa 2 Wochen nach den ersten Anzeichen der

Schneeschmelze bei Schüttung und Leitfähigkeit, Reaktionen des SAK254 auftreten. Damit ist die Zeit

mit unbeeinflussten SAK Werte deutlich länger als an der Kaiserbrunnquelle und reicht im Mittel etwa

bis zur zweiten Märzhälfte.

4.3.2.1.4. Temperatur

Während an der Kaiserbrunnquelle die Schwankungsbreite der Temperatur im Beobachtungszeitraum

1.47°C beträgt, misst sie an der Höllentalquelle nur 0.8°C.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2003 bis 2007

6.4

6.3

6.2

WASSERTEMPERATUR [°C]

6.1

6.0

5.9

5.8

5.7

5.6

5.5

5.4

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 29:

Mittlere Jahresganglinie Höllentalquelle Temperaturtagesmittel

Aber auch an der Höllentalquelle sind rasche Temperaturänderungen nach Ereignissen sichtbar. An

allen Quellen tritt (auch auf Grund des relativ kurzen Beobachtungszeitraums, siehe oben) das

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Hochwasserereignis im August 2007 auch in den Mittelwertganglinien noch deutlich hervor. Allerdings

ist der Temperaturverlauf im Quellbereich Höllental deutlich länger bemerkbar als am Kaiserbrunnen

(siehe Diagr. 25).

4.3.2.2. Quelle 20

Die nur geringfügig unterschiedlichen mittleren Ganglinien der Leitfähigkeit ergeben sich

hauptsächlich aus dem etwas unterschiedlichen Zeitraum der Datenverfügbarkeit-

Die Temperaturganglinie der Quelle 20 muss gegenüber jener der Höllentalquelle als unbeeinflusst

eingestuft werden, wo hingegen jener der Höllentalquelle durch das in der HQUL verlegten

Rohrleitung als beeinflusst eingestuft wurde.

Die geringfügigen Unterschiede zwischen der Quelle 20 und der Höllentalquelle werden im Kapitel

Detailuntersuchungen behandelt.

4.3.2.2.1. Schüttung

Mit einem MQ von etwa 209 l/s ist die Quelle 20 die größte Quelle dieses Gebiets (Höllentalquelle MQ

etwa 149 l/s im Beobachtungszeitraum). Die Charakteristik des Schüttungsverhaltens der Quellen des

Höllentalbereichs kommt an der Quelle 20 auf Grund der besseren Messbedingungen deutlicher zum

Ausdruck als an der Höllentalquelle.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

600

500

DURCHFLUSS [l/s]

400

300

200

100

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 30:

Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Schüttungstagesmittel

Üblicherweise setzt die Schneeschmelze an der Quelle 20 wie auch an der Höllentalquelle bereits in

der ersten Märzwoche ein, einzelne vorher auftretende Schüttungsspitzen sind wie hier aus dem Jahr

2007 auf intensive Warmlufteinbrüche zurückzuführen.

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Auch der weitere Verlauf der mittleren Schüttungsganglinie entspricht weitgehend der an der

Höllentalquelle.

In der Tab. 3 sind wiederum die gewässerkundlichen Hauptzahlen zusammengefasst. Daraus

errechnet sich ein Schüttungsquotient von 7.6, also noch etwas geringer als die Höllentalquelle.

Tab. 3: Gewässerkundliche Hauptzahlen Quelle 20, Schüttung

MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2004 BIS 2007

Pegel

Parameter

QU20_Schuettung

SCHÜTTUNG [ls-1]

Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ

Wert 69.68 175.79 208.66 531.29

am 13. Mär. 2005 8. Aug. 2006

4.3.2.2.2. Leitfähigkeit

Der in Diagr. 31 dargestellte Verlauf der Leitfähigkeit entspricht mit größter Übereinstimmung dem

Verlauf an der Höllentalquelle. Kleinere Unterschiede liegen im Bereich der Messungenauigkeit oder

sind durch geringfügig andere Messwertverfügbarkeiten hervorgerufen.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

270

260

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

250

240

230

220

210

200

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 31:

Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Leitfähigkeitstagesmittel

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4.3.2.2.3. Temperatur

Der Verlauf der Temperatur an der Quelle 20 entspricht weitgehend jenem an der Höllentalquelle. Nur

ist dort der Verlauf mit einem gewissen Offset gegenüber der Höllentalquelle behaftet. Wie bereits

erwähnt resultiert dies mit größter Wahrscheinlichkeit auf einer Beeinflussung durch die Wässer der

HQUL bis zum Messort beim Stollen VII. Auch der ruhigere Verlauf an der Quelle 20 ist dadurch zu

erklären und entspricht wahrscheinlich auch der Realität an der Höllentalquelle.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

6.4

6.3

6.2

WASSERTEMPERATUR [°C]

6.1

6.0

5.9

5.8

5.7

5.6

5.5

5.4

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 32:

Mittlere Jahresganglinie Quelle 20 Temperaturtagesmittel

4.3.2.3. Augenbrunnen

Der Augenbrunnen, laut der Skizze von Schönbrunner (1926) fast unmittelbar oberhalb der

Stollenfassung der Höllentalquelle ist eine episodische Quelle. Sie fungiert als Überlaufsystem der

Höllentalquelle und der Quelle 20. Demgemäß müsste diese Quelle vor der Fassung der genannten

Quellen wesentlich häufiger, wenn nicht perennierend geschüttet haben. Aus R. Stadler (1873) sind

Angaben zu diesen Quellen nicht unmittelbar zu entnehmen, da einzelne topographische

Ortsbezeichnungen in der aktuellen Österreichischen Karte nicht mehr aufscheinen, andererseits

auch Abweichungen von den heutigen Quellbezeichnungen existieren (z.B.: Fuchspassquelle). Eine

genaue Zuordnung seiner Quellen im Höllental müsste demnach auch eine Recherche auf alten

Karten (in den Karten der Dritten Militärischen Landesaufnahme 1869-1887 sind diese

topographischen Bezeichnungen ebenfalls nicht mehr enthalten) und auch eine Verifizierung seiner

Maßangaben einschließen. Mit hoher Wahrscheinlichkeit sind die bei R. Stadler erwähnte "Erste und

Zweite Große Höllenthal-Quelle" den Quellen unseres Quellbezirks Höllental zuzuordnen.

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4.3.3. Fuchspassquelle

4.3.3.1. Schüttung

Der Schüttungsquotient der Fuchspassquelle beträgt 1:161 (Tab. 4). Dieser Wert ist jedoch mit

Unsicherheiten behaftet, da besonders die Hochwasserwerte durch Rückstaueffekte, ausgelöst durch

die Schwarza, beeinflusst sein könnten. Es ist aber anzunehmen, dass die Fuchspassquelle einen

deutlich höheren Schüttungsquotienten besitzt als die Kaiserbrunnquelle.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

5000

4500

4000

3500

DURCHFLUSS [l/s]

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 33:

Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Schüttungstagesmittel

In Diagr. 33 ist die Dominanz der durch Niederschlagsereignisse ausgelösten Schüttungsspitzen

deutlich zu erkennen. Dadurch wird in dieser graphischen Darstellung die Bedeutung der

Schneeschmelze für die Grundwasserneubildung etwas unterbewertet. Die Schüttungsspitzen

erreichen sehr rasch hohe Werte und weisen bei hohem α-Wert des Ereignisanteils (siehe Kapitel

Schüttungsrückgänge) auch entsprechend rasche Rückgänge auf. Großereignisse wie dies im

September 2007 prägen jedoch die Abflussdynamik über einen längeren Zeitraum.

Auch an der Fuchspassquelle sind die in der Graphik ersichtlichen Maxima im Jänner, September und

Oktober auf Ereignisse des Jahres 2007 zurückzuführen. Dabei war das Hochwasser mit der

Schüttungsspitze am 6.9.2007 das höchste im Beobachtungszeitraum mit einem Spitzenwert von

5626 l/s. Dabei ist zu bemerken, dass die höchsten Schüttungswerte von Niederschlagsereignissen

stammen, die Schneeschmelze erreicht diese Werte bislang nicht.

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Tab. 4:

Gewässerkundliche Hauptzahlen Fuchspassquelle, Schüttung

MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2004 BIS 2007

Pegel

Parameter

Fuchspass Gesamtschuettung

SCHÜTTUNG [ls-1]

Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR DATUM

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ

Wert 35.05 94.08 215.35 5626.18

am 8. Nov. 2004 6. Sep. 2007

Der niedrigste Wert wurde mit 35 l/s am 8.11.2004 registriert.

4.3.3.2. Leitfähigkeit

Der Verlauf der Leitfähigkeitstagesmittel ist in Diagr. 34 dargestellt. Sie weist den typischen Verlauf

einer Karstquelle auf. Dieser ist dominiert von den Verdünnungseffekten während der

Schneeschmelze und den einzelnen "Verdünnungsereignissen" als Folge von

Niederschlagsereignissen. Im Gegensatz zum Kaiserbrunnen treten an der Fuchspassquelle keine

größeren "Piston-Flow"-Effekte auf. Charakteristisch für die Fuchspassquelle ist jedoch, dass

Kleinereignisse wie jenes der Ereignisbeprobung Sommer 2006 (Schüttungsanstieg nur einige

hundert Liter pro Sekunde) meist das Abfließen höher mineralisierten Wassers bewirken, größere

Schüttungsereignisse einen deutlichen Verdünnungseffekt aufweisen. In Diagr. 34 ist dies durch den

im Gegensatz zur Kaiserbrunnquelle sehr ausgeglichenen Verlauf der oberen Hüllkurve

(Tagesmaxima) zu erkennen. Die Tagesminima zeigen deutlich die Verdünnungseffekte nach

größeren Einzelereignissen.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

330

320

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

310

300

290

280

270

260

250

240

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 34:

Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Leitfähigkeitstagesmittel

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4.3.3.3. Spektraler Absorptionskoeffizient

Der Verlauf des SAK254 Jahresgangs an der Fuchspassquelle hebt sich deutlich von allen anderen

Beobachtungspunkten ab. Dabei fällt vor allem der erhöhte Background (Mittelwert im

Beobachtungszeitraum 3.38 m -1 ), der sehr nahe an der Ausleitungsgrenze von SAK 4 m -1 liegt. Dazu

gehören auch die höchsten Spitzenwerte, die an der 1. HQUL gemessen wurden (SAK 15.01 m-1 am

8.8.2006 – Datenlücke während des Augusthochwassers 2007) Damit sind dieses Kennwerte deutlich

höher als anderen beobachteten Quellen. Bemerkenswert ist außerdem, dass die Schneeschmelze

den SAK-Verlauf nicht derartig nachhaltig beeinflusst, wie an anderen Quellen. Einzelne größere

Hochwasserereignisse zeigen eine deutlich längere Beeinflussungszeit des Verlaufs des SAK-Werts

an.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

14

12

10

SAK [m-1]

8

6

4

2

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 35:

Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle SAK-Tagesmittel

In der Darstellung des gesamten Verlaufs der SAK254 Werte /Diagr. 36) fällt der tendenziell

niedrigere Verlauf ab dem Jahresbeginn 2007 deutlich auf. Ob anthropogene Veränderung im

Einzugsgebiet derartige Veränderungen, besonders bereits ab dem 1.1.2007 bewirken können, ist

schwerlich vorstellbar, daher sollte diesem Phänomen, das im Übrigen nur an der Fuchspassquelle

auftritt, nachgegangen werden.

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Diagr. 36: SAK Zeitreihe Fuchspassquelle, 2004-2007

Auch in obiger Darstellung ist deutlich zu erkennen, dass – anders als an der Höllentalquelle oder der

Kaiserbrunnquelle – die Schneeschmelze nicht unbedingt das dominierende Element des

Jahresgangs darstellt , sondern die Spitzenwerte nach Sommerereignissen im Jahresverlauf jeweils

immer mehr zunehmen. Ob dies mit einer Anreicherung von SAK254 relevanten Stoffen während der

Sommermonate im Einzugsgebiet zusammenhängt, müsste in entsprechenden Detailuntersuchungen

abgeklärt werden.

4.3.3.4. Temperatur

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2004 bis 2007

6.9

6.8

6.7

WASSERTEMPERATUR [°C]

6.6

6.5

6.4

6.3

6.2

6.1

6.0

5.9

5.8

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 37:

Mittlere Jahresganglinie Fuchspassquelle Temperaturtagesmittel

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 62

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Der Verlauf der Tagesmittelwerte zeigt typisch den prägenden Verlauf des Jahresgangs während der

Schneeschmelze. Interessanterweise ist im Gegensatz zu Schüttung und Leitfähigkeit hier die erste

Beeinflussung durch die Schneeschmelze bereits Ende Februar / Anfang März zu erkennen. Die

größte Beeinflussung wird im Mai erreicht.

An der Ganglinie in Diagr. 37 weiters auffallend sind "positive" Temperaturbeeinflussungen durch

Einzelereignisse außerhalb der Schneeschmelze. Besonders die, von Sommergewittern ausgelösten

Ereignisse sprechen für direkte Beeinflussung durch wärmere Sommerniederschlagsereignisse und

damit für eine unmittelbare Verletzlichkeit des Karstwasserkörpers. Dies entspricht auch den Analysen

der Trockenwetterlinien, die sehr hohe α-Werte des Ereignisanteils bei sehr niedrigen Werten des

Basisabflusses zeigten.

4.3.4. Die Quellen des Naßbachtals

Von den Quellen des Naßbachtals liegen die Übeltalquelle, Albertwiesquelle und die Reißtalquelle im

Untersuchungsgebiet.

Die Instrumentierung der Quellen des Naßbachtals erfolgte entsprechend dem Projektplan erst in der

zweiten Ausbauphase des Messstellennetzes. Da es dabei auch zu technischen Problemen kam, sind

die Zeiträume, in denen Daten verfügbar sind, kürzer als an den Hauptquellen der HQUL. Dies betrifft

vor allem die Reißtalquelle. An den beiden anderen Quellen konnten durch Leihgeräte des WRM

bereits ab Dezember 2005 Daten gewonnen werden.

S::can Daten standen an diesen Quellen nur von der Albertwiesquelle zur Verfügung. Leider wurde

diese Station zwischenzeitlich wieder abgebaut.

4.3.4.1. Übeltalquelle

4.3.4.1.1. Schüttung

Am 22.12.2005 wurden an der Übeltalquelle zwei Datensammler des WRM installiert. Zur

Schüttungsmessung kam ein Sägezahnzähler im Einleitungsrohr zur Anwendung. Der Überlaufkanal

konnte erst am 19.4.2007 in Betrieb genommen werden. Bis zu diesem Zeitpunkt fehlen bei der

Ermittlung der Gesamtschüttung die Werte der Tage mit Überlauf, die errechneten Mittelwerte sind

entsprechend zu niedrig. Diese Situation ist deutlich in Diagr. 38 zu erkennen.

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Diagr. 38: Schüttungsermittlung Übeltalquelle bis 19.4.2007 ohne Überlauf

Obwohl im Jahr 2007 die Schneeschmelze noch nicht komplett erfasst werden konnte, ist der weitere

Jahresverlauf auch an dieser Quelle charakterisiert durch große Hochwasserereignisse. Auffallend

gegenüber den Quellen im Schwarzatal, dass hier (wie auch an der Reißtalquelle) das dominierende

Hochwasserereignis jenes vom November 2007 war und nicht wie bei allen anderen Quellen das vom

September 2007.

Tab. 5:

Gewässerkundliche Hauptzahlen Übeltalquelle, Schüttung

MITTLERE UND EXTREME MONATS- UND JAHRESMITTEL MIT EXTREMWERTEN DER REIHE 2005 BIS 2007

Pegel

Parameter

Übeltal Gesamtschüttung

DURCHFLUSS [l/s]

Parameter JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ JAHR DATUM

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Reihenkennzahlen NNQ MoMNQT MQ HHQ

Wert 4.04 5.57 7.00 35.28

am 31. Jul. 2007 23. Nov. 2007

Aus den in der Tab. 5 errechneten Werten ergibt sich ein Schüttungsquotient von 8.7. Trotz der für

längere Zeit fehlenden Werte des Überlaufs, scheint dieser Wert realistisch, da für die Quellen des

Naßbachtals das Hochwasser 2007 sehr bestimmend war.

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Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007

30

25

DURCHFLUSS [l/s]

20

15

10

5

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 39:

Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Schüttungstagesmittel

Die fehlende Registrierung der Schneeschmelze wirkt sich auch deutlich sichtbar auf die Darstellung

der mittleren Ganglinie in Diagr. 39 aus. Auch der mit den bisher vorliegenden Daten ermittelte

Schüttungsmittelwert von 7 l/s ist demnach zu niedrig angesetzt. Es ist aber deutlich zu erkennen,

dass auf Grund des niedrigeren Einzugsgebiets der Übeltalquelle die Schneeschmelze bereits Mitte

Februar einsetzt. Der Schüttungsquotient beträgt 8.7 und ist somit für eine Karstquelle relativ niedrig.

Weiters auffallend ist die rasche Reaktion auf Schüttungsereignisse, erkenntlich an rasch

einsetzenden Anstiegen der Schüttung.

4.3.4.1.2. Leitfähigkeit

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007

460

450

440

430

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

420

410

400

390

380

370

360

350

340

330

320

310

300

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 40:

Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Leitfähigkeitstagesmittel

Trotz der Lückenhaftigkeit der vorhandenen Daten (Ausfall durch Feuchtigkeit in der Quellstube)

konnten sehr starke, schnell eintretende Verdünnungseffekte bei Niederschlagsereignissen registriert

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 65

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werden. Auch die Temperaturwerte weisen ereignisbedingt große Schwankungen auf. Beides spricht

nicht für eine gute Speicherung und Schutzfähigkeit dieses Quellvorkommens.

Auch an der Übeltalquelle werden im Kapitel Detailuntersuchungen die Möglichkeiten

unterschiedlicher Wasserkomponenten diskutiert, da auch hier Hinweise darauf existieren.

4.3.4.1.3. Temperatur

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007

9.5

9

WASSERTEMPERATUR [°C]

8.5

8

7.5

7

6.5

6

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 41:

Mittlere Jahresganglinie Übeltalquelle Temperaturtagesmittel

Der Temperaturverlauf folgt einem deutlichen Jahresgang, der von der Schneeschmelze dominiert

wird, aber auch, wie bereits erwähnt, größere ereignisbedingte Schwankungen aufweist. Auch

während der Schneeschmelze sind einzelne Phasen derselben deutlich zu erkennen. Im Kapitel über

den Messnetzaufbau und Detailuntersuchungen wird der Frage nach unterschiedlichen

Wasserkomponenten noch nachgegangen.

4.3.4.2. Albertwiesquelle

4.3.4.2.1. Pegelstand

Wie im Kapitel Messnetzaufbau ausführlich erläutert, existieren bislang keine Schüttungswerte an der

Albertwiesquelle. Die vorhandenen Pegelaufzeichnungen geben jedoch ein gutes Bild der Dynamik an

dieser Quelle. Auffallend an der mittleren Ganglinie (Diagr. 42) ist, dass im Beobachtungszeitraum die

Schneeschmelze keine dominierenden Pegelstandsänderungen hervorruft, die Auswirkungen jedoch

sehr lange übers Jahr bemerkbar sind. Dies spricht für eine gute Speicherung von

Basisabflusskomponenten. Deutlich sichtbare Pegelstandsspitzen, die eine rasche Dynamik

aufweisen, sprechen aber auch dafür, dass erhebliche Anteile von Ereigniswasser in diesen Fällen

zum Abfluss gelangt.

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Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007

120

110

100

WASSERSTAND [cm]

90

80

70

60

50

40

30

20

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 42:

Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Pegelstandstagesmittel

4.3.4.2.2. Leitfähigkeit

Die mittlere Leitfähigkeitsganglinie (Diagr. 43) unterstützt die Aussagen, die an Hand der

Wasserstandsdaten getroffen wurden. Die Schneeschmelze ist deutlich ausgeprägt, ihre Folgen sind

im Mittel bis in den Frühherbst bemerkbar. Der Schwankungsbereich der Leitfähigkeit ist hoch. Auch

an der Albertwiesquelle gibt es deutliche Hinweise auf das ereignisabhängige Auftreten

unterschiedlicher Wässer. Dies wird im Kapitel Detailuntersuchungen diskutiert.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007

430

420

410

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

400

390

380

370

360

350

340

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 43:

Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Leitfähigkeitstagesmittel

4.3.4.2.3. Spektraler Absorptionskoeffizient

Trotz der lückenhaft vorliegenden Daten des SAK254 betätigen diese das bisher gewonnene Bild: ein

gut gespeicherter Basisabfluss mit allerdings leicht erhöhten Werten und hochdynamische

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Ereignisanteile (siehe auch Kapitel Detailuntersuchungen). Dabei wird allerdings der Grenzwert zur

Einleitung nur einmal überschritten. Leider liegen für das, die Naßbachtalquellen anscheinend

dominierende Hochwasserereignis im November 2007 keine SAK-Messungen mehr vor.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007

4

3.5

3

2.5

SAK [m-1]

2

1.5

1

0.5

0

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 44:

Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle SAK Tagesmittel

4.3.4.2.4. Temperatur

Die mittlere Temperaturganglinie zeigt einen schneeschmelzdominierten Verlauf mit sehr deutlich

ausgeprägten Einzelereignissen aber davon abgesehen einen sehr ausgeglichenen Verlauf. Dies

bestätigt die bisher getroffenen Aussagen.

Mittlere Jahresganglinie der Reihe 2005 bis 2007

9.5

9.3

9.1

WASSERTEMPERATUR [°C]

8.9

8.7

8.5

8.3

8.1

7.9

7.7

7.5

01.Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez

Diagr. 45:

Mittlere Jahresganglinie Albertwiesquelle Temperaturtagesmittel

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4.3.4.3. Reißtalquelle

4.3.4.3.1. Schüttung

An der Reißtalquelle liegen Schüttungswerte seit 29. März 2007 vor. Auch im Diagr. 46 ist die, im

Kapitel Messnetzaufbau beschriebene Problematik deutlich erkennbar. Die mittlere Schüttung dieses

Zeitraums beträgt etwa 90 l/s. Dies kann nur als Richtwert dienen, da sowohl Schneeschmelze als

auch winterliche Niedrigwasserzeiten fehlen.

Jahresganglinie Messstelle Reisstalquelle Schuettung 2007

126

116

106

96

86

76

66

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

DURCHFLUSS [l/s]

Diagr. 46:

Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Schüttungstagesmittel

4.3.4.3.2. Leitfähigkeit

Die mittlere Ganglinie der Leitfähigkeiten an der Reißtalquelle zeigt die Besonderheiten der

derzeitigen Messung sehr deutlich. Während der bisherigen Messungen existiert ein deutliches

Schwanken der Messwerte, hier dargestellt auf Tagesbasis (Tagesminimum, Tagesmaximum), das

unter bestimmten Bedingungen sich noch deutlich verstärkt. Dies wird, nach Kontrollmessungen an

den Einzelzutritten in die Fassungsanlage, auf unterschiedliche Wasserkomponenten, die

möglicherweise auch unterschiedlich schutzfähig sind, zurückgeführt. Die teilweise sichtbaren

sprunghaften Änderungen stehen damit mit größter Wahrscheinlichkeit in Zusammenhang. Eine

Einzelmessung repräsentativer Zutritte in die Fassungsanlage der Reißtalquelle scheint unerlässlich,

um detailliertere Ergebnisse zu erzielen.

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Jahresganglinie Messstelle Reisstalquelle Leitfähigkeit 2007

350

340

330

320

310

300

290

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

01.Okt

01.Nov

01.Dez

Diagr. 47:

Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Leitfähigkeitstagesmittel

4.3.4.3.3. Temperatur

Im Temperaturverlauf zeigt sich das bereits beschriebene Bild ebenfalls. Auch hier ist das temporär

sehr hohe Rauschen deutlich zu erkennen. Weiters ist ersichtlich, dass das Hochwasserereignis im

September 2007 eine gänzlich andere Reaktion als jenes vom November 2007 bewirkte. Fundierte

Interpretationen können jedoch nur nach einer Verbesserung der Messeinrichtungen erfolgen.

Jahresganglinie Messstelle Reisstalquelle Temperatur 2007

WASSERTEMPERATUR [°C]

7.8

7.7

7.6

7.5

7.4

7.3

7.2

7.1

7.0

6.9

6.8

6.7

6.6

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

Diagr. 48:

Mittlere Jahresganglinie Reißtalquelle Temperaturtagesmittel

4.3.5. Die Stixensteiner Quellen und Brunnen

Wie bereits in der Einleitung dargelegt, wurde dieser Bereich erst nachträglich in das

Beobachtungsprogramm aufgenommen. Die Instrumentierung erfolgte demgemäß entsprechend

später. Die Aussagen über die Stixensteiner Quellen und Brunnen sind immer in diesem Licht zu

bewerten. Der zur Auswertung vorliegende Beobachtungszeitraum beträgt nur etwa 11 Monate.

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4.3.5.1. Kreuzquelle

4.3.5.1.1. Schüttung

Obwohl die Schneeschmelze 2007 bis auf eine Unterbrechung von 7 Tagen registriert wurde, ist das

dominierende Ereignis das Hochwasser im September. Der Schüttungsanstieg erfolgt unmittelbar,

und ergibt damit für den Beobachtungszeitraum einen Schüttungsquotienten von 13.4. Es dominiert

den Jahresgang 2007 sehr deutlich. Dies ist für den kurzen Beobachtungszeitraum sehr

bemerkenswert. Die in Diagr. 49 sichtbaren Tagesschwankungen der Schüttung sind nur

messtechnisch bedingt und können verbessert werden. Der Schüttungsrückgang Anfang April ist auf

Arbeiten am 5.4.2007 der MA31 (Ausleitung der Kreuzquelle) zurückzuführen. Auf diese Arbeiten, die

möglicherweise auf die Registrierung der Leitfähigkeits- und Temperaturwerte Einfluss hatten, wird

gesondert eingegangen.

Jahresganglinie Messstelle Kreuzquelle Schuettung 2007

210

190

170

150

130

110

90

70

50

30

10

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

DURCHFLUSS [l/s]

Diagr. 49:

Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Schüttungstagesmittel

4.3.5.1.2. Leitfähigkeit

Auch im Leitfähigkeitsgang dominiert das Hochwasserereignis vom September 2007. Einer

Karstquelle entsprechend, reagiert die Leitfähigkeit bei Schüttungsereignissen ebenso wie während

der Schneeschmelze mit Verdünnungseffekten. Diese sind bei allen Ereignissen 2007 zu erkennen.

Die sprunghafte Änderung am 5.4.2007 wurde auf messtechnische Probleme zurückgeführt, die in

Zusammenhang mit elektrischen Arbeiten bei der Versorgung des gesamten Bereichs Sieding stehen.

Auffallend beim Septemberereignis ist der kurzzeitige Anstieg der Leitfähigkeit, bevor dann die

Verdünnung einsetzt. Dieser Effekt ist bei Karstquellen häufig zu beobachten. Dies ist in Diagr. 50

ersichtlich.

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Jahresganglinie Messstelle Kreuzquelle Leitfaehigkeit 2007

488

478

468

458

448

438

428

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

01.Nov

01.Dez

Diagr. 50:

Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Leitfähigkeitstagesmittel

4.3.5.1.3. Temperatur

Der Temperaturverlauf während des Beobachtungszeitraums wird vollständig vom Ereignis am

5.4.2007 geprägt. Dabei kommt es, wie in Diagr. 51 zu erkennen ist, zu einer deutlichen Verschiebung

des Messwerts um 0.3°C. Dies ist die größte Veränderung im Beobachtungszeitraum. Der Verlauf

während der Schneeschmelze weist auf eine gute Speicherung der Wässer hin. Auch das

Hochwasser im September 2007 bewirkt nur eine Veränderung um etwa 0.1°C, die aber auch den

weiteren Verlauf beeinflusst. Das Problem vom 5.4.2007 wird gesondert dargestellt.

Jahresganglinie Messstelle Kreuzquelle Temperatur 2007

WASSERTEMPERATUR [°C]

8.50

8.45

8.40

8.35

8.30

8.25

8.20

8.15

8.10

8.05

8.00

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

Diagr. 51:

Mittlere Jahresganglinie Kreuzquelle Temperaturtagesmittel

4.3.5.2. Schlossquelle

4.3.5.2.1. Schüttung

Die Schüttung der Schlossquelle wird als Differenz zwischen dem Gesamtabfluss am Regulator in

Sieding minus der Menge der Kreuzquelle und der Fördermenge der beiden Brunnen der Mahrweise

rechnerisch ermittelt. Dies birgt naturgemäß gewisse Unsicherheiten mit sich. So zum Beispiel am

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5.4.2007. An diesem Tag wurde kurzzeitig die Kreuzquelle ausgeleitet. Am Regulator Sieding ist dies

jedoch aufgrund der Dispersion nicht mehr als Ereignis wahrnehmbar. Daher entsteht bei der

Berechnung daraus an der Schlossquelle ein Schüttungsanstieg, der in Wirklichkeit nicht existiert.

Jahresganglinie Messstelle Schlossquelle Q 2007

1074

974

874

774

674

574

474

374

274

174

74

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

DURCHFLUSS [l/s]

Diagr. 52: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Schüttungstagesmittel

Die mittlere Schüttungsganglinie ist in Diagr. 52 dargestellt. Besonders auffallend ist für das Jahr 2007

die schon mehrmals berichtete Dominanz des Hochwassers im September auch gegenüber der

Schneeschmelze dieses Jahres. An der Schlossquelle fällt dies besonders auf, auch der sehr

unmittelbare Anstieg. Dazu muss allerdings bemerkt werden, dass aufgrund der Regulierungsarbeiten

einige Werte gelöscht werden mussten. Weiters ist, wie oben erwähnt die zeitliche Verzögerung bis

zum Regulator Sieding und eine dort merkbare Dispersion ebenfalls für gewisse Unsicherheiten

verantwortlich.

4.3.5.2.2. Leitfähigkeit

Der Leitfähigkeitsverlauf ist an der Schlossquelle ebenfalls dominiert vom Hochwasserereignis im

September 2007. Leider kam es dabei zu Versandungen der Sonde, daher konnte nicht die gesamte

Schwankungsbreite während des Ereignisses registriert werden. Sie war auf jeden Fall wesentlich

größer als die Verdünnungseffekte bei der Schneeschmelze (siehe Diagr. 53). Ansonsten weist sie

die typischen Charakteristika für Karstquellen auf, die von dynamischen Verdünnungseffekten als

Reaktion auf Niederschlagsereignisse geprägt sind.

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Jahresganglinie Messstelle Schlossquelle Leitfaehigkeit 2007

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

488

478

468

458

448

438

428

418

408

398

388

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

Diagr. 53:

Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Leitfähigkeitstagesmittel

4.3.5.2.3. Temperatur

Der Temperaturverlauf an der Schlossquelle ist ebenso wie jener der Kreuzquelle von einem Offset

am 5.4.2007 geprägt, dessen Ursachen wahrscheinlich auf elektrische Arbeiten im Gesamtbereich

Sieding zurückzuführen sind. Warum aber davon auch Temperaturmessungen betroffen sein können

ist völlig ungeklärt. Im Kapitel Messnetzaufbau wird dies näher erläutert.

Jahresganglinie Messstelle Schlossquelle Temperatur 2007

8.6

8.5

8.4

8.3

8.2

8.1

8.0

7.9

7.8

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

WASSERTEMPERATUR [°C]

Diagr. 54: Mittlere Jahresganglinie Schlossquelle Temperaturtagesmittel

Die Beeinflussung der Temperatur durch das Hochwasserereignis im September 2007 fällt an der

Schlossquelle deutlich ausgeprägter aus, als an der Kreuzquelle. Auch die Dauer der Beeinflussung

ist kürzer. Betrachte man dies aus dem Blickwinkel der Schutzfähigkeit, deckt sich dies sehr gut auch

mit den Ergebnissen er isotopenhydrologischen Untersuchungen. Die Schlossquelle weist auch beim

Umweltisotop Sauerstoff-18 eine etwas größere Schwankungsbreite auf als die Kreuzquelle. Dieser

Parameter ist in enge Beziehung mit der Schutzfähigkeit und der unterirdischen Speicherung zu

bringen.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 74

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4.3.5.3. Brunnen der Mahrwiese

Die Brunnen der Mahrwiese liefern insgesamt ein sehr uneinheitliches Bild aller beobachteten

Parameter. Sowohl Abstichmaße als auch Leitfähigkeiten und Temperaturen reagieren in den beiden

Brunnen unterschiedlich und teilweise sehr überraschend. So weist der Brunnen A einen relativ

ausgeglichenen Verlauf der Temperatur auf, während er auf den Pumpbetrieb im Leitfähigkeitsverlauf

deutlich und sprunghaft reagiert. Am Brunnen B stellt sich das genau umgekehrt dar. Im Pumpbetrieb

werden also unterschiedliche Aquiferbereiche an den beiden Brunnen aktiviert und besonders am

Brunnen B kann ein Einfluss von Oberflächenwasser, sichtbar an teilweise sehr schön ausgeprägten

Tagesgängen der Leitfähigkeit, nicht ausgeschlossen werden.

4.3.5.3.1. Fördermenge

Wie aus Diagr. 55 ersichtlich ist, werden die Brunnen, deren Gesamtfördermenge hier dargestellt ist,

nur temporär betrieben. Dabei werden durchschnittlich etwa 58 l/s gefördert. Das ergibt im

Beobachtungszeitraum (22.2.2007 bis 14.12.2007) eine durchschnittliche Fördermenge von 19.8 l/s.

Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen Gesamtmenge 2007

80

70

60

50

40

30

20

10

0

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

DURCHFLUSS [l/s]

Diagr. 55:

Mittlere Jahresganglinie Brunnen Mahrwiese Tagesmittel der Fördermengen

4.3.5.3.2. Leitfähigkeit Brunnen A

Die Leitfähigkeiten an den Brunnen reagieren sehr unterschiedlich, besonders auf den Pumpbetrieb.

Es scheint hier vor allem im Brunnen A (abstromig gelegener Brunnen, weiter vom Fischteich entfernt)

während des Pumpbetriebs zum Anströmen völlig unterschiedliche Wässer zu kommen. Im Kapitel

zum Messnetzaufbau und den Detailuntersuchungen wird darauf näher eingegangen. Die in Diagr. 56

sichtbaren sprunghaften Leitfähigkeitsänderungen sind immer auf Wechsel im Pumpbetrieb

zurückzuführen.

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Hydrogeologie Schneeberg/Rax

Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen A Leitf 2007

701

651

601

551

501

451

401

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

Diagr. 56:

Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel

4.3.5.3.3. Leitfähigkeit Brunnen B

Aufgrund der sehr unerwarteten Messergebnisse im Brunnen A, sowie einiger technischer Probleme

bei den Messungen, wurde im Brunnen B eine zweite Leitfähigkeitssonde am 1.10.2007 montiert.

Dabei wurde die bereits vorhandene Leitfähigkeitssonde etwa 1 m tiefer gehängt und befindet sich

seither 5.3 m unter der Betonkante der Brunneneinfassung im Brunnenkopf. Die neue Sonde wurde

3.8 m unter diesem Punkt fixiert. Der Vollständigkeit halber werden auch diese teilweise nur sehr

kurzen Beobachtungszeiträume hier dargestellt.

Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen B LFunten 2007

701

651

601

551

501

451

401

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

Diagr. 57: Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde unten

Im Brunnen B zeigt sich bei den Leitfähigkeiten ein gänzlich anderes Bild als im Brunnen A. Die

Beeinflussungen durch den Pumpbetrieb fallen deutlich geringer aus und weisen auch andere

Tendenzen auf. Der Schwankungsbereich der Leitfähigkeiten ist deutlich größer als am Brunnen A.

Die Messungen der Leitfähigkeit an höherer Position im Brunnen B zeigte keine wesentlichen

Unterschiede zu der an der tieferen Position. Dies ist in Diagr. 58 dargestellt.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 76

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Hydrogeologie Schneeberg/Rax

Jahresganglinie Messstelle Mahrw Br B LF oben 2007

EL.LEITFÄHIGKEIT [µS/cm]

701

651

601

551

501

451

401

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

Diagr. 58:

Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Leitfähigkeitstagesmittel Sonde oben

4.3.5.3.4. Temperatur Brunnen A

Ein gänzlich unterschiedliches Bild liefern die Temperaturgänge an den beiden Brunnen. Hier ist der

Verlauf im Brunnen A (Diagr. 59) deutlich ausgeglichener als jener an Brunnen B (Diagr. 60).

Jahresganglinie Messstelle Mahrweise Brunnen A Temp 2007

WASSERTEMPERATUR [°C]

11.5

11.0

10.5

10.0

9.5

9.0

8.5

8.0

7.5

7.0

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

Diagr. 59:

Mittlere Jahresganglinie Brunnen A Mahrwiese Temperaturtagesmittel

4.3.5.3.5. Temperatur Brunnen B

Im Brunnen B ist die Schwankungsbreite der Temperaturwerte größer als im Brunnen A. Änderungen

im Pumpbetrieb spiegeln sich im Temperaturgang deutlich und unmittelbar wider (Diagr. 60). In dieser

Darstellung ist die Temperaturmessung an der unteren Messposition dargestellt.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 77

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Hydrogeologie Schneeberg/Rax

Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen B Temp unten 2007

11.5

11.0

10.5

10.0

9.5

9.0

8.5

8.0

7.5

7.0

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

WASSERTEMPERATUR [°C]

Diagr. 60:

Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde unten

Die Ergebnisse der Temperaturmessung an der oberen Messposition unterscheiden sich nicht

wesentlich von der an der unteren Messposition. Die Messungen sind in Diagr. 61 dargestellt.

Jahresganglinie Messstelle Mahrwiese Brunnen B Temp oben 2007

11.5

11.0

10.5

10.0

9.5

9.0

8.5

8.0

7.5

7.0

01.Jän

01.Feb

01.Mär

01.Apr

01.Mai

01.Jun

01.Jul

01.Aug

01.Sep

01.Okt

01.Nov

01.Dez

WASSERTEMPERATUR [°C]

Diagr. 61:

Mittlere Jahresganglinie Brunnen B Mahrwiese Temperaturtagesmittel Sonde oben

4.4. Analyse von Schüttungsrückgängen

Nach Maillet (MAILLET 1905, zitiert in RICHTER & LILLICH, 1975) können aus der Analyse von

Schüttungsrückgängen Anhaltspunkte über die hydrogeologischen Verhältnisse im Einzugsgebiet der

jeweiligen Quelle gezogen werden. Besonderer Bedeutung kommt dabei dem so genannten Auslaufoder

Speicherkoeffizienten α zu. Auf Basis der Annahme eines exponentiellen Schüttungsrückganges

nach einem Ereignis entspricht dieser Wert der Steigung der angepassten Exponentialfunktion. An

Quellen lassen sich naturgemäß unterschiedliche Abflusskomponenten erkennen, die voneinander

abgetrennt werden können und auch unterschiedliche α-Werte aufweisen. Niedrige

Abflusskoeffizienten weisen auf gute Speicherung und somit lange (theoretische) Leerlaufzeiten des

Aquifers hin. Diese Abflusskomponenten werden abhängig von der Quelle und ihrem Einzugsgebiet,

aber auch abhängig von der Art des Niederschlags einem Ereignisanteil, einem Interflow und dem

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Basisabfluss zugeordnet. Diese Komponententrennung basiert auf hydraulischen Grundlagen und ist

streng zu trennen von stoffbezogenen Komponententrennungen. Obwohl aus den so ermittelten

Werten nicht auf einem tatsächlichen Stofftransport (Schadstofftransport) geschlossen werden kann,

geben sie per definitionem Hinweise auf die Speicherfähigkeit und somit indirekt auch auf die

Schutzfähigkeit respektive Verletzlichkeit des Aquifers. Dies zeigt sich auch in dem Zusammenhang

zwischen Leerlaufzeiten und mittlerem Wasseralter an.

4.4.1. Allgemeine Beschreibung

In Diagr. 62 sind die Schüttungen während des Auswertezeitraums für die drei untersuchten Quellen

dargestellt. Der Beobachtungszeitraum wurde gewählt, da aus dieser Zeit für alle drei Quellen eine

ausreichende Datengrundlage vorhanden ist, weil markante Schüttungsereignisse aufgetreten sind

und die anschließenden Rückgangszeiten ausreichend lang sind, um repräsentative

Speicherkoeffizienten des Basisabflusses zu erhalten.

Das herausragendste Ereignis dieses Zeitraums war am Beginn des Untersuchungszeitraums und

hatte seine Schüttungsspitze am 8.8.2006. Auffallend dabei ist vor allem der Verlauf an der

Kaiserbrunnquelle. Hier fehlt die adäquate Schüttungsspitze vollständig. Der abgebildete, fast

plateauartige Verlauf bis zum Nachmittag des 12.8.2006 lässt darauf schließen, dass entweder ein

Überlaufsystem aktiviert wurde oder die Fassungsanlage höhere Schüttungen nicht aufnehmen kann.

Die dritte Variante, eine derart große Undichtheit des Bauwerks, ist schwerlich vorstellbar. Da aber an

der Kaiserbrunnquelle besonders während der Schneeschmelze auch deutlich höhere Schüttungen –

und dies über längere Zeiträume (z.B. während der Schneeschmelze) registriert werden, ist in diesem

Fall ein Überlaufsystem anzunehmen.

4000

3500

3000

2500

Schüttung [ls -1 ]

2000

1500

1000

500

0

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

KBR_Gesamt Fuchspassquelle Ges QU_20_Q

Diagr. 62:

Ermittlung der Speicherkoeffizienten, Schüttungen während des Auswertezeitraums

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Weiters ist auffallend, dass die Fuchspassquelle den größten Schwankungsbereich der Schüttung

aufweist und einzelne Ereignisse sich im Schüttungsverlauf der Fuchspassquelle nicht wiederfinden

(Ereignis am 20.9.2006 an der Kaiserbrunnquelle). Das ausgeglichenste Schüttungsverhalten weist

die Quelle 20 auf. Hier sind die weiteren Ereignisse im Untersuchungszeitraum derartig gering

ausgeprägt, dass der gesamte Rückgang ab 16.8.2006 als Einheit betrachtet werden konnte.

Die in den folgenden Tabellen berechneten Leelaufzeiten sind auf die jeweiligen Q 0 bezogen.

4.4.2. Berechnungsergebnisse

Tab. 6: Kaiserbrunnen. Abflusskoeffizienten und Leerlaufzeit

Ereignis 1 Ereignis 2 Ereignis 3 Ereignis 4

Eventwater Q 0 1122.5 875.7 618.1

Eventwater alpha d -1 -0.30753639 -0.06427889 -0.05042995

Interflow Q 0 1121.6 1025.9 562.6

Interflow alpha d -1 -0.04656081 -0.12382351 -0.0190267

Basisabfluss Q 0 1005.4 930.7 730.2 525.3

Basisabfluss alpha d -1 -0.03361275 -0.03632948 -0.01975737 -0.01232819

Leerlaufzeit in Tagen Q(


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Interflow Q 0 1732.4502 407.11814 420.57862 153.80697

Interflow alpha d -1 -0.56769882 -0.15272445 -0.19797247 -0.04386826

Interflow Q 0 96.917179

Interflow alpha d -1 -0.01228518

Basisabfluss Q 0 518.96643 262.02625 219.67565 63.846528

Basisabfluss alpha d -1 -0.21327363 -0.09183317 -0.07679332 -0.00913926

Leerlaufzeit in Tagen Q(


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Für die Charakterisierung der Schutzfähigkeit ergeben sich daraus naturgemäß einige

beachtenswerte Aspekte. Die folgende Zusammenstellung fußt nur auf den Berechnungen des

Auslaufkoeffizienten, eine Zusammenschau der unterschiedlichen hydrologischen Methoden erfolgt im

entsprechenden Kapitel.

Fuchspassquelle: Sie weist einen hohen Anteil von Ereignisabfluss auf. Dies drückt sich auch in

anderen hydrologischen Parametern (z.B. Trübung) aus. Im Basisabfluss weist sie auf gute

Speichereigenschaften eines weitgehend dolomitischen geprägten Aquifers hin. Da aber

fassungstechnisch diese beiden Komponenten nicht getrennt werden können, verbleibt ein erhöhtes

Risiko und damit reduzierte Schutzfähigkeit.

Kaiserbrunnquelle. Hier liegen die Verhältnisse sehr ähnlich. Das Spektrum des Ereigniswassers ist in

der Untersuchungsperiode aus den zuvor bereits beschriebenen Gründen nicht gänzlich abgebildet.

Quelle 20: Diese Quelle weist einen deutlich geringeren α-Wert für den Ereignisteil auf, der

Basisabfluss entspricht aber in etwa dem der Kaiserbrunnquelle. Dies bringt daher eine bessere

Schutzfähigkeit und geringere Verletzlichkeit mit sich als bei den anderen beiden Quellen gegeben ist.

Ähnliche Ergebnisse sind auch für die Höllentalquelle zu erwarten. Daher ist unter diesem Aspekt eine

Ähnliche Verletzbarkeit und Schutzfähigkeit gegeben. Aus den Detailuntersuchungen ist jedoch

bekannt, dass an der Höllentalquelle teilweise quellnahe Ereignisse durchpausen (Lage des Stollen

unterhalb des Augenbrunnens, siehe SCHÖNBRUNNER, 1926) und somit eine erhöhte Verletzlichkeit

gegenüber der Quelle 20 aufweist.

4.5. Abflussmesstouren

Ergänzend zu den kontinuierlichen Messungen an den wichtigen gefassten Quellen der 1. Wiener

Hochquellenleitung wurden im Dezember 2006 und Jänner 2007 drei Abflussmesstouren an

Oberflächengerinnen im Arbeitsgebiet durchgeführt. Ziel der Abflussmessungen war, einen Überblick

über die räumliche Verteilung der Abflüsse zu erhalten. Die Berechnungen erfolgten auf Basis

orographischer Einzugsgebiete, die Messungen wurden bei Niedrigwasserverhältnissen durchgeführt.

Zwei Messkampagnen wurden in den Kleineinzugsgebieten durchgeführt, eine Abflussmesstour an

zwei Messpunkten an der Schwarza. Nach dem Vorliegen der Messergebnisse wurden weitere

Abflussmesstouren an der Schwarza geplant. Diese sollte allerdings bei deutlich ausgeprägten

Niedrigwasserverhältnissen durchgeführt werden, damit die bislang festgestellten

Durchflusszunahmen in der Schwarza nicht durch Schneeschmelzvorgänge beeinflusst werden.

Aufgrund der andauernden warmen Witterung des Winters 2006/07 konnten diese Messtouren nicht

durchgeführt werden.

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4.5.1. Abflussmesstour Dezember 2006

4.5.1.1. Einleitung

Am 05.12.2006 wurden Abflussmessungen im Bereich Schneeberg/Rax durchgeführt. Die Messungen

erfolgten mittels Gefäß bzw. Salzverdünnungsmethode wobei als Messgerät ein „Q-TRACE“ der

Firma Logotronic eingesetzt wurde.

4.5.1.2. Beschreibung der Messstellen und Ergebnisse

Die Kalibrierungsdaten bzw. die Ergebnisse der Abflussmessungen, die im Bereich Schneeberg/Rax

am 05.12.2006 durchgeführt wurden, sind in Tab. 9 zusammenfassend dargestellt.

Tab. 9:

Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 05.12.2006 im Bereich

Schneeberg/Rax.

Nr. QT-Mess. Datum Kalibration

k Lf_max Lf_gl Einspeismenge dQ Q

Bez. Uhrzeit 1 2 3 4 5 6 [kg] [l/s] [l/s]

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

Klausgr. 08:45 456 497 538 579 619 659

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

Saurüsselbr. 09:40 368 408 448 487 526 565

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

Reißb.-Münd. 10:20 299 340 381 421 463 502

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

Wasseralmb. 10:50 342 382 422 462 503 542

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

Schneea.-W. 11:35 307 348 388 427 466 506

05.12.2006 3,67

Schneea.-Ü. 12:15

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

Reißb.-Klamm 12:10 307 348 388 427 466 506

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

Frohnb. 13:05 334 375 415 454 494 533

05.12.2006 315 4,77

Weicht. 13:30

05.12.2006 0,00

Kaiserbr. 13:40

05.12.2006 0,00

Miestal 14:50

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

Schrattengr. 15:20 676 716 755 794 833 872

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

Kerngr. 17:25 420 460 500 539 577 616

4.5.1.2.1. Messstelle Klausgraben

Witterung: Regen

Q-TRACE Messnummer: 2

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Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 43 m Bach aufwärts von der

Furt über den „Wurmgrabenbach“ im Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des

Messpunktes (3 Buchen auf der orographisch linken Bachseite).

4.5.1.2.2. Messstelle Saurüsselbrücke

Witterung: Regen

Q-TRACE Messnummer: 1

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt direkt unter der

Saurüsselbrücke (Brücke nach Ende des „Bachstollens“). Im Bereich des Stollens fließt der Bach im

Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte beim 2. A-Masten oberhalb des „Bachstollens“.

4.5.1.2.3. Messstelle Reißbach – Mündung Wasseralmbach

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer: 3

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der

Mündung in den Wasseralmbach. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des Steges über den Reißbach

beim Zaun des Wasserschutzgebietes der Reißtalquelle.

4.5.1.2.4. Messstelle Wasseralmbach – Mündung Reißbach

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer: 4

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der

Mündung in den Reißbach. Die Einspeisung erfolgte unterhalb des Wildzaunes über den

Wasseralmbaches.

4.5.1.2.5. Messstelle Reißbach – Brücke Auffahrt Schneealpenstollen

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer: 5

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne

unterhalb der Brücke Auffahrt Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des

Messpunktes.

4.5.1.2.6. Messstelle Reißbach – Klamm

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer: 6

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 105 m Bach aufwärts von der

Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte 146 m Bach aufwärts von

der Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen im Bereich eines Wasser führenden Betonrohres (<

0,5 l/s), dass von orographisch links in den Reißbach mündet. Wenige Meter oberhalb ist ein zweites

Wasser führendes Betonrohr (2-3 l/s). Etwa 100 m oberhalb der Einspeisungsstelle konnten starke

Wasserzutritte im Bereich des Bachbettes festgestellt werden (Querung einer tektonischen Störung).

Oberhalb führt der Bach nur mehr wenige Sekundenliter Wasser.

4.5.1.2.7. Messstelle Messwehr Schneealpenstollen

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne. Eine

Abflussmessung mittels Messgefäß bzw. Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der örtlichen

Gegebenheit nicht möglich. Die Messung erfolgte daher durch Vermessung des Messgerinnes (Breite

= 220 cm) und Messung der Obflächen-Fließgeschwindigkeit (1,5 m in 90 Sekunden) bzw. des

Wasserstandes über Überfallkante (1 cm).

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4.5.1.2.8. Messstelle Frohnbach

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer: 7

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt beim Steg oberhalb der

Mündung in die Schwarza. Die Einspeisung erfolgte ca. 50 m oberhalb des Messpunktes.

4.5.1.2.9. Messstelle Weichtal

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte mittels Messgefäß (Messung

mittels Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der fehlenden Durchmischungsstrecke nicht möglich)

an einem Austritt im Bachbett unterhalb des Weichtalhauses und an einem Austritt an der

Uferböschung der Schwarza orographisch rechts des Bachbettes.

4.5.1.2.10. Messstelle Kaiserbrunn

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne war auf den ersten 200 Metern

oberhalb des Museums Kaiserbrunn trocken.

4.5.1.2.11. Messstelle Miestal

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne wurde bis auf Seehöhe 880 m

begangen und war trocken.

4.5.1.2.12. Messstelle Schrattental

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer: 8

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt unterhalb des 2.

Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des 1.

Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Im Bachbett stehen „dichte“ tonige Schluffe an die von

sandig-kiesigen Ablagerungen überlagert werden.

4.5.1.2.13. Messstelle Kerngraben

Witterung: Bedeckt

Q-TRACE Messnummer: 9

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt oberhalb des

Straßendurchlasses oberhalb des Gehöftes Kern. Die Einspeisung erfolgte etwa 40 m oberhalb des

Durchlasses.

4.5.2. Abflussmesstour 3. Jänner 2007

4.5.2.1. Einleitung

Am 03.01.2007 wurden Abflussmessungen im Bereich Schneeberg/Rax durchgeführt. Die Messungen

erfolgten mittels Gefäß bzw. Salzverdünnungsmethode wobei als Messgerät ein „Q-TRACE“ der

Firma Logotronic eingesetzt wurde.

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4.5.2.2. Beschreibung der Messstellen und Ergebnisse

Die Kalibrierungsdaten bzw. die Ergebnisse der Abflussmessungen, die im Bereich Schneeberg/Rax

am 03.01.2007 durchgeführt wurden, sind in Tab. 10 zusammenfassend dargestellt.

Tab. 10: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 03.01.2007 im Bereich

Schneeberg/Rax (Wert Schrattengr.: korrigiert)

Nr. QT-Mess. Datum Kalibration

k Lf_max Lf_gl Einspeismenge dQ Q

Bez. Uhrzeit 1 2 3 4 5 6 [kg] [l/s] [l/s]

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

Schrattengr. 08:00 654 700 744 785 825 864

03.01.2007 0,00

Miestal 08:15

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

Klausgr. 10:08 495 535 576 616 656 696

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

Saurüsselbr. 11:15 395 437 479 520 562 603

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

Reißb.-Münd 12:10 298 341 384 426 468 509

03.01.2007 0,00

Wasseralmb. 11:45

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

Schneea.-W. 12:55 306 348 389 431 472 513

03.01.2007 2,57

Schneea.-Ü. 12:40

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

Reißb.-Klamm 13:30 306 348 389 431 472 513

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

Frohnb. 14:40 381 424 465 506 546 589

03.01.2007 0,77

Weicht. 15:00

03.01.2007 0,00

Kaiserbr. 15:10

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

Grossaubach 16:00 287 331 373 415 457 498

03.01.2007 280 1,26

Grossau Ger.N 15:55

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

Rettenbach 16:45 274 318 360 402 444 486

03.01.2007 4,15

Rettenb. Ger.S 16:35

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

Kerngr. 17:35 435 478 520 561 601 644

4.5.2.2.1. Messstelle Schrattental

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 1

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt unterhalb des 2.

Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des 1.

Rohrdurchlasses unterhalb des Schwabenhofs. Im Bachbett stehen „dichte“ tonige Schluffe an die von

sandig-kiesigen Ablagerungen überlagert werden.

Q-TRACE Auswertung: Der Zeitraum für die Ermittlung der LF-Grundlast wurde verschoben, es ergibt

sich daher ein korrigierter Schüttungswert.

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4.5.2.2.2. Messstelle Miestal

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne wurde bis auf Seehöhe 880 m

begangen und war trocken.

4.5.2.2.3. Messstelle Klausgraben

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 2

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 43 m Bach aufwärts von der

Furt über den „Wurmgrabenbach“ im Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des

Messpunktes (3 Buchen auf der orographisch linken Bachseite).

4.5.2.2.4. Messstelle Saurüsselbrücke

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 3

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt direkt unter der

Saurüsselbrücke (Brücke nach Ende des „Bachstollens“). Im Bereich des Stollens fließt der Bach im

Anstehenden. Die Einspeisung erfolgte beim 2. A-Masten oberhalb des „Bachstollens“.

4.5.2.2.5. Messstelle Reißbach – Mündung Wasseralmbach

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 4

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der

Mündung in den Wasseralmbach. Die Einspeisung erfolgte oberhalb des Steges über den Reißbach

beim Zaun des Wasserschutzgebietes der Reißtalquelle.

4.5.2.2.6. Messstelle Wasseralmbach – Mündung Reißbach

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 3 m Bach aufwärts von der

Mündung in den Reißbach. Im Bereich des Messpunktes war das Bachbett trocken. Im Bereich der

Einspeisungsstelle vom Dezember 2006 (unterhalb des Wildzaunes über den Wasseralmbach)

versickerten 0,5 l/s in einem kleinen Tümpel.

4.5.2.2.7. Messstelle Reißbach – Brücke Auffahrt Schneealpenstollen

Witterung: Bedeckt, starker Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 5

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne

unterhalb der Brücke Auffahrt Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte ca. 40 m oberhalb des

Messpunktes.

Q-TRACE Auswertung: Die starken Schwankungen der Leitfähigkeit können auf den starken

Schneefall zurückgeführt werden.

4.5.2.2.8. Messstelle Reißbach – Klamm

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 6

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Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt 105 m Bach aufwärts von der

Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen. Die Einspeisung erfolgte 146 m Bach aufwärts von

der Brücke bei der Ausleitung Schneealpenstollen im Bereich eines Wasser führenden Betonrohres (<

0,5 l/s), dass von orographisch links in den Reißbach mündet. Wenige Meter oberhalb ist ein zweites

Wasser führendes Betonrohr (2 l/s). Etwa 100 m oberhalb der Einspeisungsstelle konnten starke

Wasserzutritte im Bereich des Bachbettes festgestellt werden (Querung einer tektonischen Störung).

Oberhalb ist das Bachbett trocken.

4.5.2.2.9. Messstelle Messwehr Schneealpenstollen

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte direkt im Messgerinne. Eine

Abflussmessung mittels Messgefäß bzw. Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der örtlichen

Gegebenheit nicht möglich. Die Messung erfolgte daher durch Vermessung des Messgerinnes (Breite

= 220 cm) und Messung der Obflächen-Fließgeschwindigkeit (1,5 m in 90 Sekunden) bzw. des

Wasserstandes über Überfallkante (0,7 cm).

4.5.2.2.10. Messstelle Frohnbach

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 7

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt beim Steg oberhalb der

Mündung in die Schwarza. Die Einspeisung erfolgte ca. 50 m oberhalb des Messpunktes.

4.5.2.2.11. Messstelle Weichtal

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Die Messung erfolgte mittels Messgefäß (Messung

mittels Salzverdünnungsmethode ist auf Grund der fehlenden Durchmischungsstrecke nicht möglich)

an einem Austritt an der Uferböschung der Schwarza orographisch rechts des Bachbettes. Das

Bachbett selbst war trocken. Es konnten jedoch zahlreiche, nicht messbare Austritte auf

Schwarzaniveau erkannt werden (Schüttung in Summe: mehrere Sekundenliter).

4.5.2.2.12. Messstelle Kaiserbrunn

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer:

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Das Gerinne war auf den ersten 200 Metern

oberhalb des Museums Kaiserbrunn trocken.

4.5.2.2.13. Messstelle Großaubach

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 8

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt unterhalb des

Straßendurchlasses bei Kote 708 oberstromig der Einmündung eines Gerinnes von Norden. Die

Einspeisung erfolgte etwa 40 Meter oberhalb des Messpunktes. Das Gerinne von Norden wurde

mittels Gefäß gemessen.

4.5.2.2.14. Messstelle Rettenbach

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 9

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt im Bereich der ersten

Straßenkehre von Prein auf das Preiner Gscheid (Kote 773) bei der Datensammlerstation. Die

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Einspeisung erfolgte etwa 50 Meter oberhalb des Messpunktes. Das Gerinne von Süden, das etwa

300 Meter oberhalb des Messpunktes in den Rettenbach mündet, wurde mittels Gefäß gemessen.

4.5.2.2.15. Messstelle Kerngraben

Witterung: Bedeckt, leichter Schneefall

Q-TRACE Messnummer: 10

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt oberhalb des

Straßendurchlasses oberhalb des Gehöftes Kern. Die Einspeisung erfolgte etwa 40 m oberhalb des

Durchlasses.

4.5.3. Abflussmesstour 10. Jänner 2007 – Schwarza

4.5.3.1. Einleitung

Am 10.01.2007 wurden Abflussmessungen im Bereich Schneeberg/Rax durchgeführt. Die Messungen

erfolgten mittels Gefäß bzw. Salzverdünnungsmethode wobei als Messgerät ein „Q-TRACE“ der

Firma Logotronic eingesetzt wurde.

4.5.3.2. Beschreibung der Messstellen und Ergebnisse

Die Kalibrierungsdaten bzw. die Ergebnisse der Abflussmessungen die im Bereich Schneeberg/Rax

am 10.01.2007 durchgeführt wurden sind in Tab. 11 zusammenfassend dargestellt.

Tab. 11: Kalibrierungs- und Messdaten der Abflussmessungen am 10.01.2007 im Bereich

Schneeberg/Rax.

QT Nr. Datum Kalibration

k Lf_max Lf_gl Einspeismenge dQ Q

Bez. 1 2 3 4 5 6 7 [kg] [l/s] [l/s]

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

Rechenbrücke 362 403 444 484 524 563 603

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

Rechenbrücke 364 407 448 488 529 569 609

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

Schlieferingbr. 372 413 453 494 534 573

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

Schlieferingbr. 375 417 457 498 538 578

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

Frohnbach 365 408 450 490 531 571

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

Frohnbach 369 412 453 494 535 576

4.5.3.2.1. Messstelle Rechenbrücke

Witterung: Heiter

Q-TRACE Messnummer: 1

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt etwa XXX Meter unterhalb der

Rechenbrücke. Die Einspeisung erfolgte knapp unterhalb der Rechenbrücke. Auf Grund der

Ausbildung des Bachbettes (Kehrwasser, Staubereiche) ist die Durchmischung wahrscheinlich nicht

optimal.

4.5.3.2.2. Messstelle Schlieferingbrücke

Witterung: Heiter

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Q-TRACE Messnummer: 2

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkt liegt etwa 100 Meter unterhalb der

Schlieferingbrücke. Die Einspeisung erfolgte oberhalb der „Forsthäuser“. Auf Grund der Ausbildung

des Bachbettes (Kehrwasser, Staubereiche) ist die Durchmischung wahrscheinlich nicht optimal.

4.5.3.2.3. Messstelle Frohnbach

Witterung: Heiter

Q-TRACE Messnummer: 3

Lage der Messstelle / Einspeisungsstelle: Der Messpunkte liegt beim Steg oberhalb der

Mündung in die Schwarza. Die Einspeisung erfolgte ca. 50 m oberhalb des Messpunktes.

4.6. Berechnung von Abflussspenden und Abflussdifferenzen

Auf Basis der oben dargestellten Abflussmessungen wurde eine Abflussspendenkarte (Beilage 2) und

eine Abflusskarte (Beilage 3) erstellt. Es handelt sich jeweils um Differenzkarten. Das heißt, es

wurden als Berechnungsgrundlage in hierarchischen Einzugsgebieten jeweils die Abflussdifferenz

zwischen der oberen und der unteren Abflussmessstelle herangezogen. Dadurch sind auch negative

Abflussspenden bzw. Abflüsse möglich. Dies tritt auf, wenn im entsprechenden orographischen

Einzugsgebiet Verluste durch Versickerungen bzw. Ableitungen auftreten. Die Einleitung der Quellen

in die 1. HQUL wurde bei der Darstellung nicht berücksichtigt.

Es ergibt sich ein deutliches Bild, das auch durch die geologischen Verhältnisse gestützt wird. Am

auffallendsten sind die sehr großen Durchflusszunahmen der Schwarza zwischen Schliefering Brücke

(Bereich Singering) und Rechenbrücke (Bereich Hirschwang). Die Zunahme liegt bei 1470 l/s. Die

Ableitung der Quellen der 1. HQUL ist dabei noch nicht berücksichtigt. Gleichzeitig sind die

gemessenen nordöstlichen Zubringer mehr oder weniger trocken. Einzig der Frohnbach weist

nennenswerte sichtbare Abflüsse auf. Hinzuweisen ist beim Einzugsgebiet des Frohnbachs noch

darauf, dass es das einzige Einzugsgebiet im Bereich der Zubringer zur Schwarza darstellt, das

lithologisch sehr einheitlich, nämlich aus Dolomit aufgebaut ist. Die daraus resultierende Betonung

des oberirdischen Abflusses zeigt sich auch in den Messwerten. Im Bereich Weichtal sind nicht

messbare Zuflüsse durch die dort vorhandenen Drainagen oder alten Quellfassungen zu erwarten.

Diese bekannten Zuflüsse liegen aber im Bereich von 100 bis 200 l/s im Messzeitraum. Damit sind

unter diesen NQ-Bedingungen noch circa 1000 l/s an derzeit nicht sichtbaren und daher nicht

lokalisierbaren Zutritten durch diese Differenzmessungen erfasst worden.

Die südlichen Zubringer scheinen die Karsthochfläche der Rax nicht zu entwässern.

Eine weitere besondere Situation stellt sich im Bereich Reißtal dar. Das Einzugsgebiet bis zur Klamm

weist unterdurchschnittliche Abflusswerte auf, wahrscheinlich bedingt auch durch die Einleitung der

Reißtalquelle. Bemerkenswert ist an der Messstelle Reißtal/Klamm die Tatsache, dass im Bereich der

Störung, die im Anstehenden das Bachbett quert, deutliche Wasserzutritte, hauptsächlich an der

orographisch linken Seite ersichtlich sind. Die negative Bilanz an der Messstelle Reißtalbach/Auffahrt

Stollen kann als Hinweis auf die drainagierende Wirkung der Fassungsanlage der Reißtalquelle

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betrachtet werden. Bis zur Messstelle Reißbach/Mündung ist jedoch ein erheblicher

Schüttungszuwachs zu erkennen, obwohl die Lage der Messstelle auch einen größeren

unterirdischen Abflussanteil ermöglichen würde. Inwieweit an dieser Tatsache schluffige

Ablagerungen in diesem Bereich beteiligt sind, kann nicht gesagt werden, Aufschlüsse derartigen

Materials sind derzeit nicht vorhanden.

Somit stellt sich der Bereich Naßbach/Reißbach und der zugehörige Mündungsbereich des

Wasseralmbachs, neben dem Einzugsgebiet der Schwarza zwischen Schlieferingbrücke und

Rechenbrücke, als besondere Schnittstelle der Entwässerung dieses Gebiets dar.

4.7. Ergebnisse aus Markierungsversuchen

Für spezielle Fragen der Karsthydrogeologie - insbesondere zur Erkundung der Ausdehnung des

Einzugsgebietes von Quellen - werden Markierungsversuche eingesetzt. Ergebnisse aus diesen

Versuchen lassen im günstigen Fall Rückschlüsse auf Mindestausdehnungen von Einzugsgebieten zu

und geben Auskunft über Fließzeiten des Wassers bzw. Transportzeiten des eingesetzten

Markierungsstoffes oder anderer Inhaltsstoffe des Wassers. Unter dem Gesichtspunkt des Schutzes

von Wasserressourcen kommt den Ergebnissen von Markierungsversuchen eine besondere

Bedeutung zu.

Der Frage des Einzugsgebietes der Quellen der I. Wiener Hochquellenleitung wurde mit der

Durchführung im regionalen Maßstab angelegter Markierungsversuche nachgegangen, von denen der

Versuch 1955 im Bereich des Hochschneeberges für das vorliegende Projekt von besonderer

Bedeutung war (DOSCH, 1956a). Weitere Markierungsversuche wurden im Bereich des Raxgebietes

auch zur Klärung lokaler Fragen (z.B. im Zuge der geplanten Errichtung eines Schigebietes)

durchgeführt. Bevor auf den Versuch 1955 im Hochschneeberggebiet näher eingegangen wird, sei

eine Übersicht über Markierungsversuche, die in der Vergangenheit durchgeführt worden sind und

über die Unterlagen zur Verfügung gestanden sind, in chronologischer Reihenfolge vorangestellt.

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Tab. 12: Übersicht über Markierungsversuche im Rax-Schneeberggebiet.

Markierungsversuch

Salz-Markierungsversuch

Augenbrunnen

Färbeversuch

Krumbachgraben

Färbe- und Salz-

Markierungsversuch

Wasserofengraben

Salz-Markierungsversuch

Bodenwiese

Färbeversuch

Reißtal

Färbeversuch

Mahrwiese

Färbeversuch

Hochschneeberg

Färbe- u.

Sporentriftversuch

Rax

Färbeversuch

Reißtal

Jahr Dauer Markierungsstoff

Referenz

1925 unbekannt 250 kg Steinsalz SCHÖNBRUNNER

(1926)

1925 unbekannt Uranin SCHÖNBRUNNER

(1926)

1925 unbekannt 2500 kg SCHÖNBRUNNER

Kochsalz

(1926)

Uranin

1941 unbekannt unbekannt SCHINZEL (1964)

1951 unbekannt 0.5 kg Uranin DOSCH (1968)

1953 24.11.1953

bis

10.12.1953

1955 23.06.1955

bis

23.07.1955

1956 01.06.1956

bis

16.06.1956

1967 18.10.1967

bis

24.01.1968

unbekannt

9.5 kg Uranin

550 kg Viehsalz

2 kg Ammoniak

9.75 kg Uranin

5 kg

Lycopodium

clavatum

(ungefärbt)

500 kg Kochsalz

Hygieneinstitut

Universität Wien

(1953) in DOSCH

(1955)

DOSCH

(1955, 1956a)

DOSCH (1956b)

2 x 2 kg Uranin DOSCH (1968)

Am Beginn des 20. Jahrhunderts begann man sich auf Grund der zunehmenden Nutzung des Rax-

Schneeberg-Gebietes, vor allem wegen des ansteigenden Tourismus Gedanken über mögliche

Gefährdungen der Wasservorkommen zu machen. Es war den Verantwortlichen klar, dass

Wasservorkommen in den Karstgebieten potentiell gefährdet sind und begann sich daher näher mit

der Einzugsgebietsproblematik und den Verweilzeiten des Wassers im Untergrund zu befassen.

4.7.1. Markierungsversuche 1925

Ende 1925 wurde ein erster Markierungsversuch mit Steinsalz im Bereich des Augenbründls am

Ausgang des Großen Höllentals durchgeführt und konnte schon nach kürzester Zeit (nach 3 Minuten)

in den darunterliegenden Stollenfassungen der Höllentalquelle einen eindeutigen Chloridnachweis

führen. Dies war der Ausgangspunkt für die nachfolgende Verlegung der Wanderwege durch das

Große Höllental in die südlich gelegenen Felsflanken um zu verhindern, dass durch den Tourismus

dieser sehr sensible Bereich gefährdet wird (SCHÖNBRUNNER, 1926).

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Im gleichen Jahr wurden zwei Versuche auf der Ostseite des Schwarzatals durchgeführt, um die

Wasserwegigkeiten im vermuteten Anströmbereich des Kaiserbrunnens zu erkunden. Beim am

Kaiserbrunn vorbei fließenden Krummbach konnte durch Färbung (nicht ausdrücklich angeführt, aus

dem Kontext zu schließen vermutlich mit Uranin) ein Zusammenhang des Baches mit dem

Porengrundwasser im Bereich des Kaiserbrunnens und schließlich der Zusammenhang des

Grundwassers mit zumindest einem bestimmten Anteil des Grundwassers am Quellwasser des

Kaiserbrunn nachgewiesen werden (SCHÖNBRUNNER, 1926).

Ein im selben Zeitraum durchgeführter Versuch mit Kochsalz und Uranin (Fluoreszein-Natrium) am

oberen Ende des Wasserofengrabens in der Südflanke des Schneeberges über eine

Horizontaldistanz von ca. 1.4 km bewies ebenfalls klar den Zusammenhang mit dem Quellwasser des

Kaiserbrunnens (SCHÖNBRUNNER, 1926).

Inwieweit die angekündigte (SCHÖNBRUNNER, 1926:278) Fortsetzung der Markierungsversuche zur

Erkundung der Einzugsgebiete der Quellen der I. Hochquellenleitung schon 1926 stattfand oder erst

mit den großangelegten Versuchen 1955 und 1956, konnte bisher nicht in Erfahrung gebracht werden.

4.7.2. Markierungsversuch Bodenwiese 1941

In einem Gutachten von A. SCHINZEL (1964) anlässlich der geplanten Errichtung eines Schiliftes vom

Preiner Gscheid in den Bereich des Karl-Ludwig-Hauses wird von einem gemeinsam mit J. STINY im

Jahre 1941 mittels Salz durchgeführten Markierungsversuch auf der Bodenwiese am Gahnsplateau

berichtet, wonach im Kaiserbrunnen nach Überwinden einer Transportstrecke von 6.6 km Luftlinie ein

Nachweis schon nach 7 Stunden möglich gewesen sein soll. Schinzel selbst bringt dazu keine

näheren Angaben (im Gutachten wird nur angemerkt, dass es sich um nicht veröffentlichte Ergebnisse

handelt).

4.7.3. Markierungsversuch Reißtal 1951

Der Versuch hatte zum Ziel eine allfällige Alimentation der Reißtalquelle aus der Talfüllung des

Reißtals selbst und dem Reißbach nachzuweisen. Zur Eingabe wurde am Ausgang der Reißtalklamm

eine Grube unmittelbar neben dem Reißtalbach ausgehoben und das Markierungsmittel dort

eingebracht. Beobachtet wurde der Reißtalbach an mehreren Stellen, die Reißtalquelle und die sog.

Schütterlehnerquelle. Uranin war im Bach selbst nur geringfügig nachzuweisen, in der Reißtalquelle

selbst drei Tage lang in hoher Verdünnung. Weitere Anmerkungen zum Versuchaufbau und Ablauf

waren bislang keine zu finden.

4.7.4. Markierungsversuch Hochschneeberg 1955

Über diesen Markierungsversuch liegen detaillierte Unterlagen vor (DOSCH, 1955, 1956a). Die

Versuchsdokumentation ist sehr sorgfältig ausgeführt und könnte von der Konzeption und

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Durchführung her sogar als Lehrbuchbeispiel dienen. Allein die analytisch-instrumentellen

Möglichkeiten waren zu dieser Zeit noch recht beschränkt und der Uranin Nachweis erfolgte

kolorimetrisch durch visuellen Farbvergleich mit Standardlösungen in 30 cm bzw. 80 cm langen

Kolorimeterröhren aus Glas, sodass keine voll-quantitative Auswertung im heutigen Sinne vorlag,

obwohl eine Wiederausbringung mit 61 % des eingesetzten Markierungsstoffes berechnet wurde.

Neben dem Uranin wurden auch 2 kg Ammoniak und 550 kg Viehsalz eingegeben, ersteres zur

Alkalisierung der Uranin-Eingabelösung, um durch die Erhöhung des pH-Wertes eine Adsorption des

Uranins an Lehmfüllungen und Gesteinsoberflächen zu vermeiden, letzteres wurde auf einer Fläche

von 40 x 10 m am Schmelzwasserzulauf ausgebreitet, um den Schmelzvorgang zu beschleunigen.

Neben aus der Hydrogeologie des Gebietes erwarteten Ergebnissen gab es aber auch eine Reihe

von überraschenden Ergebnissen, die mit ihrer Interpretation in die Literatur (DOSCH, 1956a) Eingang

gefunden haben und bis heute unhinterfragt referiert werden. Überraschend waren vor allem

behauptete Nachweise im Bereich Stixenstein (Schlossquelle, Kreuzquelle) und auf der Westseite des

Schwarzatales im Bereich der Höllentalquellen, wobei ein Unterqueren des Schwarzatales als

Erklärung geliefert wurde bzw. eine Beeinflussung der Höllentalquellen aus der Schwarza durch den

über die Fuchspassquelle in die Schwarza austretenden Markierungsstoff.

Eine Übersicht bieten die bei DOSCH (1955) dargestellten Diagramme für den Bereich Kaiserbrunn

(Abb. 11) und den Bereich Stixenstein/Puchberg am Schneeberg (Abb. 12).

In Abb. 11 entspricht jeder Vertikalstrich dabei einer positiven Probe, die Länge eines Striches der

Höhe der Konzentration, untersuchte negative Proben wurden mit einem "-" und positive Proben im

Bereich der Nachweisgrenze des Verfahrens mit einem "+" versehen. Die Angabe der

Konzentrationen erfolgte in g/1000 m 3 bzw. in kg/L (z.B. 1 g/1000m 3 = 10 -9 kg/L = 1mg/m 3 ).

Da nach der Eingabe am 23.06.1955/13:00-15:00 schon in den ersten positiven Proben von der

Fuchspassquelle, des Kaiserbrunns eine sichtbare Färbung auftrat, die Entnahmen aber erst ab

24.06.1955/06:00 begannen, ergaben sich Durchgangszeiten von weniger als 16 h für den

Kaiserbrunn und die Fuchspassquelle. Beim Kaiserbrunn betrug die höchste Konzentration 10 -7.75

entsprechend 25 mg/m 3 , bei der Fuchspassquelle 10 -8.5 entsprechend 5 mg/m 3 . Daneben waren noch

die Krummbachquelle, die Hüttenquelle und die Wienerquelle oberhalb der Jagdhütte Brettschacher

zusammenhängend über einen längeren Zeitraum positiv.

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Abb. 11: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den Bereich

Kaiserbrunn.

Während aus der Hydrogeologie des Karststockes dieses Ergebnis für die Fuchspassquelle und den

Kaiserbrunn plausibel erscheint, gilt dies aber nicht für die anderen angeführten Nachweise des

Bereiches Kaiserbrunn und Stixenstein, trotz der an sich guten Versuchsdokumentation. Wenn z.B.

für die Verbindung Richtung Stixenstein, eine Verbindung durch alle möglichen geologischen

Strukturen bzw. Gesteinseinheiten, 48 h bis zum Erstnachweis angegeben werden, so lässt dies

folgende Möglichkeiten offen:

• Artefaktergebnisse: aufgrund der damals üblichen analytischen Methoden. Ein Farbvergleich

unter UV-Bestrahlung der Probe ohne Möglichkeit die für den Farbstoff spezifische

Wellenlänge einzustellen, kann auch dazu führen, dass natürliche Färbungen

fälschlicherweise für den Tracer gehalten werden, insbesondere dann, wenn aufgrund der

Schneeschmelze und Gewitter, die die Abflussmengen noch erhöhten, auch eine lehmfärbige

Trübe auftritt (DOSCH, 1955:32).

• Kontaminationen: die Ortswasserleitung Kaiserbrunn enthielt ca. 1mg/m 3 über einen längeren

Zeitraum, was durch Infiltration von Schwarzawasser in das Grundwasserfeld des

Förderbrunnens erklärt wurde. Die auf der Raxseite gelegene Ochsenleitenquelle, die

Nachfassung der Höllentalquelle und der Augenbrunnen wiesen Konzentrationen von ca. 0.5

mg/m 3 auf, allerdings nur in einigen sporadischen unzusammenhängenden Nachweisen. Eine

Kontamination könnte auch darin begründet sein, da für die zuvor angeführten Quellen und für

den Kaiserbrunn ein und dasselbe Beprobungspersonal eingesetzt wurde.

• tatsächliche Verbindung: in diesem Falle besteht aber Schwierigkeit, eine plausible

geologische Erklärung dafür zu finden

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Abb. 12: Zusammenstellung der Ergebnisse des Markierungsversuches 1955 für den Bereich

Stixenstein und Puchberg/Schneeberg

Weitere Erläuterungen zu Abb. 12 finden sich im Anschluss an Abb. 11-

Im Bereich Stixenstein waren nach dem Bericht die Schlossquelle und die Kreuzquelle über mehrere

Tage positiv mit Maximalkonzentrationen von 1 mg/m 3 . Bei den übrigen Entnahmestellen des

Bereiches Stixenstein waren nur einige wenige positiv.

Die Bewertung der Ergebnisse aus heutiger Sicht der eingesetzten Methodik ergibt einen eindeutigen

Nachweis für die Fuchspassquelle, den Kaiserbrunn und die in der Südflanke des Schneeberges

gelegenen Entnahmestellen, ebenso auch für den Transport des Farbstoffes über die Schwarza und

die Infiltration in die Ortswasserleitung von Kaiserbrunn, bzw. in die Nachfassungen der

Höllentalquelle entlang des Schwarzaufers. Unplausibel erscheint aber ein Nachweis im

Augenbrunnen und in der Ochsenleitenquelle (ca. 300 m oberstromig vom Kaiserbrunnen am rechten

Schwarzaufer). Nicht eindeutig zu klären ist auch Interpretation eines Übertrittes aus dem

Schneeberg- in das Raxmassiv durch Unterqueren der Schwarza entlang wasserwegiger

talquerender Strukturen. Dazu müsste die Schwarza nur eine geringe Vorflutfunktion auf die beiden

Karstmassive haben. Entsprechende Nachweise dazu stehen bislang aus.

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gezogen wurde, dass es sich um natürliche Fluoreszenzen handelte. Auch die zugleich eingebrachten

Lycopodium-clavatum-Sporen konnten in keiner Probe nachgewiesen werden.

Die Schlussfolgerungen aus dem negativen Verlauf des Versuches waren, dass:

• das gesamte oder mindestens der größte Teil des angefärbten Wassers dem basalen

Grundwasserstrom des Gebirges zugeflossen ist.

• die „Nachweise“ von Markierungsstoff beim Versuch Hochschneeberg 1955 in

Entnahmestellen auf der Raxseite als erwiesen gelten und daher möglicherweise den

Raxwässern der Weg zu den Quellen zumindest zeitweise versperrt worden und diese daher

in den Grundwasserbereich abgedrängt worden wären

• es unwahrscheinlich sei, dass der gesamte Farbstoff hängengeblieben ist oder die Wässer

länger als 16 Tage (=gesamte Beobachtungszeit) zu den Quellen benötigt hätten.

• der Bereich Hirschwang als vom übrigen Bereichen der Rax hydrologisch isoliert sei.

Abgesehen davon, dass sich aus hydrogeologischer Sicht die Frage stellt, was unter dem basalen

Grundwasserstrom des Gebirges verstanden wurde, ist es aus dem Versuch Hochschneeberg 1955

keineswegs erwiesen, dass Wässer auf die Raxseite übergetreten sind. Über die hydrologische

Isolierung des Bereiches Hirschwang lässt sich aus geologischer Sicht sicherlich diskutieren, obwohl

ja auch im Bereich des Schneeberges die Bergflanken im Süden aus zum Teil wasserstauenden

Gesteinen aufgebaut sind aus strukturgeologischen Überlegungen aber keine homogene Einheit

bilden, sondern an zahlreichen Stellen zerlegt sind und somit den am Plateau eingespeisten

Markierungsstoffen den Transportweg zum Kaiserbrunn erlauben.

Bei allen Eingaben in die ungesättigte Zone eines Karstgebietes ist immer damit zu rechnen, dass

einzelne Bereiche aufgrund von sedimentären Karstfüllungen eingeschränkte Wasserwegigkeiten

aber auch völlige Stagnationsbereiche aufweisen können und somit aus diesen Gründen auch eine

mehr als 16-tägige Verzögerung im Transport einzurechnen wäre. Auch ist gerade bei Kontakt z.B.

mit Lehmfüllungen mit einem hohen Adsorptionsverlust auch bei Uranin zu rechnen. Darüber hinaus

kann auch eine hochkonzentrierte Uraninlösung aus gering durchlässigen Bereich über einen

längeren Zeitraum vor allem bei Alimentation durch wenig Schmelzwasser so langsam ausgetragen

werden, dass es in den gesättigten Bereich zu einer hohen Verdünnung kommt und daher kein

Nachweis mehr möglich ist. Es ist daher möglich, dass der Versuch aus den angeführten Gründen

negativ verlaufen ist.

Die Wiederholung eines Versuches am Raxplateau wäre daher in heutiger Kenntnis der

Rahmenbedingungen von größtem Interesse.

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4.7.6. Färbeversuch Reißtal 1967

Der zwischen 18.10.1967 bis 24.01.1968 von DOSCH (1968) durchgeführte Versuch hatte zum Ziel

wasserwegige Verbindungen zwischen den oberhalb der Reißtalquelle liegenden Geländeabschnitte

und der Quelle im Hinblick auf den Einfluss des Ausflugsverkehrs nach Hinternasswald bzw. des

Baustellenverkehrs im Rahmen des Baues des Schneealpenstollens festzustellen. Das

Fassungsbauwerk enthält ein Sammelbecken für Wässer aus einer 74 m langen, quer zum Tal

verlaufenden begehbaren, in 3-7 m Tiefe befindlichen Drainage und aus einer 16 m langen, ca. 9 m

tief gelegenen Tiefendrainage, die das im Talboden strömenden Grundwasser fassen. Die Sohle des

Reißtalbaches kommt der Firste des Drainagekanals auf etwa 2-3 m nahe. Neben den Einzelzutritten

zum Sammelbecken wurden die Schjütterlehnerquelle, die Albertwiesquelle, die Übeltalquelle sowie

der Reißbach und der Wasseralmbach beobachtet.

Die Eingabe von je 2 kg Uranin erfolgte in zwei Grundwassersonden. Von den nachfolgend 2145

entnommenen Proben waren 1791 Proben Uranin positiv. Während die Entnahmen in der Fassung

der Reißtalquelle positiv waren, konnte Uranin in der Schütterlehner-, Albertwies- und Übeltalquelle

und auch nicht im Wasseralmbach nachgewiesen werden. Der Erstnachweis erfolgte durchwegs

zwischen 22 und 30 h nach der Eingabe, wobei die sog. Tiefendrainage stellenweise schon nach 22

Stunden ansprach, während die 30 h Werte auf Effekte des Entnahmeintervalls zurückzuführen

waren.

4.8. Hydrochemische Untersuchungen

4.8.1. Beprobungsprogramm an ausgewählten Quellen und Untersuchungsmethoden

In der Zeit von Ende Jänner 2004 bis Ende November 2006 wurden an 7 Quellen monatliche

Messungen der Parameter Wassertemperatur, elektrische Leitfähigkeit und pH-Wert, Beprobungen

zur Untersuchung der chemischen Parameter Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Alkalinität,

Chlorid, Nitrat und Sulfat, sowie zur Untersuchung der Umweltisotope Sauerstoff-18 ( 18 O), Deuterium

( 2 H) und Tritium ( 3 H) durchgeführt. An 3 weiteren Quellen wurden nur die physikalischen Parameter

Wassertemperatur, elektrische Leitfähigkeit und pH-Wert gemessen und Proben zur Bestimmung der

Umweltisotope entnommen (Anh. 2).

Die Messungen und Beprobungen wurden nach entsprechender Einschulung durch Mitarbeiter der

Betriebsleitung Hirschwang (in Kaiserbrunn: Hr. Schoiber und Steinmetz; in Stixenstein: Hr. Haslauer

und Schober) durchgeführt.

4.8.1.1. Probenentnahme

Die Entnahme der Wasserproben erfolgte angepasst entsprechend den Verhältnissen an der

Entnahmestelle.

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Wasserproben wurden in PE-Flaschen (1x 100 ml, 2x 250 ml, 1x 1000 ml) abgefüllt und bis zum

Transport in die Labors in Kühlschränken gelagert. Für die Bestimmung der hydrochemischen

Parameter wurden 2x 250 ml 0.45µ-filtriert und davon 1x 250 ml mit HNO3 zur Stabilisierung der

Kationen auf pH2 angesäuert. Für die Bestimmung der Umweltisotope 18 O und 2 H wurden 1x 100 ml

und für Tritium 1x 1000 ml entnommen.

Die Analytik der hydrochemischen Parameter erfolgte im Labor des Institutes für

WasserRessourcenManagement, die der Isotope im Labor der ARC Seibersdorf research GmbH.

4.8.1.2. Vor-Ort-Messungen

Folgende Parameter wurden am Entnahmeort bzw. in situ bestimmt: elektrische Leitfähigkeit,

Wassertemperatur und pH-Wert.

Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit und der Wassertemperatur erfolgte mittels WTW-Geräten

(WTW LF 96 bzw. LF325 oder LF340 und WTW-Elektrode TetraCon 96 bzw. 325), ebenso die

Messung des pH-Wertes (WTW pH 325 bzw. 340 und WTW-Einstabmesskette SenTix 41) nach

Zweipunkt-Kalibration mit technischen Pufferlösungen (WTW pH 4 und pH 7). Die verwendeten

Geräte wurden im Rahmen des internen Qualitätssicherungsprogramms des Institutes für

WasserRessourcenManagement überwacht.

4.8.1.3. Hydrochemische Analytik

Die Alkalinität wurde aus der filtrierten, nicht angesäuerten Probe mittels Titrationsautomat

(METROHM Titrino 716 DMS) ermittelt. Die Bestimmung der Anionen Chlorid (Cl - ), Nitrat (NO - 3 ) und

Sulfat (SO -2 4 ) erfolgte aus der filtrierten und nicht angesäuerten Probe, die der Kationen Natrium

(Na + ), Kalium (K + ), Calcium (Ca +2 ) und Magnesium (Mg +2 ) erfolgte aus der filtrierten und angesäuerten

Probe mittels 2-Kanal-Ionenchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion (DIONEX DX-500).

Ursprünglich war vorgesehen, die für die Kationenbestimmung vorgesehene Probe nicht anzusäuern

und damit den Entnahmevorgang zu erleichtern. Es hat sich aber gezeigt, dass aufgrund der längeren

Lagerung der Proben bzw. durch den Transport aus dem Untersuchungsgebiet ins Labor die Proben

durch Ansäuern besser stabil gehalten werden konnten.

4.8.2. Ergebnisse

Die analytischen Detailergebnisse sind der Tabelle A2-1, eine zusammenfassende Übersicht über

Analysenzahlen, Maxima, Minima, Spannweiten und Mittelwerte des Beobachtungszeitraumes der

Tabelle A2-2 im Anhang 2 zu entnehmen.

Die folgende Auswertung versucht, mit möglichst einfachen Mitteln zu einer Interpretation der

Messergebnisse zu kommen. Parameter, die in natürlichen kalkalpinen Wässern, sofern nicht geogen

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bedingte Anomalien bekannt sind, in eher geringer Konzentration auftreten wie Natrium, Kalium,

Chlorid, in den untersuchten Bereichen auch Nitrat, bleiben bei der folgenden Auswertung außer

Betracht. Bei Nitrat (Maximalwert um 11 mg/l) ist anzumerken, dass in keiner der untersuchten

Quellen auch nur annähernd ein kritischer Nitratwert festgestellt werden konnte.

4.8.2.1. Elektrische Leitfähigkeit und Wassertemperatur

Tiefere und gleichmäßiger verteilte Temperaturen einer Quelle lassen einerseits ein in größere Höhen

reichendes Einzugsgebiet mit längerer Speicherung annehmen (SRHT, SR20). Stark streuende

Einzelwerte weisen auf eine rasche Beeinflussung durch Abflussereignisse hin und damit auf eine

geringere Speicherung im Aquifer. Mit geringer werdender mittlerer Seehöhe des Einzugsgebietes

(ohne Berücksichtigung des Einflusses der Exposition des Quellvorkommens gegenüber

Sonneneinstrahlung) führt auch zu höheren Wassertemperaturen.

Die zunehmenden elektrischen Leitfähigkeiten bei den Messstellen des östlichen Schneeberggebietes

deuten einerseits auf erhöhtes Lösungspotential durch eine aktivere Vegetation in tieferen Lagen

andererseits auch - wie bei SRMB - auf eine zunehmende Aufhärtung durch anthropogene Einflüsse

(Diagr. 63).

11.0

10.0

Wassertemperatur (°C)

9.0

8.0

7.0

6.0

5.0

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

Elektr. Leitfähigkeit (µS/cm; 25 °C)

SR20 SRFP SRHT SRKB SRKQ SRSQ SRMB SRALB SRRTQ SRÜBL

Diagr. 63:

Gruppierung der Quellen nach elektrischer Leitfähigkeit und Wassertemperatur.

Die Darstellung in Diagr. 63 repräsentiert keinen Kausalzusammenhang zwischen den beiden

Parametern sondern dient nur der Veranschaulichung der Gruppenbildung, die auch aus diesen

beiden Parametern ablesbar ist.

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4.8.2.2. Der Zusammenhang Calcium zu Magnesium

Als eine einfache Charakterisierung der Wässer kann der korrelative Zusammenhang der

Konzentrationen (absolute Massen oder Äquivalentmassen) zwischen Calcium und Magnesium

(Diagr. 64) zu einer grundsätzlichen Typisierung, sowie das Calcium-Magnesium-

Äquivalentverhältnis zur Unterscheidung von Kalk- bzw. Dolomiteinfluss herangezogen werden. Eine

pauschale Anwendung kann aber auch zu Fehlinterpretationen führen, da es in anthropogen

beeinflussten Porengrundwasserfeldern auch zu starken Aufhärtungen kommen kann, die die

Aussagekraft hinsichtlich Lithologie des Aquifers mindern.

Obwohl alle zwischen Jänner 2004 und Ende November 2006 im Monatsrhythmus beprobten Quellen

vom Ca-HCO3-Typus sind und aufgrund ihres Austrittes aus Kalken und Dolomiten einen zunächst

recht einförmigen Chemismus erwarten ließen, konnte eine deutliche Unterscheidung anhand des

Zusammenhanges Calcium zu Magnesium (Diagr. 64) getroffen werden. Ein ähnliches Bild zeigen

auch die Zeitreihen des Ca-Mg-Äquivalentverhältnisses (Diagr. 65).

1.40

1.20

1.00

Mg +2 (meq/l)

0.80

0.60

0.40

0.20

0.00

1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00

Ca +2 (meq/l)

SR20 SRFP SRHT SRKB SRKQ SRMB SRSQ

Diagr. 64:

Übersicht über den Zusammenhang von Ca und Mg bei den monatlich beprobten

Quellen (SR20, SRFP, SRHT, SRKB, SRKQ, SRMB und SRSQ).

Im Diagramm (Diagr. 64) lassen sich 5 Typen deutlich unterscheiden:

• Wässer des Kaiserbrunn (SRKB)

• Wässer der Höllentalquelle (SRHT) und der Quelle 20 (SR20)

• Wässer der Fuchspassquelle (SRFP)

• Wässer der Schlossquelle (SRSQ) und der Kreuzquelle (SRKQ)in Stixenstein

• Wässer des Brunnens B der Mahrwiese (SRMB) in Stixenstein

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14.0

12.0

10.0

Ca-Zunahme

Ca-Mg-Äquivalentverhältnis

8.0

6.0

4.0

Mg-Zunahme

2.0

0.0

040101 040331 040629 040927 041226 050326 050624 050922 051221 060321 060619 060917 061216

SR20 SRFP SRHT SRKB SRKQ SRMB SRSQ

Diagr. 65:

Zeitlicher Verlauf des Calcium-Magnesium-Äquivalentverhältnisses an den monatlich

beprobten Quellen.

Im Diagramm (Diagr. 65) zeigt der zeitliche Verlauf des Ca-Mg-Äquivalentverhältnisses, dass die

Quellen Kaiserbrunn (SRKB) und die Messstellen in Stixenstein (Kreuzquelle - SRKQ, Schlossquelle -

SRSQ und Mahrwiese/Brunnen B) den höchsten Magnesiumanteil haben, die im Ca-Mg-

Äquivalentverhältnis kaum unterscheidbaren Quellen Höllentalquelle (SRHT) und Quelle 20 (SR20)

eine mittlere Stellung und die Fuchspassquelle (SRFP) den geringsten Magnesiumanteil aufweisen.

Zudem zeigt die Fuchspassquelle auch die stärkste Schwankung bei diesem Ionenverhältnis.

Anzumerken ist auch, dass bei allen Quellen vermutlich verursacht durch stärkere Niederschlagsbzw.

durch Schneeschmelzereignisse im Frühjahr das Ca-Mg-Äquivalentverhältnis ansteigt. Dies

bedeutet, dass bei höherem Wasserumsatz offensichtlich mehr Calcium gegenüber Magnesium in

Lösung geht, was die Arbeitshypothese zulässt, dass vermehrt Kalkbereiche gegenüber dolomitisch

betonten Bereichen in die Entwässerung miteinbezogen werden.

4.8.2.3. Sättigungszustand bezüglich ausgewählter Mineralphasen

Bei der Typisierung von Karstaquiferen bieten thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen die

Möglichkeit, hydrogeochemische Prozesse zu charakterisieren. Die Berechnung des

Sättigungszustandes in Bezug auf ausgewählte Mineralphasen wie Calcit, Dolomit und Gips unter den

im Untersuchungsgebiet herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen stellt gegenüber den

Ionen-Äquivalentverhältnissen eine weitere Möglichkeit zur Charakterisierung der Wässer dar. Die

theoretischen Grundlagen der thermodynamischen Gleichgewichtsberechnungen wurden in der

Literatur oftmals beschrieben (z.B. STUMM & MORGAN, 1996). Wenn in Karbonataquiferen zwischen

der gelösten Spezies und dem wechselwirkenden Gestein sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt

hat, sollte sich dieser auf Basis verschiedener für den Karbonataquifer charakteristischer

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Mineralphasen darstellen lassen. Als Modellspezies werden in den Gleichgewichtsberechnungen

meist die Mineralphasen Calcit, Dolomit und Gips, seltener Aragonit und Anhydrit, herangezogen

unter der Voraussetzung, dass im Aquifer die aktuellen Ionengehalte nur Lösungs- und

Fällungsprozessen unterliegen, was in natürlichen anthropogen nicht oder nur sehr gering

beeinflussten Systemen weitgehend erfüllt ist. Eine wesentliche Rolle spielt dabei der CO 2 -

Partialdruck, dessen Variabilität wiederum weitgehend von biogenen Prozessen im Boden und den im

jeweiligen Einzugsgebiet herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen abhängt. So ist zyklisch

während der Vegetationsperiode im Sommerhalbjahr ein höherer CO 2 -Partialdruck im Quellwasser

feststellbar als im Winter. Damit verknüpft sind z.B. tendenziell höhere Calciumgehalte. Die

Ergebnisse der Berechnungen werden als Sättigungsindizes (Logarithmus des Quotienten aus

Ionenaktivitätsprodukt und Löslichkeitsprodukt der entsprechenden Mineralphase) dem jeweiligen

CO 2 -Partialdruck gegenübergestellt. Bei einem Sättigungsindex (S.I.) = 0 besteht ein Gleichgewicht,

bei < 0 eine Untersättigung und bei > 0 eine Übersättigung bezüglich der betrachteten Mineralphase,

wobei Untersättigung die Wahrscheinlichkeit der Auflösung, Übersättigung die Wahrscheinlichkeit der

Ausfällung anzeigt. Inwieweit es tatsächlich zu Auflösung oder Ausfällung kommt, hängt allerdings

noch von weiteren Einflussfaktoren ab, die die Kinetik dieser Prozesse bestimmen.

Sättigung bezüglich Calcit und Dolomit

Die Sättigung der untersuchten Wässer bezüglich Calcit in Gegenüberstellung zum Partialdruck des

gelösten CO 2 zeigt eine deutliche Gruppenbildung (Diagr. 66) und ist in ähnlicher Weise auch für

Dolomit darstellbar. Allerdings reichen die in ungefährem Monatsabstand entnommenen Proben nicht

für eine Detailauswertung aus, da zusätzlich zu den jahreszeitlichen Einflüssen auch ereignisbedingte

Einflüsse, die sich bei den Karstquellen äußerst rasch auswirken, hinzukommen. Die

Sättigungsindizes bezüglich Calcit sind mit dem CO 2 -Partialdruck dahingehend verknüpft, dass ein

niedrigerer CO 2 -Partialdruck tendenziell zu einem höheren Calcit-Sättigungsindex führt. Dabei

variieren die Daten innerhalb eines mittels linearer Regression (in Diagr. 66 strichlierte Linie

beispielhaft für SRFP) beschreibbaren Bereichs, der die jahreszeitliche oder ereignisbezogene

Variabilität darstellt. Die Quellen (SRKQ, SRMB und SRSQ) der Stixensteiner Gruppe heben sich

dabei deutlich von den Quellen des Schneebergs (SRFP, SRKB) und der Rax (SR20, SRHT) ab und

sind auch untereinander deutlich unterscheidbar. Abgesetzt von den Stixensteiner Quellen aber auch

vom Kaiserbrunn (SRKB) und den Quellen der Raxseite ist auch die Fuchspassquelle (SRFP)

während Kaiserbrunn, Höllentalquelle (SRHT) und Quelle 20 (SR20) sich im Calcit-Sättigungsindex

voneinander kaum unterscheiden. Der Kaiserbrunn weist im vorhandenen Datenset allerdings eine

höhere Variabilität im CO 2 -Partialdruck und im Calcit-Sättigungsindex auf.

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1.0

0.5

0.0

SI-Calcit

-0.5

-1.0

-1.5

-3.3 -3.1 -2.9 -2.7 -2.5 -2.3 -2.1 -1.9 -1.7 -1.5

SI-CO2(g)

SR20 SRHT SRFP SRKB SRKQ SRMB SRSQ

Diagr. 66:

Zusammenhang des CO 2 -Sättigungsindex’ (Partialdruck) mit dem Calcit-

Sättigungsindex und Aufgliederung in deutlich unterscheidbare Gruppen.

Die in Diagr. 66 strichliert eingezeichnete Linie und der parallel dazu verlaufende Pfeil symbolisieren

nur die Richtung der jahreszeitlichen oder ereignisbezogenen Variabilität. Einzelquellen und

Quellgruppen mit unterschiedlichen Einzugsgebieten insbesondere mit unterschiedlicher

Vegetationsdichte sind zueinander parallel verschoben, was durch den quer dazu verlaufenden Pfeil

symbolisiert werden soll.

Da zwischen den einzelnen Gruppen kaum Übergänge (nur Parallelverschiebung, Diagr. 66) zu

erkennen sind, kann gefolgert werden, dass die Einzugsgebiete der untersuchten Quellen im

jahreszeitlichen oder ereignisbezogenen Wandel weitgehend stabil sind und daher immer denselben

Höhenbereich mit der entsprechenden Vegetationsbedeckung umfassen. Die tiefstgelegenen

Einzugsgebiete mit höherer Vegetationsdichte und damit höherem CO 2 -Eintrag weisen die

Stixensteiner Quellen auf, gefolgt mit deutlichem Abstand von der Fuchspassquelle, die vermutlich zu

einem großen Teil den Kuhschneeberg entwässert und gefolgt vom Kaiserbrunn, alimentiert im

wesentlichen vom Hochschneeberg, und die Höllentalquellen gespeist aus den Hochlagen des

Raxplateaus.

Sättigung bezüglich Gips

Aus den hydrochemischen Analysen wurden auch Sättigungsindizes bezüglich Gips errechnet. Dies

bedeutet, dass aus den thermodynamischen Gleichgewichtsberechnungen hervorgehen sollte,

inwieweit die Wässer mit der Mineralphase Gips im Gleichgewicht stehen, untersättigt oder übersättigt

sind. Bei den natürlichen kalkalpinen Wässern, die nicht typische Gipslagerstättenwässer darstellen

ist im allgemeinen eine starke Untersättigung festzustellen, allerdings kann der Grad der

Untersättigung trotzdem zu einer Charakterisierung herangezogen werden, und bringt auch oft sehr

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deutliche Ergebnisse. So zeigt sich bei den untersuchten Quellen sehr deutlich, inwieweit im

Einzugsgebiet einer Quelle geologische Einheiten beteiligt sind, die in der Lage sind, bei der Wasser-

Gesteins-Wechselwirkung zu einen höheren Sulfatgehalt der Wässer beizutragen und damit zu

deutlichen Unterschieden im Sättigungsindex bezüglich Gips.

Im vorliegenden Fall (Diagr. 67) wurden für die Charakterisierung die Mittelwerte des Sulfatgehaltes

bzw. des Gips-Sättigungsindex der vorhandenen Zeitreihen verwendet. Der Brunnen B auf der

Mahrwiese bei Stixenstein (SRMB) schließt Porengrundwasser des Sierningtales auf und zeigt die

höchsten Gehalte an Sulfat bzw. im Sättigungsindex. Abgesehen von möglichen anthropogenen

Einflüssen wird der Brunnen von Wässern alimentiert, die aus tieferen stratigraphischen Einheiten

stammen, aus denen ein erhöhter Sulfat- bzw. Gipsgehalt bekannt ist (im Hinterland befinden sich die

Gipslagerstätten von Puchberg am Schneeberg). Schlossquelle (SRSQ) und Kreuzquelle (SRKQ)

weisen demgegenüber schon einen deutlich höheren Einfluss kalk- bzw. dolomitbetonter Einheiten

auf, während Fuchspassquelle (SRFP), Quelle 20 (SR20) und Höllentalquelle (SRHT) und

Kaiserbrunn (SRKB) die geringsten Sulfatgehalte und den niedrigsten Sättigungsindex aufweisen und

auf ein fast ausschließlich kalk- bzw. dolomitbetontes Einzugsgebiet deuten, wie es aus der

geologischen Karte ableitbar ist.

0.0

-0.5

-1.0

SRMB

SI-Gips

-1.5

SRSQ

SRKQ

-2.0

-2.5

-3.0

Diagr. 67:

SRKB

SRFP

SR20

SRHT

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

SO 4 -2 (mg/l)

Logarithmischer Zusammenhang (rote Linie) der Sulfatmittelwerte der untersuchten

Quellen mit den Mittelwerten der errechneten Sättigungsindizes bezüglich Gips.

4.9. Isotopenhydrologische Untersuchungen

Sämtliche Analysen wurden von ARC Seibersdorf research GmbH, Environmental Sciences, Dr.

Papesch im Auftrag der MA 31 durchgeführt.

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4.9.1. Dauerbeobachtung

Bei der Dauerbeobachtung handelt es sich um eine regelmäßige Probennahme, die etwa monatlich

durchgeführt wurde. Dabei wurden Sauerstoff-18 und Deuterium analysiert. Ziel der

Dauerbeobachtung ist eine umfassende, vergleichbare Charakterisierung der untersuchten Quellen.

Weiters bilden die Ergebnisse der Dauerbeobachtung einen wichtigen Rahmen zur Einschätzung von

Ergebnissen einzelner Ereignisbeprobungen und sind die Grundlage für wichtige hydrologische

Berechnungen.

Analysiert wurden dabei Sauerstoff-18 und Deuterium. Eine Übersicht mit den wichtigsten

Basisauswertungen ist in den Tab. 13 und Tab. 14 enthalten.

Wie in Diagr. 68 zu erkennen, treten keine besonderen Verschiebungen im Verhältnis der beiden

Isotope auf, die auf größere Unterschiede in der Isotopenfraktionierung z.B. hervorgerufen durch

Verdunstungseffekte schließen lassen. Die Abweichungen von der GMWL müssen im Wesentlichen

auf andere Luftfeuchtigkeitswerte als für die Berechnung der GMWL angenommen, zurückgeführt

werden (CLARK,I & P. FRITZ, 1997).

-70.00

-72.00

-74.00

-76.00

-78.00

H-2[‰]

-80.00

-82.00

-84.00

-86.00

-88.00

-90.00

-12.50 -12.30 -12.10 -11.90 -11.70 -11.50 -11.30 -11.10 -10.90 -10.70 -10.50

O-18 [‰]

Höllentalquelle Quelle 20 Fuchspassquelle Kaiserbrunnquelle GMWL d=10 d=14

Diagr. 68:

Verhältnis Deuterium zu Sauerstoff-18

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Tab. 13: Sauerstoff-18 Dauerbeobachtung

Probennahme

SAUERSTOFF 18

GEBIET Name Nr. Beginn Ende Anzahl Minimum am Max am Ampl T verw. Mittelw. Sh

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Höhenabnahme/100 m -0.258

Inputamplitude 18-O 11

EXTREMWERTE

Minimum SRFP -12.76

Maximum SRKQ -10.28

Tab. 14: Deuterium Dauerbeobachtung

DEUTERIUM

Probennahme

GEBIET Name Nr. Beginn Ende Anzahl Minimum am Max am Ampl Mittelw.

Schwarzatal Kaiserbrunnquelle SRKB 24.01.2004 28.11.2006 34 -84.8 03.05.2006 -75.1 29.01.2004 9.7 -79.1

Quelle 20 SRQ20 24.01.2004 28.11.2006 34 -87.6 01.06.2006 -77.6 29.01.2004 10.0 -81.0

Höllentalquelle SRHT 24.01.2004 28.11.2006 33 -87.6 01.06.2006 -76.4 29.01.2004 11.3 -80.8

Fuchspassquelle SRFP 24.01.2004 28.11.2006 34 -88.9 29.03.2006 -70.7 09.07.2005 18.3 -78.1

Stixenstein Kreuzquelle SRKQ 16.02.2006 30.11.2006 12 -74.5 03.04.2006 -72.4 12.10.2006 2.2 -73.3

Schlossquelle SRSQ 16.02.2006 30.11.2006 12 -74.8 03.04.2006 -72.2 29.03.2006 2.6 -73.7

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

Naßbach Reisstalquelle SRRTQ 29.12.2005 28.11.2006 12 -80.8 03.05.2006 -78.8 02.10.2006 2.0 -79.6

Tal Albertwiesquelle SRALB 29.12.2005 28.11.2006 12 -81.1 01.06.2006 -79.0 28.11.2006 2.1 -79.8

Übeltalquelle SRÜBL 29.12.2005 28.11.2006 11 -82.4 29.03.2006 -75.8 29.12.2005 6.7 -77.9

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4.9.1.1. Mittlere Seehöhe der Einzugsgebiete

Aus dem Mittelwert längerer Reihen lässt sich auf Grund des Temperatureffekts (Höheneffekt) des

Sauerstoff-18 Isotops eine mittlere Höhe des Einzugsgebiets berechnen. Die Grundlage zur

Ermittlung der Höhenabhängigkeit wurde in Anlehnung an die Daten aktueller Untersuchungen auf der

Schneealpe (WIESELTHALER, 2006), der literaturüblichen Höhenabnahme in den nördlichen

Kalkalpen (MOSER, RAUERT, 1980) unter Berücksichtigung von Ergebnissen aus dem Hochschwab

(STADLER, 2000) ermittelt. Eine Plausibilitätsprüfung konnte an Hand der ermittelten Höhen der

Höllentalquelle und der Quelle 20 überschlagsmäßig durchgeführt werden.

Mittlere Seehöhe der Einzugsgebiete [müA]

1600

1500

1400

mittlere Seehöhe EZG [müA]

1300

1200

1100

1000

900

800

700

SRKB

SRQ20

SRHT

SRFP

SRRTQ

SRALB

SRÜBL

SRKQ

SRSQ

SRM2 Br.B

Höhenabnahme 18-O

Mittelwerte 18-O/Seehöhe Quelle

600

500

400

-11.9 -11.7 -11.5 -11.3 -11.1 -10.9 -10.7 -10.5 -10.3

∆ 18-O[ ‰]

Diagr. 69:

Mittlere Seehöhe der EZG aus Sauerstoff-18 Analysen

Bei der Interpretation der Ergebnisse kommt vor allem dem Vergleich der untersuchten Quellen

besondere Bedeutung zu. Genaue Höhenangaben werden auch durch die unterschiedlich langen

Beobachtungsreihen relativiert.

In Diagr. 69 sind die ermittelten mittleren Seehöhen der Einzugsgebiete der untersuchten Quellen

dargestellt. Auffallend ist zum einen die deutliche Gruppenbildung und zum anderen die große

Differenz der ermittelten Höhen.

Eine deutlich abgesetzte Gruppe bilden die Höllentalquelle und die Quelle 20. Auch andere

Untersuchungen (chemische Analysen, Ereignisbeprobungen, In-situ Messungen) bestätigen die

Große Affinität der beiden Quellen. Sie entwässern einen gemeinsamen Aquifer.

Eine weitere Gruppe bilden die Fuchspassquelle und der Kaiserbrunnen. In diese Gruppe scheinbar

eingelagert sind die Reißtal- und die Albertwiesquelle. Während die beiden erstgenannten den

Schneeberg entwässern, entwässern die beiden letztgenannten hauptsächlich das Raxmassiv. Nur

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aufgrund der Topographie der beiden Gebirgsstöcke scheinen Sie in Diagr. 69 eine geschlossene

Gruppe zu bilden.

Die ermittelte Höhe der Übeltalquelle liegt deutlich tiefer als die der Reißtal- und der Albertwiesquelle.

Die niedrigsten Einzugsgebiete wurden für die Stixensteinquellen und den Brunnen B auf der

Mahrwiese ermittelt. Auch diese bilden eine geschlossene Gruppe.

4.9.1.2. Schwankungsbreite der Sauerstoff-18 Werte

Aus der Dämpfung der Inputamplitude des Sauerstoff-18 Isotops kann unter Annahme eines

sinusförmigen Inputverlaufs (Jahresgang) die Verweilzeit im Untergrund ermittelt werden.

1 1

τ = −1

2


f

(f = output/input, Amplitude 18 O)

Bei dieser Modellberechnung wird die Inputamplitude mit der Amplitude an den Quellaustritten

mathematisch in Beziehung gesetzt. Es wird davon ausgegangen, dass ein direkter Zusammenhang

zwischen Amplitudendämpfung und Verweilzeit besteht. Nicht berücksichtigt wird bei diesen

Berechnungen eine mögliche Phasenverschiebung zwischen dem Input und dem Output. Die

Berechnungen erfolgen nach der hier angeführten Formel.

Es handelt sich bei dieser Berechnungsmethode um eine Modellrechnung, die nicht immer die

tatsächlichen Aquifereigenschaften beschreibt. Neuere Untersuchungen zeigen, dass vor allem die

Bodenbedeckung und die Transportvorgänge in der ungesättigten Zone die Amplitude wesentlich mit

beeinflussen. Unter ähnlichen Infiltrations- und Speicherbedingungen sind jedoch vergleichbare Werte

zu erwarten, die eine Charakterisierung der Quellwässer erlauben. Streng genommen sollten die so

errechneten Werte nur als „Dämpfungsfaktor“ angesprochen werden und nicht als absolute

Altersangabe.

Die Schwankungsbreiten an den einzelnen Beprobungsstellen (ohne Niederschlagsstation) während

des gesamten Beobachtungszeitraumes sind in Diagr. 70 dargestellt. Für die in den weiteren

Ausführungen daraus errechneten Verweilzeiten ist zu bemerken, dass diese Altersangaben nur als

relative Angaben zu werten sind. Es ist daraus nur innerhalb dieses Projektes eine eindeutige

Vergleichbarkeit zwischen den einzelnen Beprobungspunkten gegeben; es ist jedoch daraus keine

absolute Altersangabe abzuleiten.

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SRKB

SRQ20

SRHT

SRFP

SRKQ

SRSQ

SRM2 Br.B

SRRTQ

SRALB

SRÜBL

-10.0

-10.5

-11.0

-11.5

-12.0

-12.5

-13.0

Minimum Maximum Mittelwert

Diagr. 70: Schwankungsbreite Sauerstoff-18 Isotop

Die Gruppenbildung ist deutlich zuerkennen, wobei die Quellen des Schwarzatals, die

Stixensteinquellen und die Quellen des Naßbachtals deutlich unterscheidbar sind. Es muss jedoch

nochmals darauf hingewiesen werden, dass für die beiden letztgenannten Gruppen nur einjährige

Beobachtungsreihen vorliegen. Für die Quellen des Naßbachtals ist anzumerken, dass die

unterschiedlichen Wasserkomponenten (siehe Kapitel Ereignisbeprobungen) in den Quellfassungen

möglicherweise nicht erfasst werden konnten und somit die tatsächliche Schwankungsbreite nicht

abgebildet werden konnte. Dies gilt im Besonderen für die Reißtalquelle, aber temporär auch für

Albertwies- und Übeltalquelle. Für zukünftige Untersuchungen müssten getrennte

Probennahmemöglichkeiten der einzelnen Teilaustritte geschaffen werden.

Die Fuchpassquelle weist von allen untersuchten Quellen die höchste Schwankungsbreite auf, gefolgt

von der Höllentalquelle und Quelle 20. Die Kaiserbrunnquelle weist eine geringfügig geringere

Schwankungsbreite und damit ein etwas höheres errechnetes mittleres Wasseralter.

Die Stixensteinquellen weisen gegenüber dem untersuchten Brunnen B der Mahrwiese höhere

Schwankungsbreiten auf. Dies ist aufgrund einer gewissen Dämpfung durch den Porenaquifer, der mit

großer Wahrscheinlichkeit neben der Karstwasserbeeinflussung auch von Oberflächenwasser

beeinflusst ist, nicht weiter verwunderlich.

Mit einiger Vorsicht sind die Ergebnisse der Naßwaldquellen zu interpretieren. Besonders die

Langzeitmessungen mit In-situ Messsystemen der Leitfähigkeit und der Temperatur weisen deutliche

Hinweise auf unterschiedliche Wasserkomponenten in den Fassungsanlagen auf. Besonders trifft die

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für die Reißtalquelle zu. An den beiden anderen Quellen scheint dieser Effekt nur temporär

aufzutreten (siehe Kapitel Ereignisbeprobungen und Quellcharakterisierung).

Der Betrachtung der Ergebnisse betreffend der Schwankungsbreite unter dem Gesichtspunkt der

Verletzlichkeit und der damit eng zusammenhängenden Schutzfähigkeit der Karstwasserressourcen

kommt im Sinne des Qualitätsmanagements immer mehr Bedeutung zu. Aus der Sicht der

isotopenhydrologischen Methodik kann ein Zusammenhang mit der Schutzfähigkeit der

Wasserreserven über die Dämpfung der Inputamplitude und dem Ausgangssignal an den einzelnen

Quellen hergestellt werden. Da es sich aber nur um eine Modellannahme handelt, können die

Ergebnisse nur bedingt als direktes Abbild der Natur gewertet werden, bieten aber gute

Vergleichsmöglichkeiten zwischen den untersuchten Quellen. Es ist jedoch dabei zu beachten, dass

der vorliegende Untersuchungsraum der einzelnen Quellgruppen unterschiedlich ist.

Nicht berücksichtigt wird in diesem Modell eine mögliche Zeitverschiebung des mehr oder weniger

sinusförmigen Inputsignals. Würde also in einem der untersuchten Aquifere ein "reines" Piston-flow-

Modell vorliegen, und damit keine Dämpfung durch eine Durchmischung vorliegen, würde das mit

dieser Berechnungsmethode nicht berücksichtigt werden. Beide "Extremmodelle", nämlich Piston-flow

auf der einen Seite und Exponentialsystem auf der andere Seite treten aber in der Natur so nicht auf.

Für ein geschlossenes Untersuchungsgebiet mit ähnlichen Voraussetzungen für Verkarstung,

Entwicklung der Entwässerungsstrukturen und ähnlicher Morphogenese können trotz aller

Einschränkungen untereinander vergleichbare Ergebnisse erzielt werden. Es können somit die

Ergebnisse dieser Berechnungen als Grundlage in einer Zusammenschau mit den geologischen

Verhältnissen in den vermuteten Einzugsgebieten und bereits im Auftrag der Stadt Wien

durchgeführten Untersuchungen zum Karstwasserschutz (PLAN, 2004; PLAN et. al., 2007) weitere

wichtige Hinweise auf die Gefährdung einzelner Karstwasserressourcen liefern.

4.9.1.3. Tritiumuntersuchungen

Die Analyse von Tritiumproben zur Altersbestimmung von Wässern in Karstgebieten tritt immer mehr

in den Hintergrund. Im Projektgebiet wurde nur eine Übersichtsbeprobung der wichtigsten Quelle

durchgeführt, um auch diese Seite der Isotopenanalytik abzusichern. Wie in Diagr. 71 ersichtlich, sind

erwartungsgemäß keine außergewöhnlichen Ergebnisse aufgetreten. Die gemessenen Werte pendeln

um den Mittelwert des Tritiumgehalts im Niederschlag (KRALIK et.al. 2005) oder sind geringfügig

höher. Da auch die Unterschiede zwischen den einzelnen Quellen keine interpretierbaren

Unterschiede aufwiesen, wurde die Beprobung nach dieser Orientierungsserie abgebrochen.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 112

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14.0

12.0

10.0

8.0

6.0

4.0

2.0

0.0

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

KBR FP HÖTA Qu20 Jahresmittel Niederschlag 2002

Diagr. 71:

Tritiumverlauf ausgewählter Quellen

4.9.2. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005

Nach einem durchschnittlich ausgeprägten Winter ohne besondere Abweichungen der

Niederschlagsmengen zum langjährigen Durchschnitt konnte mit tatkräftiger Unterstützung der

Mitarbeiter der Betriebsleitung Hirschwang die Probennahme zur Schneeschmelzbeprobung 2005 an

der Kaiserbrunnquelle, Quelle 20, Höllentalquelle, Höllental Nachfassung und der Fuchspassquelle

durchgeführt werden. Das verdichtete Beprobungsintervall, das in die Dauerbeobachtung integriert wurde, begann

am 28.2.2005 und dauerte bis 6.6.2005. Es wurden dabei insgesamt 168 Proben gezogen. Das

Beprobungsintervall wurde an den Verlauf der Schneeschmelze angepasst und reichte von täglichen Proben am

Höhepunkt der Schneeschmelze bis hin zu wöchentlichen Intervallen.

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4.9.2.1. Kaiserbrunnen, Fuchspassquelle

∆ 18-O[ ‰]

-10.8

-11.0

-11.2

-11.4

-11.6

-11.8

-12.0

-12.2

-12.4

-12.6

-12.8

-13.0

-13.2

-13.4

7000

6500

6000

5500

5000

4500

4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

Schüttung [ls-1]

-13.6

0

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

O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] FP Q [ls-1] Fuchspassqu Q [ls-1] Kaiserbrunnen

Diagr. 72:

Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Kaiserbrunn,

Fuchspass

Im Diagr. 72 ist deutlich zu erkennen, dass der Beginn der Schneeschmelze bis über den Höhepunkt

des Schüttungsverlaufs durch tägliche Probennahmen während 10 Tagen sehr gut erfasst werden

konnte.

Dies ist nicht nur durch die gute Kooperation mit den Mitarbeitern der Betriebsleitung Hirschwang,

sondern nur durch deren aktive und interessierte Teilnahme an den Arbeiten zu erreichen.

Besonderer Dank sei an dieser Stelle nochmals Herrn Josef Stanglauer ausgesprochen.

Auffallend ist der markante Impuls schwereren Wassers an der Fuchspassquelle im Vergleich zur

Kaiserbrunnquelle. Während an der Kaiserbrunnquelle im Verlauf der Schneeschmelze noch

schwerere Wässer zum Abfluss gelangen, bleibt der Impuls an der Fuchspassquelle in seinem

Spitzenwert während der gesamten Schneeschmelze unerreicht. Dieser ausgeprägte Impuls

schwereren Winterwassers spricht für eine sehr unmittelbare Beeinflussung durch die beginnende

Schneeschmelze und ist ein Zeichen für den sehr hohen, schnell zum Abfluss gelangenden Anteil von

Schneeschmelzwasser (Winterniederschlag). Dies muss auch in direktem Zusammenhang mit der

Verletzlichkeit der beiden Karstwasseraquifere gesehen werden.

Ein Vergleich der Schüttungsspitzen beider Quellen ist leider nur bedingt möglich. Besonders die

Höhe der Schüttungsspitzen an der Fuchspassquelle ist möglicherweise durch Rückstaueffekte

beeinflusst.

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Abb. 14. Hochwasser 2006 an der Fuchspassquelle. Foto: Sepp Stanglauer

Obwohl in Abb. 14 noch ein deutlicher Überfall am Messwehr des Überlaufs der Fuchspassquelle zu

erkennen ist, könnten die errechneten Schüttungswerte doch vom Rückstau beeinflusst worden sein.

Dem entgegenzuhalten sind die weiten Ausuferungen der Fuchspassquelle. Der hier fotografierte

Wasserstand beträgt etwa 95 cm. Es wird durch dieses Foto jedoch deutlich, dass an der

Fuchspassquelle sehr große Schüttungsschwankungen auftreten und die Beeinflussungen durch

etwaige Rückstaueffekte nicht dominierend sein können.

Der weitere Verlauf der Schneeschmelze erfolgt in einzelnen "Wellen", als kleinere Teilereignisse.

Dies spiegelt sich in den Schüttungsverläufen beider Quellen deutlich wieder, Im 18-O Verlauf ist dies

besonders an der Fuchspassquelle deutlich ausgeprägt. Auch dies spricht für unmittelbare

Beeinflussungen durch Schneeschmelz- und auch durch Niederschlagsereignisse an der

Fuchspassquelle. Ein Teilereignis der Schneeschmelze mit Schüttungsspitze am 20.4.2005

beschreibt auch WIESELTHALER (2006) als erstes Teilereignis an der Wasseralmquelle. Er

interpretiert das Absinken des 18-O Werts annähernd zeitgleich mit der Schüttungsspitze dieses

Teilereignisses als unmittelbare Reaktion der Wasseralmquelle auf dieses Kleinereignis. Für die

Fuchspassquelle ist der niedrigste Wert dieses Teilereignisses als eine Folge der in den Tagen vor

dem 20.4.2005 bereits wieder verstärkt einsetzenden Schneeschmelze zu bewerten.

Diese "Wellen" der Teilereignisse der Schneeschmelze sind teilweise vergleichbar mit dem Verhalten

während anderer Ereignisbeprobungen (siehe Gewitterereignis 2006). Dies korreliert gut mit den

Leitfähigkeitsmessungen an der Fuchspassquelle. Sowohl der erste Impuls als auch die

nachfolgenden Teilereignisse sind sowohl im Verlauf des 18-O Isotops als auch in den

Leitfähigkeitsmessungen sehr schön abgebildet und widerspiegeln das sehr direkte Verhalten der

Fuchspassquelle, das als Zeichen der hohen Sensibilität dieses Karstwasserreservoires zu werten ist.

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-10.8

320

-11.0

-11.2

310

∆ 18-O[ ‰]

-11.4

-11.6

-11.8

-12.0

-12.2

-12.4

-12.6

-12.8

-13.0

300

290

280

270

260

elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]

-13.2

250

-13.4

-13.6

240

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

O-18 MW [‰] FP Fuchspassqu. Leitf

Diagr. 73:

Fuchspassquelle. Schneeschmelze 2005, Leitfähigkeit und 18-O Verlauf

Geht man beim Gesamtereignis von einem Inputwert des Niederschlags von -14 ∆‰ 18-O aus (In

Anlehnung an WIESELTHALER, 2006, S. 48) ist der Einfluss von Ereigniswasser an der

Fuchspassquelle am Höhepunkt der Schneeschmelze mit etwa 55 % (am 20.3.2005) anzusetzen, an

der Kaiserbrunnquelle am 18.4.2005 etwas mehr als 37 % (siehe auch Zusammenstellung Tab. 15).

Dies ist jedoch nur als theoretischer Wert zu verstehen, da weder die Inputkonzentration konstant

bleibt (und auch gegenüber der Schneealpe Variationen aufweist), noch der Background des

gespeicherten Wassers als konstant angenommen werden kann. Trotzdem kann dieser Wert im

Vergleich zwischen den Quellen als guter Indikator für Schutzfähigkeit angesehen werden.

4.9.2.2. Höllentalquelle, Quelle 20

Anmerkungen zur Schüttungsermittlung: Der Höchstwert der Schüttung an Quelle 20 während der

Spitze der Schneeschmelze konnte wegen Ausleitung der Quelle nicht korrekt gemessen werden. Die

im Diagr. 74 dargestellten Werte sind für die Zeit der Ausleitung angehoben und in Schüttungen

umgerechnet. Dies kann nur eine näherungsweise Abschätzung sein, die jedoch für die

gegenständliche Auswertung herangezogen wurde, um das Verhältnis von Schüttungsschwankung zu

Isotopenschwankung besser darstellen zu können. Leider ist auf Grund der Gegebenheiten dies für

die Höllentalquelle nicht möglich. Hier fehlt leider die tatsächliche Schüttungsspitze während der

Schneeschmelze 2005 vollständig.

Bei der Betrachtung des Verlaufs der Isotopenwerte während der Ereignisbeprobung fällt als erstes

der völlige Gleichklang der Ganglinien aller hier dargestellten Quellen auf. Es kann also von diesen

Quellen als eine zusammengehörige Quellgruppe gesprochen werden. Dies belegen sowohl

Zeitreihen chemischer Analysen (siehe dort) als auch Analysen von Zeitreihen unterschiedlicher

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Parameter (Schüttung, Leitfähigkeit, Temperatur, SAK254). Erst in der Detailuntersuchung der

einzelnen Quellen (siehe dort) treten Unterschiede hervor.

Der Verlauf an dieser Quellgruppe ist ein gänzlich anderer als an der beiden vorher beobachteten

Quellen. Zwar erreichen diese Quelle am 2.6.2005 ähnlich tiefe Werte (schweres Winterwasser) wie

die Fuchspassquelle, doch dies mit einer deutlichen Verzögerung. An der Fuchspassquelle tritt dieses

Minimum am 20.3.2005 auf, dies bedeutet eine Verzögerung von 74 Tagen gegenüber der

Fuchspassquelle. Legt man zur Berechnung der Wasseranteile dieselben Ausgangswerte wie oben

erwähnt zugrunde, errechnen sich nach der Mischungsgleichung für die Höllentalquelle sowie die

Quelle 20 etwa 39 % Ereigniswasser am Höhepunkt. Dies tritt jedoch mit der oben erwähnten

Verzögerung ein.

-11.2

1000

-11.4

900

-11.6

800

-11.8

700

∆ 18-O[ ‰]

-12.0

-12.2

-12.4

600

500

400

Schüttung [ls -1 ]

-12.6

300

-12.8

200

-13.0

100

-13.2

0

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

O-18 MW [‰] Qu20 O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] HöNf QU_20_Q Hoelltalquelle_Schu

Diagr. 74:

Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005 .∆ O-18 und Schüttung Höllental, Quelle

20

4.9.2.3. Vergleich der Quellgruppen

Betrachtet man den Gesamtverlauf der Ereignisbeprobung 2005 eingebettet in die

Dauerbeobachtung, so ist der unterschiedliche Verlauf an einzelnen Quellgruppen und Quellen

deutlich zu erkennen.

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-10.4

-10.6

-10.8

-11.0

-11.2

∆ 18-O[ ‰]

-11.4

-11.6

-11.8

-12.0

-12.2

-12.4

-12.6

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

O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] Qu20 O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] HöNf O-18 MW [‰] FP

Diagr. 75: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005

An der Fuchspassquelle, an der die Schneeschmelze sich am direktesten auswirkt, steigen die 18-O

Werte bereits ab Mitte Mai 2005 wieder an und repräsentieren damit den steigenden Einfluss von

aktuellen Niederschlägen. Besonders deutlich ist dies im Juli zu erkennen. Der erste hohe Wert

(leichtes Sommerwasser) am 9.7.2005 ist eindeutig auf ein heftiges Gewitterereignis am 8. Juli 2005

zurückzuführen (siehe Diagr. 76). Der zweite derart hohe Wert ist einer Probe vom 21.7.2005

zugeordnet. Wie aus Diagr. 76 ersichtlich ist, kann dies jedoch keinem Niederschlagsereignis direkt

zugeordnet werden. Eine Nachuntersuchung einzelner Isotopenproben konnte jedoch nicht erreicht

werden.

Daneben fällt an der Fuchspassquelle der stark schwankende Verlauf während des Höhepunktes der

Schneeschmelze auch im Vergleich zu den anderen Quellen deutlich auf. Dieser spiegelt sich, wie

bereits erwähnt auch in der Leitfähigkeitsganglinie wider.

Mit der Probennahme Anfang September 2005 haben alle beobachteten Quellen annähernd die

Ausgangswerte im 18-O Verlauf vor der Schneeschmelze wieder erreicht.

In Tab. 15 sind die Schwankungsbreite des 18-O Werts während der Ereignisbeprobung und der

maximale Anteil von Schneeschmelzwasser nach der Mischungsgleichung zum Zeitpunkt des

höchsten Einflusses des Ereigniswassers angeführt.

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Diagr. 76: Fuchspassquelle. Schüttung im Juli 2005

Wie bereits erwähnt, wird mangels anderer Daten als Inputkonzentration (18-O Wert des

Niederschlags) der Wert angenommen, den WIESELTHALER (2006) für die Schneealpe angibt.

Diese Werte wurden entsprechend der berechneten mittleren Höhe der Einzugsgebiete mit der dort

angewandten Höhenabnahme des Sauerstoff 18 Isotops korrigiert.

Tab. 15: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze 2005

Quelle Schwankungsbreit

e ∆18-O‰

Maximaler Anteil

Schneeschmelzwasse

r in %

Kaiserbrunnen 1.18 37.4

Quelle 20 1.19 39.4

Höllental 1.10 38.5

Höllental

Nachfassung

0.98 38.7

Fuchspassquelle 2.00 54.7

Die Schwankungsbreite des ∆18-O‰ Werts ist erwartungsgemäß und sehr deutlich an der

Fuchspassquelle am höchsten, entsprechend auch der maximale Anteil an Ereigniswasser

(Schneeschmelzwasser) während der Beprobung. Die anderen Quellen unterscheiden sich bezüglich

des Schwankungswertes nur marginal. Der niedrigere Wert an der Höllental Nachfassung gegenüber

der Höllentalquelle ist nur auf eine geringfügig geringere Probenanzahl zurückzuführen. Der maximale

Anteil an Schneeschmelzwasser hebt sich bei der Kaiserbrunnquelle nur unmerklich von dem an der

Quellgruppe Höllental ab.

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4.9.3. Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006

Der Winter 2005/06 war geprägt durch eine lange Kälteperiode und andauernde Schneebedeckung,

die von November 2005 bis März 2006 anhielten. Dies machte sich vor allem an den Quellen mit tiefer

liegenden Einzugsgebieten bemerkbar.

Die Ereignisbeprobung startete am 16.2.2006 und endete am 9.6.2006. In den folgenden

Darstellungen wurden, wie auch bereits bei der Beschreibung der Schneeschmelze 2005 die zeitlich

angrenzenden und auch die während der Ereignisbeprobung gesammelten Proben aus der Serie der

Dauerbeobachtung mit einbezogen. Da die Schneeschmelze in zwei "Wellen" begann, konnten dank

der aktiven Unterstützung durch die Mitarbeiter der Betriebsleitung Hirschwang die

Beprobungsintervalle kurzfristig variiert werden und der Schwerpunkt der Beprobung (mit täglicher

Probennahme) zwischen 20.3.2006 und 1.4.2006 entsprechend dem Verlauf der Schneeschmelze

gelegt werden.

Diesmal konnte die Ereignisbeprobung an folgenden Quellen durchgeführt werden: Kaiserbrunnen,

Höllentalquelle, Fuchspassquelle, Reißtalquelle, Albertwiesquelle, Übeltalquelle, Schlossquelle,

Kreuzquelle, Brunnen A und Brunnen B der Mahrwiese. Nach den Ergebnissen der Beprobung 2005

wurden die Quelle 20 und die Nachfassung der Höllentalquelle nicht mehr beprobt.

4.9.3.1. Kaiserbrunnen, Fuchspassquelle, Höllentalquelle

-11.2

10000

-11.4

-11.6

9000

8000

-11.8

∆ 18-O[ ‰]

-12.0

-12.2

-12.4

-12.6

-12.8

-13.0

-13.2

-13.4

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

-13.6

16.02.2006 08.03.2006 28.03.2006 17.04.2006 07.05.2006 27.05.2006

O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] FP Q KBR [ls-1] Q FP [ls-1]

0

Diagr. 77:

Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2006. ∆ O-18 und Q Kaiserbrunn, Fuchspass,

Höllental

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Wie bereits bei der Ereignisbeprobung 2005 reagierte die Fuchspassquelle am unmittelbarsten von

allen Quellen (siehe Diagr. 77). Bereits auf das kurzfristige und geringe Vorereignis im Februar 2006

reagierte sie in gewohnter Weise unmittelbar. Der stärkste Einfluss der Schneeschmelze findet auch

im Jahr 2006 am Beginn des Ereignisses mit einem sehr rasch vor sich gehenden Absinken der 18-O

Werte Ende März statt. Der erste sichtbare Einfluss des schwereren "Winterwassers" ist an der

Kaiserbrunnquelle 5 Tage später, an der Höllentalquelle 8 Tage später erkennbar. Im weiteren Verlauf

sind im Gegensatz zur Beprobung 2005 nur zwei größere Wellen erkennbar, die sich in allen drei

Quellen des Schwarzatals erkennen lassen.

Die Schüttungsspitze am 3.6.2006 an der Fuchspassquelle spiegelt sich in den 18-O Werten

erwartungsgemäß nicht wider, da die nächste Beprobung erst am 9.6.2006 stattfand. Durch die

Unmittelbarkeit der Reaktion der Fuchspassquelle auf Ereignisse, konnte dies im Raster der

Isotopenbeprobung nicht abgebildet werden. Auffallend ist, dass dieses Ereignis an der

Kaiserbrunnquelle nur sehr gering ausgebildet ist.

4.9.3.2. Reißtalquelle, Albertwiesquelle, Übeltalquelle

An der Reißtalquelle, Albertwiesquelle und Übeltalquelle wurden ebenfalls Proben während der

Schneeschmelze 2006 zur Isotopenanalytik gezogen. Mit Datensammlern (Leihgeräten der WRM)

waren zu diesem Zeitpunkt nur die Übeltalquelle und die Albertwiesquelle ausgerüstet, wobei die

Schüttung an der Übeltalquelle nur mittels eines Sägezahnzählers im Einleitungsrohrstrang gemessen

wurde. Dies bedingt die "abgeschnittenen" Schüttungsspitzen (Obergrenze der Einleitung bei etwa

11.7 l/s) in Diagr. 79. Eine Schüttungsmessung an der Albertwiesquelle ist derzeit noch nicht möglich.

Charakteristisch für diese Quellgruppe ist das höhere Niveau des Sauerstoff-18 Verlaufs und die

geringere abgebildete Schwankungsbreite.

Durch das tiefer (als z.B. an der Kaiserbrunnquelle) liegende Einzugsgebiet macht sich das

kurzfristige Vorereignis zur eigentlichen Schneeschmelze an der Übeltalquelle sehr deutlich

bemerkbar. Diese Kurzfristigkeit bedingt allerdings auch einen anderen Mechanismus, als während

des Hauptereignisses der Schneeschmelze. Nach dieser kurzfristigen Tauwetterphase wird verstärkt

älteres Wasser (leichteres Sommerwasser) ausgedrückt. Dies tritt nach der Hauptphase nicht auf.

Das Hauptereignis der Schneeschmelze beginnt an der Übeltalquelle Ende März 2006. Damit erreicht

auch der Abfluss von schwererem Winterwasser seinen Höhepunkt.

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-10.7

31

-10.8

29

-10.9

27

-11.0

25

-11.1

23

∆ 18-O[ ‰]

-11.2

-11.3

-11.4

-11.5

21

19

17

15

Schüttung [ls -1 ]

-11.6

13

-11.7

11

-11.8

9

-11.9

7

-12.0

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

5

O-18 MW [‰] RT O-18 MW [‰] AW O-18 MW [‰] ÜT Q ÜTA [ls-1]

Diagr. 78:

Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und Schüttung

Die Reißtalquelle reagiert während des Vorereignisses noch ähnlich wie die Übeltalquelle, nämlich mit

verstärktem Ausfließen von leichterem Sommerwasser nach Beendigung der Tauwetterphase. Dies

wiederholt sich auch – im Gegensatz zur Übeltalquelle – während des Hauptereignisses. Schwereres

Wasser wird erst beim Ereignis Anfang Mai aktiviert. Dies korreliert auch gut mit den Ergebnissen der

Leitfähigkeitsmessungen wie sie in Diagr. 79 dargestellt sind.

An der Reißtalquelle konnten erst 2007 Messgeräte installiert werden. Nach Vorliegen der ersten

Ergebnisse muss angenommen werden, das in dieser Quellfassung sehr unterschiedliche

Wasserkomponenten gefasst sind. Dies drückt sich in den stark schwankenden Messwerten

(Rauschen) der Leitfähigkeit aus. Diese Situation wurde inzwischen durch mehrmalige

Kontrollmessungen verifiziert (Siehe Kapitel Detailuntersuchungen der Quellen). Für die

Probennahme kann dies bedeuten, dass unter Umständen nicht die gesamte Schwankungsbreite

abgebildet worden ist. Es sind daher diese Ergebnisse mit Vorbehalt zu betrachten.

Eine ähnliche Situation ist auch an der Albertwiesquelle und der Übeltalquelle gegeben. Dort tritt

dieses Problem allerdings nur während einzelner Ereignisse auf.

Bei allen drei Quellen sollten im Sinne des Qualitätsmanagements die Messanordnungen derart

verändert werden, dass die einzelnen Komponenten messbar sind

In Diagr. 79 ist neben dem Verlauf des Sauerstoff-18 Isotops auch die Leitfähigkeit an der Übeltalund

der Albertwiesquelle dargestellt.

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Hydrogeologie Schneeberg/Rax

-10.7

600

-10.8

-10.9

550

-11.0

∆ 18-O[ ‰]

-11.1

-11.2

-11.3

-11.4

-11.5

-11.6

500

450

400

elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]

-11.7

-11.8

350

-11.9

-12.0

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

O-18 MW [‰] RT O-18 MW [‰] AW O-18 MW [‰] ÜT Leitf ÜTA Leitf_Albertwies

300

Diagr. 79:

Schneeschmelze 2006. Reißtal-, Albertwies- und Übeltalquelle. ∆ O-18 und

Leitfähigkeit

Besonders an der Albertwiesquelle weisen beide Parameter eine sehr hohe Korrelation auf, wobei die

Zeiten mit hohen, spontanen Leitfähigkeitsänderungen (Rauschen) eine gewisse Unsicherheit

darstellen. Im Überblick scheint jedoch eine nur langsame Aktivierung des Winterwassers

stattzufinden. Dies ist Diagr. 79 durch das nur langsame Absinken des 18-O Werts an der

Albertwiesquelle zu erkennen.

4.9.3.3. Stixenstein: Kreuzquelle, Schlossquelle, Brunnen der Mahrwiese

Das Untersuchungsgebiet Stixenstein wurde erst nachträglich, aufgrund der bei der

Literaturrecherche erhobenen Ergebnisse des Markierungsversuchs Schneeberg 1955 (DOSCH,

1956a), in das Untersuchungsprogramm aufgenommen., Diese positiven Ergebnisse des Versuchs

zwangen förmlich zur Einbeziehung dieses Gebiets in das Untersuchungsprogramm. Während der

Schneeschmelzbeprobung 2006 waren jedoch aus diesem Grund noch keine Messungen der

Leitfähigkeit, Temperatur und der Schüttung verfügbar.

Die beiden Stixensteiner Quellen zeigen gegenüber den beiden Brunnen der Mahrwiese ein sehr

unterschiedliches Verhalten (Diagr. 80). Obwohl das Einzugsgebiet der Quellen und der Brunnen

augenscheinlich deutlich tiefer als das der anderen untersuchten Quellen liegt, beginnt der markante

Einfluss der Schneeschmelze erst mit der Probennahme vom 30.3.2006. An der

Schlossquelle scheinen geringfügige Beeinflussungen bereits früher sichtbar zu sein. In beiden Fällen

jedoch wird der Höhepunkt der der ersten Beeinflussungsphase bereits am 31.3.2006 bzw. am

1.4.2006 erreicht. Dieser Reaktionstypus ist mit der Fuchspassquelle (siehe dort) vergleichbar, auch

wenn die Intensität der Beeinflussung die Fuchspassquelle nicht erreicht.

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-10.2

-10.3

-10.4

∆ 18-O[ ‰]

-10.5

-10.6

-10.7

-10.8

-10.9

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

O-18 MW [‰] SQ O-18 MW [‰] KQ O-18 MW [‰] BrA O-18 MW [‰] BrB

Diagr. 80: Schneeschmelze 2006. Kreuzquelle, Schlossquelle und Brunnen Mahrwiese. ∆ O-18

und Leitfähigkeit

Ein zweiter Höhepunkt der Beeinflussung wird mit der Beprobung am 2.6.2006 erreicht. Dieser ist nur

an den Stixensteiner Quellen derart ausgeprägt.

Die 18-O Werte an den beiden Brunnen weisen vor Beginn der Schneeschmelze ein ähnliches Niveau

wie die Quellen auf. Sie reagieren auf die Schneeschmelze gänzlich anders als die beiden Quellen.

Ein direkter Einfluss von schwererem Winterwasser ist nur gering und deutlich zeitverzögert

ersichtlich. Am Brunnen B beginnt ist der Einfluss von schwererem Wasser ab Anfang Juni ersichtlich,

am Brunnen A scheint dies noch etwas später und gedämpfter stattzufinden. Die unterschiedliche

Reaktion der beiden Brunnen und ihr Verhalten während des "Saugbetriebs" im Kapitel der

Quelldetailuntersuchungen abgehandelt.

4.9.3.4. Vergleich der Quellgruppen

In Diagr. 81 ist der Sauerstoff-18 Verlauf der beprobten Quellgruppen während der Schneeschmelze

2006 dargestellt. Deutlich ist die Gruppenbildung der einzelnen Quellen ersichtlich. Die Quellen des

Schwarzatals weisen den deutlichsten Einfluss der Schneeschmelze auf, der Anteil an schwererem

Wasser, das aus den Winterniederschlägen stammt, ist hier am größten. Dies ist in Tab. 16

zusammengestellt. Dazu muss allerdings bemerkt werden, dass keine Angaben über die isotopische

Zusammensetzung des Winterniederschlags 2006 vorliegen. Um jedoch eine überblicksmäßige

Vergleichbarkeit zwischen den beiden Ereignisbeprobungen 2005 und 2006 zu erreichen, wurde als

Ersatz der Wert des Winterniederschlags 2005 von der Schneealpe (WIESELTHALER, 2006)

herangezogen, wohl wissend, das eine starke Variabilität einzelner Ereignisse aber auch zwischen

den jeweiligen Winterniederschlägen existieren können. Im vorliegenden Fall wurde jedoch der

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Möglichkeit eines annähernden Vergleichs der Vorrang gegeben. Der zugrunde gelegte Input-Wert

des Sauerstoff-18 Isotops wurde wie in Kapitel 4.9.2.3 erwähnt, höhenkorrigiert.

-10.2

-10.4

-10.6

-10.8

-11.0

-11.2

∆ 18-O[ ‰]

-11.4

-11.6

-11.8

-12.0

-12.2

-12.4

-12.6

-12.8

-13.0

16.02.2006 08.03.2006 28.03.2006 17.04.2006 07.05.2006 27.05.2006

O-18 MW [‰] KBR O-18 MW [‰] HöTa O-18 MW [‰] FP O-18 MW [‰] RT O-18 MW [‰] AW

O-18 MW [‰] ÜT O-18 MW [‰] SQ O-18 MW [‰] KQ O-18 MW [‰] BrA O-18 MW [‰] BrB

Diagr. 81: Gesamtverlauf Ereignisbeprobung Schneeschmelze 2005

Die so errechneten Werte spiegeln aber sehr gut die Unterschiede zwischen den einzelnen

Quellgruppen und die unterschiedliche Intensität der Schneeschmelzer wider. Auffallend ist, das am

Kaiserbrunnen der Schneeschmelzanteil gegenüber 2005 deutlicher gestiegen ist als an der

Fuchspassquelle. Für die Naßwaldquellen ist jedoch zu sagen, dass hier möglicherweise

unterschätzende Werte auftreten, da die unterschiedlichen Wasserkomponenten bei der Beprobung

noch nicht erfasst werden konnten. Besonders im Hinblick auf die Schutzfähigkeit dieser Quellen wäre

eine neuerliche Ereignisbeprobung unter Berücksichtigung der unterschiedlichen

Wasserkomponenten anzustreben.

Tab. 16: Schwankungsbreite ∆18-O‰ und Ereignisanteil während Schneeschmelze 2006

Quelle

Schwankungsbreit

e ∆18-O‰

Maximaler Anteil

Schneeschmelzwasse

r in %

Kaiserbrunnen 1.23 62.2

Fuchspassquelle 1.52 61.2

Höllental 1.36 55.1

Reißtalquelle 0.43 16.1

Albertwiesquelle 0.31 12.6

Übeltalquelle 0.74 22.6

Schlossquelle 0.53 20.4

Kreuzquelle 0.42 16.3

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Mahrwiese BrA 0.12 4.9

Mahrwiese BrB 0.14 3.8

4.9.4. Ereignisbeprobung Sommerereignis 2006

Im Sommer 2006 wurde eine satellitengestützte Ereignisbeprobung eines Gewitterereignisses

geplant. Dazu wurde eine Niederschlagsstation am Schneeberg, etwa 100 m westlich des

Damböckhauses am 30. Juni 2006 aufgebaut. Die Station ist in Abb. 15 dargestellt. Die

Energieversorgung wurde mit Solarzellen realisiert (nicht im Bild), links im Bild ist die

Satellitenantenne, rechts neben Herrn Stanglauer die Niederschlagswippe.

An den beiden Quellstationen wurden jeweils zwei Probennehmer (Nullprobe, Dauerbeprobung) und

die entsprechenden Datensammler und Satellitenempfangssysteme aufgebaut.

Die Beprobung wurde an der Kaiserbrunnquelle und der Fuchspassquelle geplant. Die automatische

Triggerung der Quellstationen sollte über die "gemeinsame" Niederschlagsstation erfolgen. Es wurden

neben Aussagen über die Dynamik auch Hinweise auf die Lage der beiden Einzugsgebiete am

Schneeberg erwartet.

Abb. 15: Aufbau der Niederschlagsstation Schneeberg/Damböckhaus

An dieser Stelle muss nochmals der tatkräftigen Unterstützung aller Mitarbeiter der Betriebsleitung

Hirschwang, namentlich Herrn Sepp Stanglauer gedankt werden. Ohne deren Mitarbeit wären

Untersuchungen wie die hier dargestellte Ereignisbeprobung nicht in diesem Umfang und letztendlich

mit diesen Ergebnissen nicht durchführbar.

Der Niederschlag erreichte am 7. Juli 2006 um 15:45 Uhr an der Station Damböckhaus das

Triggerkriterium (0.15 mm Niederschlag in 15 Minuten). Dies war gleichzeitig auch der Beginn des

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Niederschlags nach einer drei Tage dauernden niederschlagsfreien Zeit. Eine detaillierte

Beschreibung des Beobachtungszeitraums, einschließlich des Vorereignisses findet sich im Kapitel

Detailuntersuchungen an Quellen.

Bei dem beprobten Ereignis handelte es sich nach lokalen Beobachtungen (Herr Stanglauer) um ein

aus NW über den Kuhschneeberg heranziehendes Gewitter. Die Niederschlagsmenge betrug am

7.7.2006 13.4 mm und am 8.7.2006 7.0 mm.

4.9.4.1. Kaiserbrunnquelle

Der Verlauf der gesamten Ereignisbeprobung ist in Diagr. 82 dargestellt. Der Schüttungsanstieg

während des Ereignisses betrug etwa 275 l/s. Der Gesamtverlauf zeigt die Reaktionen der beiden

Parameter Leitfähigkeit und Sauerstoff-18. Obwohl der Schwankungsbereich des Sauerstoffisotops

nur geringfügig über dem theoretisch möglichen Unsicherheitsbereich der Isotopenanalyse liegt, ist

der Verlauf trotzdem deutlich erkennbar. Eine schnelle Reaktion auf das Ereignis und ein mehrere

Tage andauerndes Abklingen des Signals. Nur auf den ersten Blick überraschend ist Veränderung

des Sauerstoff-18 Isotops Richtung "leichterer" Wässer. Dies weißt auf den Abfluss von

Winterniederschlägen hin. Vergleicht man diese Reaktion mit dem Verhalten der Leitfähigkeit während

der Ereignisbeprobung, zeigt sich ein ähnliches Bild. Obwohl Leitfähigkeitswerte nicht saisonal

definiert werden können, weist die Erhöhung der Leitfähigkeit auf länger gespeichertes Wasser hin. In

Verbindung mit den Ergebnissen der Sauerstoff-18 Werte kann auf einen merklichen Anteil länger

gespeichertes Winterwasser geschlossen werden. Dass bei größeren Ereignissen auch verstärkt

Ereigniswasser zum Abfluss gelangt, kann dadurch nicht ausgeschlossen werden.

1250

-11.45

1200

-11.50

1150

-11.55

1100

-11.60

Discharge [ls -1 ]

1050

1000

-11.65

-11.70

Δ 18-O‰

950

-11.75

900

-11.80

850

-11.85

800

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

-11.90

Diagr. 82:

Discharge Trigger Precipitation Reference Sample Mittel O18

Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung, Sauerstoff-18

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Der kurzzeitige Rückgang der Leitfähigkeit am Beginn des Ereignisses tritt sehr häufig an

Karstquellen auf. Möglicherweise handelt es sich um fassungsnahe Einflüsse.

1250

229

1200

227

1150

Discharge [ls -1 ]

1100

1050

1000

950

225

223

221

219

el. Conductivity [µScm -1 @25°C]

900

850

217

800

215

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

Discharge Trigger Precipitation Continuous Sampling Reference Sample Leitf Logger

Diagr. 83: Kaiserbrunnquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006, Schüttung, Leitfähigkeit

Interessant ist auch ein detaillierter Blick auf den Beginn des Ereignisses. Dies ist in Diagr. 84

dargestellt. Der Niederschlagsbeginn an der Station Damböckhaus wurde mit 15:31 bis 15:45 Uhr

registriert. Zu diesem Zeitpunkt begann die Schüttung an der Kaiserbrunnquelle bereits leicht zu

steigen. Wie bekannt ist, zog das Gewitter von NW über den Schneeberg. Es muss also

angenommen werden, dass im Bereich des Kuhschneebergs das Niederschlagsereignis früher

begann als an der Station Damböckhaus. Die Kaiserbrunnquelle besitzt also mit großer

Wahrscheinlichkeit auch ein nennenswertes Einzugsgebiet westlich der Kammlinie Klosterwappen-

Kaiserstein-Festenkogel.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 128

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1250

229

1200

227

1150

Discharge [ls -1 ]

1100

1050

1000

950

225

223

221

219

el. Conductivity [µScm -1 @25°C]

900

850

217

800

215

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

Discharge Trigger Precipitation Continuous Sampling Reference Sample Leitf Logger

Diagr. 84: Kaiserbrunnquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006

Die Laufzeit des Signals betrug 49 Minuten. Somit lag der Probennahmezeitpunkt für die Nullprobe

(Referenzprobe) schon im ersten Schüttungsanstieg. Nimmt man jedoch die Leitfähigkeit als Indikator

für Stofftransport, so ist aus Diagr. 84 zu entnehmen, dass zu diesem Zeitpunkt keine stoffbezogenen

Veränderungen stattgefunden hatten. Hydraulische Reaktionen (Schüttungsanstieg) können

entsprechend einem piston-flow Modell jedoch sehr schnell auftreten.

4.9.4.2. Fuchspassquelle

An der Fuchspassquelle stellte sich die, bezüglich der Reaktionszeiten der Quelle auf den

Niederschlag, an der Kaiserbrunnquelle getroffenen Feststellungen, noch wesentlich deutlicher dar.

Der Schüttungsanstieg an der Fuchspassquelle begann zwischen 14:46 und 15:00 Uhr, der

Niederschlag an der Station Damböckhaus, wie bereits erwähnt zwischen 15:31 bis 15:45 Uhr. Damit

begann der Schüttungsanstieg bereits circa 30 bis 59 Minuten vorher. Aufgrund der Lage der

Fuchspassquelle ist dies nicht verwunderlich. Ihr Haupteinzugsgebiet wird im Bereich Kuhschneeberg

vermutet. Der Verlauf der Ereignisbeprobung verstärkt dies.

Der Gesamtverlauf der Ereignisbeprobung an der Fuchspassquelle ist in Diagr. 85 dargestellt.

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FUCHSPASSQUELLE

300

-11.0

-11.0

295

-11.1

Pegelstand mit Offset [cm]

Leitfähigkeit [µScm-125°C]

290

285

-11.1

-11.2

-11.2

-11.3

280

-11.3

-11.4

275

-11.4

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

Pegel Überfall Offset Peg_ST7 Offset Leitfähigkeit [µScm-1@25°C] Beginn Niederschlag Mittelwert 18O

Diagr. 85:

Fuchspassquelle. Verlauf der Ereignisbeprobung 2006. Wasserstände. Leitfähigkeit,

18-O

Besonders auffallend ist der uneinheitliche Verlauf der Leitfähigkeitsganglinie und des Sauerstoff 18

Isotops., hingegen zeigt der Schüttungsverlauf (Wasserstand) einen kontinuierlichen Verlauf

(abgesehen von betrieblichen Eingriffen durch Regulierungen). Im Diagramm sind durch Pfeile die

beiden markanten Veränderungen im Verlauf der Ganglinien markiert. Es kann dies durchaus als

Ausdruck unterschiedlicher Fließwege oder verschiedener Einzugsgebiete interpretiert werden.

Charakteristisch am Isotopenverlauf ist die große Schwankungsbreite im Anstieg und am Höhepunkt

des zweiten Teils des Ereignisses. Möglicherweise handelt es sich dabei um unterschiedliche

Durchmischungen aus den verschiedenen Einzugsgebieten oder Fließwegen.

Weiters ist im Gegensatz zur Kaiserbrunnquelle eine Veränderung der Isotopenwerte Richtung

"schwererer" Sommerniederschläge zu erkennen. Die Leitfähigkeit zeigt allerdings – wie bei der

Kaiserbrunnquelle – ein Erhöhung und somit hinweise auf höher mineralisiertes bzw. länger

gespeichertes Wasser. Dabei dürfte es sich aber nicht um Winterniederschläge handeln. Es muss

allerdings bemerkt werden, dass sich einzelne Ereignisse natürlich abweichend verhalten können.

Der Beginn des Ereignisses ist in Diagr. 86 deutlich zu sehen. Das Triggerereignis am Damböckhaus

trat erst nach dem Beginn des Schüttungsanstiegs auf. Auf die Problematik der Registrierung des

Triggerkriteriums "Pegelanstieg" an der Fuchspassquelle muss hier noch hingewiesen werden. Vor

Beginn der Ereignisbeprobung war nicht bekannt, wie schnell und wie weit sich der Wasserstand in

der Quellstube bei mittleren und kleinen Ereignissen verändert. Es lag auch im Bereich des

Möglichen, dass kleine Schüttungsanstieg an der Quelle zuerst einen Anstieg im Stollen VII bewirken.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 130

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Möglicherweise ist dies auch eingetreten. Eine Kombination der Messung im Stollen VII mit der

Ereignisbeprobung wäre nur bei vorhandenen Meldekabeln zwischen Stollen VII und Quellstube

Fuchspassquelle möglich.

FUCHSPASSQUELLE

76

290

74

288

72

286

Pegelstand [cm]

70

68

66

284

282

280

Leitfähigkeit [µS/cm]

64

278

62

276

60

274

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

Peg Quellstube[cm] Peg UEF [cm] Peg_ST7 Offset automatische Proben

Handproben Beginn Niederschlag Leitfähigkeit [µScm-1@25°C]

Diagr. 86: Fuchspassquelle. Beginn der Ereignisbeprobung 2006

4.10. Weitere Detailuntersuchungen an ausgewählten Quellen

4.10.1. Kaiserbrunnquelle

4.10.1.1. Ereignismonitoring 2007

Die hier dargestellten Daten beschreiben ein Ereignis an der Kaiserbrunnquelle, das durch

Niederschläge am 8. August ausgelöst wurde. Da in diesem Zeitraum auch eine Niederschlagsstation

am Damböckhaus mit Satellitenübertragung installiert war (wie im Kapitel Isotopenuntersuchungen

beschrieben), konnte sowohl das Niederschlagsereignis als auch die Reaktion des Kaiserbrunnens

darauf genau aufgezeichnet werden. In der folgenden Darstellung wird der Schwerpunkt der

Interpretation auf die On-line verfügbaren Qualitätsparameter SAK254 und Trübung gelegt.

In Diagr. 87 ist die hydrologische Situation dargestellt. Die Mittelwerte beziehen sich auf den Zeitraum

17. Dezember 2003 bis 31. Dezember 2007. Die dargestellten Werte sind Tages- und Monatsmittel.

Beim beobachteten Ereignis handelt es sich um ein in der Größenordnung sehr typisches, das durch

sommerliche Starkregenereignisse ausgelöst wurde. Die Beobachtung wurde bis in den Anstieg des

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großen Hochwassers im September fortgesetzt. Dieses war das dominante Schüttungsereignis 2007.

as beobachtete Ereignis begann bei etwa 343 l/s und erreichte als Höchstwert 1795 l/s.

2 000

1 800

1 600

1 400

Schüttung [ls -1 ]

1 200

1 000

800

600

400

200

-

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

NQT HQT MQ KBR_Gesamt_TM KBR_ges_MM Ereignismonitoring

Diagr. 87:

Kaiserbrunnen, Ereignismonitoring 2007 hydrologische Situation

In Diagr. 88 ist der zeitliche Ablauf des Beginns des Ereignisses mit dem Niederschlagsverlauf am

Damböckhaus dargestellt. Daraus ist eine Verzögerung zwischen Niederschlagsbeginn am

Damböckhaus und dem Beginn des Schüttungsanstiegs am Kaiserbrunnen von 3 Stunden und

10 Minuten ersichtlich. Die zeitliche Unschärfe (durch die diskreten Abspeicherungszeitpunkte)

beträgt 20 Minuten. Damit würde das Zeitintervall auf 3 Stunden und 30 Minuten erhöht werden. Diese

errechneten Zeitspannen bergen auch weitere Ungenauigkeiten in sich. Zum einen zeigt sich im

Diagramm eine einstündige Regenpause, bis der eigentliche, heftige Niederschlag beginnt, zum

anderen handelt es sich um eine nur punktuelle Information aus dem Einzugsgebiet der

Kaiserbrunnquelle, die keinerlei Aussage über den räumlich-zeitlichen Verlauf des

Niederschlagsereignisses bieten kann. Dies bedeutet, dass Reaktionszeiten auch länger sein

könnten, da es in anderen Teilen des Einzugsgebiets bereits früher zu regnen begonnen hatte. Eine

Möglichkeit der Regionalisierung von Niederschlagsdaten wäre unter Verwendung von

Wetterradardaten möglich.

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Ereignisbeobachtung Kaiserbrunnen 2007

Schüttung Kaiserbrunn [ls -1 ]

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

Zeitdifferenz Trigger Niederschlag - Start Beobachtungsbeginn Kaiserbrunnen: 6 Minuten 37 Sekunden

Reaktionszeit: Beginn Niederschlag bis Beginn Schüttungsanstieg: 3h10min

60

50

40

30

20

10

Niederschlagssumme Damböckhaus [mm]

0

0

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

KBR ges Q [ls-1] Niederschlagssumme Beginn Niederschlag

Niederschlagstrigger erreicht Information an Kaiserbrunnnen eingelangt Beginn Schüttungsanstieg

Diagr. 88:

Ereignisbeginn Damböckhaus und Niederschlag

Der Schüttungsanstieg and er Kaiserbrunnquelle erfolgte dann sehr rasch, in weniger als 2 Stunden.

Das beobachtete Ereignis war ein Doppelereignis, ausgelöst durch zwei Niederschlagsereignisse,

deren genauer Verlauf im Diagr. 89 dargestellt ist.

80

70

60

Niederschlag [mm]

50

40

30

20

10

0

09.08.07 10.08.07 11.08.07 12.08.07 13.08.07 14.08.07 15.08.07

Niederschlagssumme Damböckhaus 15 Minutenwerte

Diagr. 89: Niederschlagsverlauf Damböckhaus 15 Minutenwerte Summenkurve

Das beobachtete Ereignis war allerdings, was den Verlauf der wichtigen Qualitätsparameter SAK und

Trübung betrifft, sehr untypisch. Dies ist in Diagr. 90 deutlich zu erkennen. Beide Parameter steigen

erst mit einer großen zeitlichen Verzögerung (sieht man von der unmittelbaren Reaktion der Trübung

direkt bei Ereignisbeginn ab; dabei muss es sich um eine sehr quellnahe Beeinflussung handeln) an.

Die Zeitspanne zwischen Beginn Schüttungsanstieg und Beginn SAK-Anstieg beträgt 44 Stunden und

25 Minuten. Am Höhepunkt der SAK-Belastung war das Schüttungsereignis hydraulisch bereits

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abgeklungen. Außerdem bemerkenswert ist der geringe Anstieg dieser beiden Parameter, auch das

ist untypisch für die Kaiserbrunnquelle. Dass diese Reaktion untypisch ist, zeigt auch das am 6.9.2007

beginnende Ereignis, dessen Begin ebenfalls noch in Diagr. 90 zu sehen ist.

Dabei steigen SAK und Trübung zwar mit Verzögerung zur Schüttung an, diese ist jedoch nur gering

und beträgt nur 8 Stunden. Die erreichten Werte bei Trübung und SAK sind deutlich höher als beim

Ereignis im August. Beachtenswert ist auch der Schüttungsverlauf dieses zweiten Ereignisses. Dabei

scheint ein großer Anteil der Schüttungsspitze zu fehlen. Dies kann, wie andere Indizien, die weiter

unten beschrieben werden, auf Grund der unterschiedlichen Dynamik als Aktivität unterschiedlicher

Teileinzugsgebiete gewertet werden.

Für die Ansteige von Trübung und SAK254 ist noch festzuhalten, dass bei beiden Ereignissen eine

Verzögerung zwischen Trübung und SAK auftritt. Dies ist daraus zu erklären, dass der SAK als

Summenparameter im Wesentlichen von Stoffen gebildet wird, die von der Oberfläche eingespült

werden. Handelt es sich dabei doch hauptsächlich um Stoffe, die eine anthropogene Belastung

signalisieren. Trübungen können dementsprechend auch dem Karstsystem zugeordnet werden und

liegen dort zum Beispiel als Höhlensedimente vor. Daraus kann dieser Zeitversatz erklärt werden.

1800

9.0

1600

8.0

1400

7.0

Schüttung [ls -1 ]

1200

1000

800

600

400

6.0

5.0

4.0

3.0

2.0

Trübung [NTU], SAK [absm -1 ]

200

1.0

0

0.0

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

KBR ges Q [ls-1] Trübung s:can SAK s:can

Diagr. 90:

Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung, SAK254 und Trübung

Im Diagr. 91 ist neben dem Schüttungsverlauf der Verlauf der Leitfähigkeit dargestellt. Nach dem

beobachteten Ereignis tritt, wiederum mit sehr großer Verzögerung eine Verdünnung, ausgedrückt

durch niedrige Leitfähigkeitswerte auf. Das folgende Ereignis zeigt ein gegenteiliges Bild. Dabei wird

augenscheinlich höher mineralisiertes Wasser ausgedrückt. Letzteres ist für die Kaiserbrunnquelle

sehr typisch und entspricht nicht den üblichen Vorstellungen einer Karstquelle. Möglicherweise ist bei

derartigen Ereignissen ein Porenaquifer beteiligt. Dies könnte durchaus den Bereich Krumbachgraben

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– Wasserofen betreffen. Dies deckt sich auch mit den Ergebnissen eines Markierungsversuchs, der

1926 im Bereich Krumbachgraben durchgeführt wurde (SCHÖNBRUNNER, 1926).

2000

280.00

1800

270.00

1600

Schüttung [ls -1 ]

1400

1200

1000

800

600

260.00

250.00

240.00

230.00

220.00

elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]

400

200

210.00

0

200.00

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

Diagr. 91:

KBR ges Q [ls-1]

KBR LF [µScm-1]

Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Leitfähigkeit

Der in Diagr. 92 dargestellte Verlauf der Wassertemperatur passt ebenfalls in das bisher

beschriebene Bild. Neben der unterschiedlichen Reaktion während der beiden Ereignisse fällt dabei

noch auf, dass es zu kurzfristigen Temperaturschwankungen während des ersten Ereignisses kommt,

die beim Septemberereignis nicht auftreten. Da messtechnische Probleme ausgeschlossen werden,

könnten unterschiedliche Komponenten, die während des Ereignisses nicht vollständig sind, dafür

verantwortlich sein.

2000

7.50

1800

7.40

1600

7.30

1400

7.20

Schüttung [ls -1 ]

1200

1000

800

7.10

7.00

6.90

Temperatur [°C]

600

6.80

400

6.70

200

6.60

0

6.50

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

Diagr. 92:

KBR ges Q [ls-1]

KBR_Temp_korr[°C]

Ereignismonitoring, Verlauf Schüttung und Wassertemperatur

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4.10.1.2. Bauwerk Quellstube Kaiserbrunnen

Im Bereich Kaiserbrunnen, zwischen Museumsgebäude und Einstiegsschacht zum Unterwasserkanal

existiert ein Pegelrohr, das wahrscheinlich ursprünglich als Schwarza Pegel fungierte. Heute ist er

außer Betrieb. Zu Kontrollzwecken wurde temporär eine Wasserstandsaufzeichnung dort installiert.

Die Ergebnisse ließen zwar keine eindeutige Verbindung mit der Schwarza mehrt erkennen, es

konnten aber merkliche Undichtheiten am Fassungsbauwerk des Kaiserbrunnens festgestellt werden.

Im Diagr. 93 sind Reaktionen der Wasserstände des Unterwasserkanals (Messstelle

Schüttungsmessung) und aus dem beschriebenen Pegelrohr dargestellt. Am 21.2.2006 um etwa

07:30 kam es im Zuge eines Schüttungsereignisses am Kaiserbrunnen zu Regulierungsarbeiten. Es

wurde dabei die Schleuse zum UWK um etwa 5 cm geöffnet (dies ist im _Diagramm sichtbar) und

bewirkte somit einen Rückgang des Wasserstands im Fassungsbauwerk. Dies wirkte sich im

Pegelrohr unmittelbar aus. Der Wasserstand ging um etwa 50 cm zurück und reagierte in weiterer

Folge auf den Verlauf des Schüttungsereignisses.

Diagr. 93: Wasserstände im Bereich Kaiserbrunnen, Regulierungsarbeiten 21.2.2006

Wenige Tage später wurde die Kaiserbrunnquelle komplett abgekehrt. Dazu muss der Wasserstand

im Fassungsbauwerk ansteigen, um in weiterer Folge über den Überlauf bei der Messkammer

abfließen zu können.

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Diagr. 94: Wasserstände Kaiserbrunnen, Abkehr Kaiserbrunnen 7.3.2006

Dies ist in Diagr. 94 dargestellt. Der Verlauf des Wasserstandes im Pegelrohr ist dominiert vom

Wasserstand im Fassungsbauwerk und weniger von dem die Abkehr auslösenden

Schüttungsereignis.

Diese beiden Ereignisse zeigen sehr deutlich die Undichtigkeiten des Bauwerks. Dies wird bei

Abkehren auch dadurch deutlich, dass dann im Unterwasserkanal seitlich durch das Mauerwerk

Wassereintritte auftreten.

4.10.1.3. Das Ereignis am 21. Februar 2006

Ab dem 16. Februar setzte eine leichte Tauperiode ein, die ihren Höhepunkt am 21.2.2006 fand und

noch bis 24.2.2006 anhielt. Am 20.2.2006 fielen 7.8 mm und am 21. Februar 4.1 mm Niederschlag in

Kaiserbrunn.

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Diagr. 95: Kaiserbrunnen. Schüttung und Leitfähigkeit im Februar 2006

Der Schüttungsverlauf des beschriebenen Zeitraums, dargestellt in Diagr. 95 zeigt einen typischen

Verlauf zu Beginn (einer temporären) Schneeschmelze.

Diagr. 96: Kaiserbrunnen. Schüttung und SAK254 im Februar 2006

Kleine tagesbezogene Schüttungsanstiege leiten die Wärmeperiode ein, die Niederschläge bringen

einen weiteren deutlichen Anstieg. Der gesamte Leitfähigkeitsverlauf ist für Winterereignisse an der

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Kaiserbrunnquelle sehr typisch. Es werden höher mineralisierte Wässer ausgedrückt, es kommt zu

keiner sichtbaren Verdünnung durch Schneeschmelzwasser. Die Schüttungsspitze am 21.2.2006 ist

allerdings sehr untypisch für diese Schneeschmelzperiode, da es sehr abrupt einsetzt und ebenso

schnell abklingt, obwohl die Tauwetterperiode im Kaiserbrunn noch einige Tage anhält.

Diagr. 97: Kaiserbrunnen. Schüttung und Temperatur im Februar 2006

Der Verlauf der SAK254 Ganglinie zeigt ebenfalls dieses außergewöhnliche Ereignis,

interessanterweise zeitsynchron mit dem Schüttungsverlauf. Dies ist besonders auffallend, da aus

anderen Untersuchungen und Detailanalysen immer eine zeitliche Verschiebung des SAK-Verlaufs

zur Schüttung aufgetreten ist. Der Verlauf der beiden Kurven lässt auf ein sehr quellnahes,

unmittelbares Ereignis schließen.

Besonders interessant ist nun der Temperaturverlauf. Hier findet sich dieses Ereignis ebenfalls

wieder, durch eine spontane Temperaturreduzierung um etwa 0.08°C. Der Temperaturrückgang

beginnt 30 Minuten später als der Schüttungsanstieg.

Ob das oben beschriebene Ereignis nur durch die kurzzeitig herrschende Schneeschmelze ausgelöst

wurde, oder ob andere Einflüsse existierten, kann nicht eruiert werden. Wichtig im Sinne des

Qualitätsmanagements ist jedoch festzuhalten, dass an der Kaiserbrunnquelle sehr kurzzeitige,

offensichtlich sehr quellnahe verursachte Ereignisse auftreten können. Eine Überwachung der In-situ

gemessenen Parameter erscheint durchaus sinnvoll. Auf quellnahe Beeinflussungsmöglichkeiten ist

besonders zu achten. Bereits SCHÖNBRUNNER (1926) erwähnt eine Verbindung Krumbachgraben –

Grundwasser – Kaiserbrunnquelle.

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4.10.2. Quellgruppe Höllental

4.10.2.1. Höllentalquelle.

An der, in einem Stichstollen entspringenden Höllentalquelle, sollten auch Messungen direkt im

Fassungsstollen durchgeführt werden. Damit sollten Beeinflussungen durch die "Oberen Quellen" am

fix eingerichteten Messort im Stollen III aufgezeigt werden können. Dazu wurde ein autarkes,

geschlossenes Messsystem gewählt, das direkt im Fassungsstollen situiert werden konnte (siehe

Abb. 16).

Abb. 16: Einbau des Messsystems im Höllental Fassungsstollen am 7.10.2004

Da es sich um ein geschlossenes System handelt, wird zur Wasserstandsmessung eine

Absolutdruckmessung durchgeführt, die mittels eines separaten Luftdrucksensors korrigiert wird.

Dieser Luftdrucksensor war im Stollen III montiert. Ergebnisse der Wasserstandsmessungen wurden

bereits im Kapitel über Messstelleneinrichtung behandelt.

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Hydrogeologie Schneeberg/Rax

7.5

7.3

7.1

6.9

Temperatur [°C]

6.7

6.5

1 2

6.3

6.1

5.9

5.7

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

Diver_Temp

HOETATmp [°C]

Diagr. 98:

Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle.

Zur Überprüfung der Beeinflussungen der Messungen an der Höllentalquelle wurden auch

Temperaturmessungen im Stollen mit diesem System durchgeführt.

Zu erkennen ist ein deutlicher Temperaturunterschied zwischen diesen beiden Messungen. Die Reihe

"Diver_Temp" in Diagr. 98 wurde direkt im Fassungsstollen gemessen, die andere im Messbecken für

die s::can-Sonde im Stollen III. Der unterschiedliche Offsetbetrag zeigt, neben der zeitgleich

stattgefundenen Messung an der Quelle 20, an der keine Temperaturunterschiede aufgetreten sind,

eindeutig die Beeinflussung der Temperaturmessung an. Die Beeinflussung erfolgt durch

Temperaturangleichung zwischen dem Wasser der Oberen Quellen, das frei im Stollen fließt und dem

in diesem Wasser liegenden Abflussrohr aus der Höllentalquelle. Die im Messbecken registrierten

kleineren Temperaturereignisse können somit nicht eindeutig den Höllentalquellen zugeordnet

werden. Besonders interessant erscheint auch das Kleinereignis ab dem 2.11.2004 (Markierung 1 in

Diagr. 98). Ausgelöst wurde es von einer Abkehr zwischen 2. und 5. 11.2004. Die Oberen Quellen

wurden während dieses Zeitraums beim Stollen VIII abgekehrt. Die Beeinflussung der

Temperaturmessung im Stollen III folgt genau diesem Zeitraum. Die Beeinflussungen der Messungen

im Fassungsstollen treten mit zeitlicher Verzögerung auf.

In Diagr. 99 sind diese Beeinflussungen während der Abkehr nochmals im Detail dargestellt. Daraus

lässt sich erkennen, dass die Veränderungen der Temperatur im Fassungsstollen der Höllentalquelle

nicht auf natürliche Vorgänge (Ereignisse) zurückgeführt werden kann, sondern eindeutig

Beeinflussungen im Rahmen der Abkehr darstellen. Im Sinne des Qualitätsmanagements müsste

diesem Verhalten und den etwaigen Unterschieden bei unterschiedlichen Abkehrvorgängen

nachgegangen werden.

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Hydrogeologie Schneeberg/Rax

7.5

7.3

7.1

6.9

Temperatur [°C]

6.7

6.5

6.3

6.1

5.9

5.7

02.11.2004 03.11.2004 04.11.2004 05.11.2004 06.11.2004 07.11.2004

Diagr. 99:

Diver_Temp

HOETATmp [°C]

Vergleich der Temperaturmessungen an der Höllentalquelle, Details

Ähnlich stellt sich die Situation bei der Messung der Leitfähigkeiten an denselben Lokalitäten dar. Dies

ist in Diagr. 100 dargestellt. Möglicherweise handelt es sich bei dieser, augenscheinlich durch die

Abkehr ausgelösten Beeinflussung der Höllentalquelle, um eine Beeinflussung aus dem oberhalb der

Höllentalquelle gelegenen Stollen der HQUL. Nicht gänzlich auszuschließen ist auch eine

Beeinflussung durch den schwallartigen Wasserstandsanstieg in der Schwarza, ausgelöst durch die

Abkehr.

Zwischen dem 13. und 16. Dezember 2004 fand wiederum eine Abkehr statt, diesmal wurden die

oberen Quellen bei der Kammer B abgekehrt. (Markierung 2 in Diagr. 98). Dabei wurde nur die

Temperaturmessung der Höllentalquelle im Stollen III beeinfluss. Die Messung im Fassungsstollen

(Diver) wurde nicht beeinflusst.

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265

260

elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]

255

250

245

240

235

230

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

Diver LF µS

Gealog_HOETA_LF [µS/cm]

Diagr. 100: Vergleich der Leitfähigkeitsmessungen an der Höllentalquelle

Für das in Diagr. 98 markierte Ereignis 2 fällt auf, dass es bei dieser Abkehr zu keinerlei

Leitfähigkeitsbeeinflussungen kommt. Deutlich sichtbar ist jedoch wiederum die

Temperaturbeeinflussung, ausgelöst durch das "Fehlen" des Wassers der "Oberen Quellen" im

Stollen der HQUL vom Fassungsstollen der Höllentalquelle bis zum Messort im Stollen III.

Im Hinblick auf die Schutzfähigkeit der Quellen weist eine mögliche Beeinflussung der Höllentalquelle

oder der Quelle 20 durch andere Wässer, im Besonderen durch Schwarzawässer eine besondere

Bedeutung auf. Dies auch deshalb, weil bereits seit dem Markierungsversuch 1955 (DOSCH, 1956a)

derartige Beeinflussungen als möglich diskutiert werden. Die neuen strukturgeologischen

Untersuchungen (DECKER, 2005) schließen derartige Beeinflussungen ebenfalls nicht aus.

4.10.2.2. Quelle 20

Um einen direkten Vergleich der Qualität der Wasserstandsaufzeichnungen üblicher Drucksensoren

mit der eines geschlossenen Systems zu ermöglichen, wurde temporär an der Quelle 20 auch ein

geschlossenes System eingebaut.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 143

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30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

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

Peg komp_Offset Q20_Peg [cm]

Diagr. 101: Vergleich der Wasserstandsmessungen an der Quelle 20

In Diagr. 101 sind Wasserstandsmessungen beider Systeme dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass

übliche Systeme (mit Differenzdruckmessung) gegenüber geschlossenen Systemen (rechnerische

Kompensation des Luftdrucks) eine höhere Auflösung aufweisen, prinzipiell die

Luftdruckkompensation hinreichend genau funktioniert. Derartige System sind also überall dort, wo mit

Druckausgleichskapillare nicht verwendbar sind (z.B. wegen Überflutungsgefahr) durchaus

verwendbar.

4.10.2.3. Augenbrunnen

Am Augenbrunnen wurden Wasserstands, Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen vom 9.5.2005

bis 27.9.2005 durchgeführt. Damit sollte geklärt werden, ob am Augenbrunnen ausschließlich Wässer

der Höllentalquelle oder der Quelle 20 zum Abfluss gelangen.

Die Ergebnisse sind in Diagr. 102 und Diagr. 103 dargestellt. Die Messungen an der Höllentalquelle

und der Quelle 20 decken sich vollständig. Das System wurde auch im Zuge einer gemeinsamen

Kalibration justiert. Zu den Messungen am Augenbrunnen existiert ein Offset von etwa

1.7 µScm -1 @25°C. Dies kann nur als Kalibrationsoffset interpretiert werden. Vom 26.6.2005 bis

29.6.2005 kam es durch Oberflächenabfluss zu einer Beeinflussung der Leitfähigkeitsmessungen.

Diese Werte wurden entfernt.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 144

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240

40

235

35

230

30

elektr. Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]

225

220

215

210

25

20

15

10

Pegel [cm]

205

5

200

10.05.2005 20.05.2005 30.05.2005 09.06.2005 19.06.2005 29.06.2005 09.07.2005

HOETA_Leitf QU20Leitf Augenbrunn Leitf Peg Q20 [Offset]

0

Diagr. 102: Augenbrunnen. Vergleich der Leitfähigkeiten mit Höllentalquelle und Quelle 20

Die Temperaturmessungen weisen zwischen den Stollenmessungen (Höllental und Quelle 20) und

den Messungen am Augenbrunnen größere Offsetwerte auf. Der Versatz beträgt etwas mehr als

0.4°C und liegt somit über der "üblichen" Genauigkeit des eingesetzten Messsystems. Möglicherweise

handelt es sich um Beeinflussungen während der Aufstiegsphase im Überlaufsystem aus dem

Bereich der Höllentalquelle bis zum Austritt des Augenbrunnens.

6.0

5.9

5.8

5.7

Temperatur [°C]

5.6

5.5

5.4

5.3

5.2

5.1

5.0

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

Temp Augenbrunn HOETA_Temp QU20Temp

Diagr. 103: Augenbrunnen. Vergleich der Temperaturen mit Höllentalquelle und Quelle 20

Abschließend kann gesagt werden, dass am Augenbrunnen ausschließlich Wässer des Systems

Höllentalquelle und Quelle 20 zum Abfluss gelangen. Es handelt sich also bei diesem Quellaustritt um

ein Überlaufsystem dieses Systems.

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4.10.3. Quellvergleiche Kaiserbrunnen – Höllental

Durch den Aufbau des On-line Messnetzes an den wichtigen gefassten Quellen der 1. Wiener

Hochquellenleitung ergibt sich die Möglichkeit der Vergleiche der sowohl zeitlich als auch wertemäßig

hochauflösenden Daten der Messsysteme an den verschiedenen Quellen. Herausgegriffen werden

hier Reaktionen auf Niederschlagsereignisse und deren unterschiedliche Auswirkung auf die Quellen.

Im ersten Beispiel (Diagr. 104) sind die Leitfähigkeitsganglinien der Kaiserbrunnquelle, der

Höllentalquelle und der Quelle 20 sowie die Schüttung der Kaiserbrunnquelle dargestellt. Kurzfristige

Wärmephasen bewirken an der Kaiserbrunnquelle geringfügige Schüttungsanstiege. Die

korrelierbaren Leitfähigkeitsänderungen fallen an der Kaiserbrunnquelle sehr deutlich aus, wobei

augenscheinlich nicht direkt das Schneeschmelzwasser zum Abfluss gelangt, sondern länger

gespeichertes Wasser. An der Höllentalquelle und der Quelle 20 sind nur sehr geringfügige

Änderungen sichtbar.

Das Ereignis am 2.2.2004 (Warmlufteinbruch, Niederschlag) zeigt deutliche Auswirkungen auf die

Schüttung und die Leitfähigkeit der Kaiserbrunnquelle. Beide Parameter reagieren sofort.

275

2000

Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]

265

255

245

235

225

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

Schüttung [ls -1 ]

215

200

26.02.04

19.02.04

12.02.04

05.02.04

29.01.04

22.01.04

15.01.04

08.01.04

01.01.04

25.12.03

18.12.03

Diagr. 104:

Leitfähigkeit Kaiserbrunn Leitfähigkeit Höllental Leitfähigkeit Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]

Quellvergleich. Leitfähigkeitsänderungen nach Niederschlag bei beginnender

Schneeschmelze

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272

1200

268

1100

264

1000

Leitfähigkeit [µScm -1 @25°C]

260

256

252

248

244

900

800

700

600

500

Schüttung [ls -1 ]

240

400

236

300

232

200

07.02.04

06.02.04

05.02.04

04.02.04

03.02.04

02.02.04

Leitfähigkeit Kaiserbrunn Leitfähigkeit Höllental Leitfähigkeit Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]

Diagr. 105:

Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Leitfähigkeit

Um die Veränderungen an den beiden anderen Quellen zu erkennen, ist in Diagr. 105 ein Ausschnitt

der Diagr. 104 dargestellt. Die Reaktion der Kaiserbrunnquelle erfolgt, wie bereits erwähnt

unmittelbar, länger gespeichertes Wasser gelangt zum Abfluss. An der Höllentalquelle ist unmittelbar

eine geringfügige Verdünnung erkennbar.

7.1

1415

7.0

6.9

1215

6.8

Wassertemperatur [°C]

6.7

6.6

6.5

6.4

6.3

6.2

6.1

1015

815

615

415

Schüttung [l/s]

6.0

5.9

215

5.8

5.7

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

15

Temperatur Kaiserbrunn Temperatur Höllental Temperatur Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]

Diagr. 106:

Quellvergleich. Temperaturänderungen nach Niederschlag bei beginnender

Schneeschmelze

Auf Grund des Verlaufs kann auf eine Quellnahe Beeinflussung durch Oberflächenwasser

geschlossen werden. Dies ist an Quelle 20 nicht der Fall. Die Reaktion der Leitfähigkeit beider

Quellen auf das Ereignis tritt erst etwa 2 Tage später, in deutlich gedämpfter Form auf. Dies kann als

Zeichen besser Speicherung als an der Kaiserbrunnquelle gewertet werden.

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Besonders deutlich ist dies auch am Verlauf der Temperatur dieser Quellen zu erkennen.

An der Kaiserbrunnquelle kommt es zu einem deutlichen Anstieg, die Quelle 20 zeigt keinerlei

unmittelbare Beeinflussung, an der Höllentalquelle kommt es ebenfalls zu unmittelbaren Reaktionen,

die im Ausschnitt in Diagr. 107 im Detail dargestellt sind.

Temperatur [°C]

7.1

7.0

6.9

6.8

6.7

6.6

6.5

6.4

6.3

6.2

6.1

6.0

5.9

5.8

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

Schüttung [ls-1]

5.7

200

02.02.04 03.02.04 04.02.04 05.02.04 06.02.04 07.02.04

Temperatur Kaiserbrunn Temperatur Höllental Temperatur Quelle 20 Schüttung Kaiserbrunn [l/s]

Diagr. 107:

Quellvergleich. Detaildarstellung Schüttung und Temperatur

Ob die hier sichtbare Temperaturerhöhung auf unmittelbare (fassungsnahe) Beeinflussung durch

Niederschlagswasser zurückgeführt werden kann, kann nicht endgültig geklärt werden, da keine

Temperaturmessungen des Niederschlags vorliegen. Die Zusammenschau beider Messwerte

(Leitfähigkeit und Temperatur) lässt jedoch den Schluss der unmittelbaren, fassungsnahen

Beeinflussung zu.

4.10.4. Fuchspassquelle

Wie im Kapitel Isotopenuntersuchungen dargestellt, wurde Anfang Juli 2006 eine automatisierte

Ereignisbeprobung zur isotopenanalytischen Interpretation durchgeführt. Es handelte sich dabei um

ein kleineres Ereignis, das nach 20 mm Niederschlag (7. und 8. Juli) am Damböckhaus einen

Schüttungsanstieg von 224 ls -1 ergab.

Am 29.6.2006 begann ein Eregins, das einen Schüttungsanstieg von etwa 3400 l/s erbrachte.

Beim Vergleich dieser beiden Schüttungsereignisse zeigt sich, dass trotzdem gewisse Parallelen

existieren.

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Diagr. 108: Fuchspassquelle Schüttung und Leitfähigkeit Juni, Juli 2006

In Diagr. 108 sind die Größenordnungen der beiden Diagramme sehr gut zu erkennen. Der Verlauf

der Leitfähigkeit ist bei diesen beiden dargestellten Ereignissen völlig unterschiedlich. Kommt es beim

ersten Ereignis zu einem sehr deutlichen Verdünnungseffekt von etwa 40 µS, während das beprobte

Ereignis (7./8. Juli) zu einem langsamen Anstieg der Leitfähigkeit in zwei deutlich voneinander

abgrenzbaren Etappen kommt. Die Interpretation dazu ist, dass im ersten Fall sehr massiv

Ereigniswasser zum Abfluss kommt, im zweiten Fall wahrscheinlich länger gespeicherte Wasser. Wie

jedoch bereits im Kapitel der Isotopenuntersuchungen angemerkt, handelt es sich dabei nicht um

"Winterwasser".

Betrachtet man nun auch den SAK254 Verlauf (Diagr. 109) fällt die große Parallelität der beiden

Ereignisse bezüglich dieses Parameters auf. In beiden Fällen kommt es zu einem

schüttungsproportionalen Anstieg des SAK-Werts. Leider sind die Anstiegsphasen in beiden Fällen

etwas unterbrochen. Die Tatsache, dass auch beim zweiten Ereignis (7./8. Juli) ein Anstieg des SAK-

Werts stattfindet, unterstreicht die bereits bei den isotopenanalytischen Untersuchungen getroffenen

Aussage, dass kein "Winterwasser" zu Abfluss gelangt, sondern ebenfalls höher anthropogen

belastetes Wasser von früheren Sommerereignissen.

Der Verlauf der Wassertemperatur, dargestellt in Diagr. 110 zeigt im Anstieg ebenfalls gewisse

Parallelitäten zwischen den Ereignissen. Allerdings ist der weitere Verlauf während der Ereignisse

deutlich unterschiedlich.

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Diagr. 109: Fuchspassquelle Schüttung und SAK254 Juni, Juli 2006

Interessant in diesem Zeitraum ist auch, dass die beiden "Vorereignisse" am 26. und 28. Juni die in

der Größenordnung des beprobten Ereignisses waren, keine Veränderungen beim SAK-Wert und bei

der Temperatur, sowie nur geringe Veränderungen in der Leitfähigkeit bewirkten.

Diagr. 110: Fuchspassquelle Schüttung und Temperatur Juni, Juli 2006

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Aus diesem Beispiel ist deutlich zu erkennen, dass sehr unterschiedliche Vorgänge die

Abflussdynamik an der Fuchspassquelle beeinflussen. Eine Typisierung von Ereignissen, wie sie im

Rahmen des Qualitätsmanagements notwendig erscheint, muss auf einer Zusammenschau der

wichtigen On-line Parameter fußen. Dabei spielt Regionalisierung der Niederschlagsverteilung

ebenfalls eine wichtige Rolle.

4.10.5. Die unterschiedlichen Wasserkomponenten and den Quellen des Naßbachtals

4.10.5.1. Übeltalquelle

Bereits im Kapitel des Messnetzaufbaus wurde an der Albertwiesquelle diese Situation erörtert.

Diagr. 111: Übeltalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit im Mai 2006

In Diagr. 111 sind nun nochmals derartige Leitfähigkeitsverläufe dargestellt. Im Vergleich mit den

ruhigen Bereichen und in ihrem Zeitpunkt des Auftretens ist anzunehmen, dass es sich nicht um

messtechnische Effekte handelt, sondern um tatsächliche Ereignisse. Das Auftreten unterschiedlicher,

am Montageort der Sonde in der Quellstube nicht komplett durchmischter Wasserkomponenten

erzeugt nun das Bild des Messwerterauschens. Dies gibt keinerlei Hinweise auf das tatsächliche

Auftreten dieses Phänomens, noch kann aus den Werten eine Abschätzung der Durchmischung

erfolgen, da dies abhängig ist vom Einbauort in der Quellstube. Nur das Vorhandensein der

unterschiedlichen Komponenten ist damit ersichtlich.

Ein weiteres hier dargestelltes Phänomen betrifft den Schüttungsverlauf. Die plateauartigen Verläufe

sind durch die Kapazität des Einleitungsrohres erklärbar und eine Gesamtmessung durch

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Einbeziehung des Überlaufs bereits möglich. Der Beginn der Schüttungsanstiege ist jedoch auffallend.

Bis zu einer Menge von etwa 8 l/s erfolgt ein sehr rasches Ansteigen, dann reduziert sich der Anstieg

deutlich. Es kann derzeit nicht gesagt werden, ob die Ursachen an der Messanordnung liegen. Dazu

ist eine weitere genaue Beobachtung notwendig.

4.10.5.2. Albertwiesquelle

Auch an der Albertwiesquelle sind derartige Aufzeichnungen, die auf unterschiedliche

Wasserkomponenten, abhängig von den hydrologischen Randbedingungen zu beobachten.

In Diagr. 112und Diagr. 113 sind neben dem Verlauf des Pegelstands in der Quellfassung auch die

Leitfähigkeit und der SAK254-Verlauf dargestellt. Aus dem Verlauf der Leitfähigkeit ist z.B. deutlich

zuerkennen, dass es sich nicht um Luft an der Messsonde aufgrund schlechter Einbaubedingungen

handelt.

Diagr. 112: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, April 2006

Weiters auffallend ist die gegenläufige Ganglinie von Leitfähigkeit und SAK254 am Beginn der

Ereignisse. Die auftretende Verdünnung der Leitfähigkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der SAK-Werte

entspricht genau den Modellvorstellungen, wie sie bei den bisherigen Untersuchungen sich

herauskristallisierten. Der SAK254-Wert ist sehr stark oberflächenassoziiert und damit ein guter

Indikator für anthropogene Belastungen im Quellwasser.

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Diagr. 113: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, April 2006

Das auftretende "Rauschen", das bei Leitfähigkeit und SAK-Werten während unterschiedlicher

Zeiträume auftritt, sollte im Sinne des Qualitätsmanagements genauer untersucht werden. Es liegt

hier auf Grund der topographischen Lage der Quellfassung und der Morphometrie in diesem Bereich,

der Verdacht nahe, dass (temporär) auch Oberflächenwasser aus dem Naßbach an diesen

Anomalien beteiligt sein kann. Dass DOSCH (1968) eine Beeinflussung der Albertwiesquelle durch

die im Bereich der Reißtalquelle aus den Bohrungen, in denen der Markierungsstoff eingespeist

wurde, in den Reißtalbach nicht feststellen konnte, schließt diese Möglichkeit nicht gänzlich aus. Er

beschreibt selbst, dass die in den Reißbach ausgedrückte Tracermenge nicht sehr hoch war.

Auch ein Ereignis im August 2006 zeigt sehr schön die schnelle, unmittelbare Reaktion von

Leitfähigkeit und SAK254 auf ein Schüttungsereignis. Besonders interessant ist dabei, dass

Leitfähigkeit und SAK völlig zeitgleich (ohne Verzögerung) reagieren.

Dabei ist der Leitfähigkeitsverlauf sehr charakteristisch. Das Ereignis beginnt mit einem kleineren,

unmittelbaren Anstieg, also der Mobilisierung höher mineralisierten Wassers, darauf folgt die

Verdünnung durch Ereigniswasser. Der langgezogene Anstieg der Leitfähigkeit mit der plateauartigen

Spitze weist auf die Mobilisierung bereits länger gespeicherten, höher mineralisierten Wassers aus

dem Aquifer hin.

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Diagr. 114: Albertwiesquelle, Pegelstand und Leitfähigkeit, August 2006

Der SAK Verlauf während dieses Zeitraums ist sehr einheitlich. Es kommt zu einem völlig

schüttungsparallelen Anstieg, dessen Rückgang sich wahrscheinlich bis zum nächsten Ereignis

ungebrochen fortsetzt. Der Einleitegrenzwerte wurde bei diesem Ereignis etwa 8 Stunden

überschritten.

Diagr. 115: Albertwiesquelle, Pegelstand und SAK254, August 2006

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4.10.5.3. Reißtalquelle

An der Reißtalquelle tritt dieses wasserkomponentenbedingte Rauschen immer auf, abhängig von

unterschiedlichen Betriebsbedingungen unterschiedlich stark. Dies ist in Diagr. 116 dargestellt.

Während der sprungartigen Änderung der Schüttung, ausgelöst durch eine Änderung des

Betriebszustands, kommt es auch zu einer sprungartigen Änderung der Leitfähigkeit. Dies kann nur

durch geänderte Anströmbedingungen an de Sonde ausgelöst werden.

Diagr. 116: Reißtalquelle, Schüttung und Leitfähigkeit, Juli 2007

Da sich die Änderung auch bei der Temperatur darstellt, wird die oben beschriebene Vermutung

untermauert.

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Diagr. 117: Reißtalquelle, Schüttung und Temperatur, Juli 2007

Auch bei der Reißtalquelle liegt der Verdacht nahe, dass Oberflächenwasser aus dem Reißbach

maßgeblich an diesem Verhalten beteiligt sind. Die Anlage der Quellfassung legt dies außerdem

nahe. Die während der Fassungsbauten errichteten Schutzvorkehrungen gegen das Eindringen von

Oberflächenwasser betreffen nur einen unmittelbaren Bereich. Dieser Gedanke sollte im Sinne des

Qualitätsmanagements weitergeführt werden.

4.10.6. Stixenstein

Auf die Problematik bei den Messungen, die möglicherweise durch elektrische Arbeiten zwischen 5.

und 7. April 2007 ausgelöst wurden, wird im Kapitel Messnetzaufbau eingegangen.

4.10.6.1. Schlossquelle und Kreuzquelle und Brunnen B

Das Hochwasserereignis im September 2007 ist in Diagr. 118 dargestellt. Der Schüttungsanstieg

begann an den beiden Quellen nahezu gleichzeitig, an der Schlossquelle allerdings mit einem kleinen

"Vorereignis". Der Schüttungsanstieg brachte an beiden Quellen einen sehr ähnlichen

Schüttungsquotienten: an der Schlossquelle erreichte er 10.5, an der Kreuzquelle sogar 11.8. Der

weitere Verlauf der Schüttung ist besonders beachtenswert. An der Schlossquelle scheint eine

eindeutige Schüttungsspitze zu fehlen. Bei derartig großen Ereignissen sind Umläufigkeiten und

Rückstaueffekte an der Quellfassung durchaus denkbar. Wenn diese allerdings in Fassungsnähe

auftreten könnten sie bei zukünftigen Ereignissen problematisch werden, da durch derartig aktivierte

Fließwege unter Umständen auch Oberflächenwasser in die Quellfassung eintreten könnte. In

weiterer Folge ist der Schüttungsrückgang an der Schlossquelle deutlich rascher als an der

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Kreuzquelle. Bis Mitte Oktober 2007 nähern sich die beiden Schüttungswerte an, da der Rückgang an

der Kreuzquelle deutlich langsamer vor sich geht.

Diagr. 118: Stixensteiner Quellen, September 2007

Zu Beginn des Ereignisses tritt bei der Kreuzquelle eine minimale Verdünnung auf, die an der

Schlossquelle nicht sichtbar ist. Darauf folgt eine oftmals an Karstquellen am Beginn von

Schüttungsereignissen auftretende kurze Erhöhung der Werte. Dies ist auf Mobilisierung höher

mineralisierten Wassers zurückzuführen. Daran anschließend tritt eine deutliche, Verdünnung auf.

Diese kann auf unmittelbar abfließendes Ereigniswasser zurückgeführt werden.

Das weitere Verhalten der Leitfähigkeit beider Quellen ist sehr ähnlich. Leider kam es an der

Schlossquelle zu einem Datenausfall, da die Leitfähigkeitssonde am Boden der Quellfassung (direkt

neben der Stiege) durch Sandführung der Quelle einsedimentierte.

Auch auf Basis der Leitfähigkeitsmessungen kann bei diesem Ereignis von einer sehr nachhaltigen

Beeinflussung des Karstaquifers gesprochen werden.

Dieses Ereignis spiegelt sich natürlich auch in den Brunnen der Mahrwiese wider. Zum Zeitpunkt des

Ereignisses war nur ein Abstichmesssystem im Brunnen B aktiv. Der Verlauf des Wasserspiegels in

Brunnen B ist in Diagr. 119 ersichtlich. Der Verlauf ist dominiert von der Beendigung des

Pumpbetriebs a, 6.9.2007 um 6 Uhr. Interessant ist jedoch, dass am Brunnen B das Ereignis früher

einsetzte als an den beiden Quellen (siehe Diagr. 118).

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Diagr. 119: Mahrwiese Brunnen B, September 2007

4.10.6.2. Die Brunnen der Mahrwiese

Wie bereits im Kapitel Messnetzaufbau dargestellt, reagieren die beiden Brunnen unterschiedlich

sowohl bezüglich der Leitfähigkeiten als auch beim Wasserstand. Dies ist in Diagr. 120 ersichtlich.

Das im April 2007 sichtbare Ereignis wird im Kapitel Messnetzaufbau ausführlich diskutiert. Im

weiteren Verlauf des dargestellten Zeitraums sind die Unterschiede zwischen den beiden Brunnen

bezüglich der Wasserstände dargestellt. Leider liegen von den beiden Brunnen keine Seehöhen der

Messpunkte vor. Eine Darstellung der Seehöhen der Wasserspiegellagen in den Brunnen könnte zur

Beurteilung hilfreich sein.

Weiters zu erkennen sind im Diagr. 120 geringfügige Tagesgänge des Wasserstands im Brunnen A.

Dies würde in dem dargestellten Zeitraum nicht überraschen. Die im Diagramm ersichtliche Form

dieser Tagesgänge ist für tagesbezogene Schneeschmelzvorgänge jedoch sehr untypisch. Ob hier

andere Beeinflussungen (z.B.: von Oberflächengewässern) kann mit den vorliegenden Daten nicht

geklärt werden.

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Diagr. 120: Mahrwiese, Brunnen. Abstichmaße 2007

In Diagr. 121 sind die unterschiedlichen Leitfähigkeitsverläufe an den beiden Brunnen dargestellt.

Dazu ist besonders zu bemerken, dass sie jeweils während des Pumpbetriebs (Saugbetrieb) andere

Reaktionen aufweisen als in Ruhezeiten und dass sie voneinander deutlich abweichen. Wie bereits im

Kapitel Messnetzaufbau dargelegt wurden zu Beginn der Messserien diese sehr unerwarteten

Messergebnisse auch als – teilweise auftretende – technische Probleme interpretiert.

Im Diagr. 121 sind deutlich Tagesgänge der Leitfähigkeit, unabhängig vom Pumpbetrieb, zu erkennen.

Diese sind bis zum Datenausfall im Juli 2007 zu erkennen. Diese sind im Brunnen A nicht ausgeprägt.

Weiters reagiert die Leitfähigkeit im Brunnen B nicht immer auf einen Wechsel des Betriebszustands.

So ist bei Beendigung des Pumpbetriebs im Juli keine Veränderung des Leitfähigkeitsverlaufs zu

erkennen, an anderen Zeitpunkten sehr wohl. Was den Sprung der Leitfähigkeitswerte im Juni im

Brunnen B verursachte, ist nicht bekannt. Die Tagesgänge der Leitfähigkeit sind als Einfluss der

Schneeschmelze zu interpretieren und lassen im Porenaquifer von Stixenstein für den Brunnen B auf

eine sehr unmittelbare Beeinflussung von Karst- oder Oberflächenwasser schließen.

Im Brunnen A treten völlig andere Verläufe der Leitfähigkeit auf. Sie werden sehr deutlich vom

Betriebszustand dominiert und es ist ersichtlich, dass hier unterschiedliche Wasserkomponenten

anströmen.

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Diagr. 121: Mahrwiese Brunnen. Beeinflussung der Leitfähigkeit durch Pumpbetrieb

Der Temperaturverlauf in den beiden Brunnen (Diagr. 122 und Diagr. 123) zeigt deutlich den Einfluss

des Pumpbetriebs in beiden Brunnen.

Diagr. 122:

Brunnen A, Temperatur und Pumpbetrieb

Die Art der Beeinflussung ist jedoch, wie beim Leitfähigkeitsverlauf, unterschiedlich.

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Im Brunnen A werden durch den Pumpbetrieb jedenfalls (wie auch durch die Leitfähigkeitsverläufe

bereits gezeigt) andere Bereiche des Aquifers mobilisiert, die Zuströmverhältnisse zum Brunnen

verändern sich deutlich. Das "Rauschen", das auch bei der Temperatur auftritt, weist auf nicht

durchmischte Anströmungen hin.

Diagr. 123: Brunnen B, Temperatur und Pumpbetrieb

Die Tagesgänge im Brunnen B, die auf Einflüsse der Schneeschmelze zurückgeführt werden zeigen

sich auch in der Temperatur ersichtlich und untermauern diese These.

4.11. Charakterisierung der Einzugsgebiete der untersuchten Quellen

4.11.1. Kaiserbrunnquelle

Nach den vorliegenden Untersuchungen kann mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden,

dass Teile des Einzugsgebiets südlich der Schwarza, also im Gebiet der Rax liegen. Besonders die

Ereignisbeprobungen brachten aber deutliche Hinweise auf eine Erstreckung des Einzugsgebiets

auch westlich der Hauptkammlinie des Schneebergmassivs. In diesem Gebiet grenzen somit das

Einzugsgebiet der Fuchspassquelle und der Kaiserbrunnquelle aneinander. Dass Teile des

Hochschneebergs als Einzugsgebiet auch den Stixensteiner Quellen tributär sind, wird nur durch die

Ergebnisse des Markierungsversuchs von DOSCH (1956) belegt. Aus analytisch-instrumenteller Sicht

und aus Sicht der Ergebnisse der strukturgeologischen Bearbeitung des Gebiets werden diese

Ergebnisse heute sehr stark angezweifelt.

WRM-Proj. 2003.AF.010-01 161

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Auch die Ergebnisse von SCHINZEL (1964) – eine Verbindung von der Bodenwiese zum

Kaiserbrunnen – kann aus heutiger Sicht nicht nachvollzogen werden. Damit ist jedoch nicht per se

eine Entwässerung dieses Gebiets in Richtung der Stixensteiner Quellen gegeben.

Im Hinblick auf die Entwässerung im Bereich Bodenwiese/Gahns wäre eine detaillierte Untersuchung

unter Einbeziehung der bereits vorher durchgeführten Arbeiten sehr aufschlussreich.

4.11.2. Fuchspassquelle

Die Fuchspassquelle entwässert teilweise gemeinsam mit der Kaiserbrunnquelle den Kuhschneeberg.

Das Einzugsgebiet umfasst naturgemäß nicht nur die Hochflächenanteile sondern anteilig auch die

Steilabfälle.

Ob es im Grenzbereich der beiden Einzugsgebiete (Fuchspassquelle und Kaiserbrunnquelle) zu

Überschneidungen oder temporären Verschiebungen kommen kann, kann nur durch weiterführende

Untersuchungen, im Besonderen durch entsprechende Markierungsversuche geklärt werden.

4.11.3. Quellbereich des Höllentals

Trotz der Lage am Ausgang des Großen Höllentals finden sich keine eindeutig nachweisbaren

Merkmale einer Entwässerung dieser an markanten geologischen Störungen angelegten Großform.

Vielmehr weisen die untersuchten Quellen (Höllentalquelle inklusive Nachfassung und Quelle 20) die

größte berechnete mittlere Höhe der Einzugsgebiete auf. Auch die Auswertung anderer physikalischchemischer

Parameter weist auf zentrale Bereiche der Rax als dominierende Bereiche der

gemeinsamen Einzugsgebiete hin.

Im Zusammenhang damit muss auf die Ergebnisse des Markierungsversuchs Rax (DOSCH, 1956b)

hingewiesen werden, bei dem keinerlei positive Ergebnisse (Durchgänge) aufgetreten sind, auch nicht

im Bereich der Höllentalquellen. Eine Erklärung dafür kann aus heutiger Sicht ebenfalls nicht gegeben

werden, möglicherweise war die Ausnutzung der Schneeschmelze zur Nachspülung nach der

Eingabe nicht ausreichend, um den Tracer innerhalb kurzer Zeit in die gesättigte Zone zu

transportieren.

4.11.4. Die untersuchten Quellen im Naßbachtal

Die zur Beurteilung der Lage der Einzugsgebiete vorhandenen Daten, insbesondere die

isotopenhydrologischen Untersuchungen und die Auswertung der physikalisch-chemischen

Parameter weisen keine durchgängigen einheitlichen Aussagen auf. Übereinstimmend weisen

isotopenhydrologische und physikalisch-chemische Ergebnisse auf eine ähnliche mittlere Höhenlage

der Reißtalquelle und der Albertwiesquelle hin. Somit weist die Albertwiesquelle die größte mittlere

Höhe der untersuchten Quellen im Naßbachtal auf. Isotopenhydrologisch hebt sich davon nur die

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Übeltalquelle, mit einem deutlich niedrigeren Einzugsgebiet ab. Dies wird durch die physikalischchemischen

Parameter nicht bestätigt. Dort bilden die Albertwiesquelle und die Übeltalquelle eine

Gruppe, deren Parameter deutlich mehr streuen, als jene der Reißtalquelle.

Zieht man nun die Daten zur Abflussdynamik, gewonnen aus den in-situ Messungen heran, ist für alle

drei Quellen charakteristisch, dass offensichtlich unterschiedliche Wasserkomponenten an den

Quellen zum Abfluss gelangen. Dabei kann vorerst nur festgehalten werden, dass dies bei

unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen geschieht, dies kann aber nicht näher quantifiziert

werden. Es ist jedoch daraus klar ersichtlich, dass punktuelle Probennahmen während einer solchen

Situation, die Dynamik einer Quelle nicht abbilden kann. An einem konkreten Punkt wird daher bei

einer Beprobung möglicherweise nur eine Komponente erfasst. Naturgemäß hat dies Auswirkungen

auf alle weiterführenden Auswertungen. Naheliegend sind für alle drei Quellen, besonders für die

Reißtalquelle Einflüsse aus dem Naßbach, bzw. bei der Übeltalquelle aus dem meistens trockenen

Übeltal.

Besonders stark treten diese unterschiedlichen Komponenten an der Reißtalquelle in Erscheinung.

Aus Sicht des Qualitätsmanagements wird daher empfohlen, diese einzelnen Komponenten für eine

weiterführende Untersuchung soweit möglich mess- und beprobbar zu machen. Mit einem geeigneten

Untersuchungsprogramm könnten diese Unsicherheiten reduziert werden.

4.11.5. Die Stixensteiner Quellen

Die berechneten mittleren Seehöhen der beiden Stixensteiner Quellen weisen nur geringfügige

Unterschiede auf und liegen nur wenig höher als das des Brunnens B. Auch physikalisch-chemisch

stellen sie eine sehr eigenständige Gruppe dar.

Wie bereits weiter oben (Kaiserbrunnquelle) erläutert, könnte das Gebiet Gahns/Bodenwiese

durchaus als Einzugsgebiet in Frage kommen. Leider ist nicht bekannt, ob und welche Quellen des

Stixensteiner Bereiches in das Beobachtungsprogramm des Markierungsversuches auf der

Bodenwiese mit einbezogen wurden (SCHINZEL, 1964). Er beschreibt allerdings das Abflussrohr in

der großen Doline auf der Bodenwiese. Es wurde nach seinen Angaben im Zuge der Vorarbeiten für

ein Pumpspeicherwerk 1941 errichtet. Es wurde bei diesen Arbeiten der Ponor am Fuße der Doline

abgedichtet, daraufhin kam es zum Aufstau. Daher musste der Ponor wieder geöffnet werden. Dies

geschah mittels des heute noch sichtbaren Rohres.

Eine Klärung dieser Frage müsste jedoch auch die Untersuchung der Wasserführung der Sierning mit

einbeziehen.

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4.11.6. Mahrwiese Brunnen

Das Einzugsgebiet der beiden Brunnen ist nicht deckungsgleich, es kommt zu sehr unterschiedlichen

Anströmverhältnissen. Der Pumpbetrieb beeinflusst diese sehr deutlich. Bei beiden Brunnen kann der

relativ nahe Einfluss von Oberflächenwasser nicht ausgeschlossen werden, er muss sogar,

besonders für den Brunnen B als gesichert angenommen werden. Allerdings ist zu bemerken, dass

der Untersuchungszeitraum nur kurz war (ca. 10 Monate) und dieser teilweise geprägt war von

technischen Problemen.

Die aus isotopenhydrologischen Berechnungen ermittelte mittlere Einzugsgebietshöhe des

Brunnens B ist die niedrigste im Untersuchungsgebiet. Die mittleren Höhen der beiden Stixensteiner

Quellen sind nur unbedeutend höher. Damit erscheint eine Entwässerung des Gebiets bis zum Gahns

als durchaus denkbar. Für die Brunnen ist jedoch eine wechselnde Beeinflussung durch

Oberflächenwasser anzunehmen.

Die physikalisch-chemischen Parameter Leitfähigkeit und Sulfat zeigen größere Schwankungsbreiten

am Brunnen. Eine Aufmineralisierung könnte auf anthropogene Beeinflussung zurückgeführt werden

oder auf eine wechselnde geogene Beeinflussung aus dem Hinterland.

4.12. Empfehlungen für Maßnahmen zum Schutz und zur Nutzung der

Wasserreserven

4.12.1. Bemerkungen zur Schutzfähigkeit

Da während der Laufzeit des gegenständlichen Projekts für die Stadt Wien auch Projekte

ausgearbeitet wurden, die als Hauptthema verschiedene Aspekte des Schutzes der

Trinkwasserressourcen zum Thema hatten, wurden im vorliegenden Bericht die Schwerpunkte auf die

Bewertung hydrologischer Ergebnisse unter dem Aspekt der Gefährdungsbewertung respektive dem

Ressourcenschutz gestellt. Dies auch um Zweigleisigkeiten zu verhindern (z.B. Kartierung von

Gefährdungspotenzialen). So geben die isotopenhydrologischen Untersuchungen, die Berechnungen

von Trockenwetterfalllinien und ihre Bewertung aus Sicht des Ressourcenschutzes, oder die

Interpretation der Schwankungsbreite chemischer Parameter wertvolle Hinweise zur Frage der

Schutzfähigkeit der Wasserressourcen. Somit ist der vorliegende Bericht als Ergänzung zu den in

anderen Projekten von der Stadt Wien beauftragten (ARTNER, 2002; PLAN, 2005; PLAN et al., 2007)

Projekten, die vorrangig diese Themen zum Inhalt hatten, zu verstehen. Da nun jedoch an mehreren

Stellen wichtige Informationen und neue Erkenntnisse zum Thema Schutzfähigkeit und Verletzlichkeit

der Trinkwasserreserven vorliegen, wird empfohlen, diese Daten nicht nur zusammenzuführen,

sondern diese auch methodisch neu zu orientieren. Dies könnte unter besonderer Berücksichtigung

der vorhandenen karstmorphologischen Kartierungen erfolgen und als Ziel nicht eine

flächendeckende, rasterhafte Bearbeitung des Gebiets verfolgen, sondern dabei bedarfsorientiert

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vorzugehen, wobei als Eckpfeiler Karstmorphologie und Hydrogeologie angesehen werden müssen.

Unter Einbeziehung von Szenarien unterschiedlicher Gefährdungsmöglichkeiten könnte so ein den

natürlichen Gegebenheiten angepasstes Ergebnis erzielt werden.

Da aus hydrogeologischer Sicht die Einbeziehung des Bereichs Stixenstein als unbedingt notwendig

erachtet wurde, konnte dies mit den nun freiwerdenden Mitteln erfolgen.

4.12.2. Messstellennetz

Das die Wasservorkommen der 1. Wiener Hochquellenleitung betreffende Qualitätsmanagement stellt

ein Werkzeug dar, das die lückenlose Überwachung der Qualität der genutzten Quell- und

Grundwässer vom Einzugsgebiet über die Quellen bis zum Verbraucher sicherstellen soll. Aus

hydrogeologischer Sicht (und damit natürlich im vorliegenden Bericht) wird unter

Qualitätsmanagement nur der Teil Einzugsgebiet-Quelle angesprochen. Aus diesem Blickwinkel

heraus wird empfohlen, an allen genutzten Quellen und Brunnen und an allen Quellen und Brunnen,

bei denen mittelfristig eine Nutzung geplant wird, eine hydrologische Messstelle zu betreiben. Diese

sollen die Grundparameter Schüttung (Pegelstand, Geschwindigkeit, etc.), Leitfähigkeit und

Temperatur umfassen. Auf Grund der guten Erfahrungen mit den Qualitätsparametern Trübung und

SAK bei 254 nm, der Indikatorstellung des SAK als Summenparameter anthropogener Belastungen

und der an einzelnen Quellen bereits registrierten Wertebereiche sollten auch diese beiden Parameter

registriert werden.

Wünschenswert wären zeitsynchrone Aufzeichnungen. Dabei wird ein Messwert von 15 Minuten ohne

Mittelwertbildung als Grundintervall vorgeschlagen. Engere Intervalle können bei

Detailuntersuchungen notwendig sein. Mittelwertbildungen sollten nur in Ausnahmefällen gewählt

werden, grundsätzlich ist vorher die Einbausituation zu verbessern oder die (zeitliche) Auflösung der

Messeinrichtung zu verbessern.

Detaillierte Vorschläge zur Optimierung des nun vorhandenen hydrologischen Messnetzes sind im

Kapitel Messnetzaufbau enthalten.

4.12.3. Vorschläge zur Verbesserung des Schutzes und der Nutzung der

Wasserressourcen

4.12.3.1. Hochflächen

Wie bereits in den Bemerkungen zur Schutzfähigkeit festgehalten, ist als wichtige Schutzmaßnahme

in den Einzugsgebieten aller relevanten Daten als Beschreibung des Ist-Zustands der Einzugsgebiete

ausschließlich unter dem Aspekt des Einzugsgebietsschutzes notwendig. Die Säulen dieser Arbeiten

stellen die Ergebnisse der karstmorphologischen Kartierungen und die der hydrogeologischen

Arbeiten dar.

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Aus dieser Zusammenführung sollte ein Werkzeug entstehen, das die Überwachung der

Schutzgebiete ermöglicht. Neben gegebenenfalls noch notwendigen Detailuntersuchungen stellt die

Durchführung optimierter Quellschutztouren das wichtigste Instrument dabei dar. Diese sollten

bedarfsorientiert und schwerpunktmäßig die sensiblen Bereiche erfassen und anhand konkreter

Fragestellungen und eventuell Arbeitsaufgaben klar bewertbare Ergebnisse liefern.

4.12.3.2. Quellnahe Bereiche

4.12.3.2.1. Kaiserbrunnen

Im Hinblick auf den Schutz der Wasservorkommen des Kaiserbrunnens wird auf die

Markierungsversuche von SCHÖNBRUNNER (1926) hingewiesen. Obwohl einige Dinge aus heutiger

Sicht nicht mehr nachvollziehbar sind (Einspeisestelle im Krumbachgraben, Beobachtungspunkt des

Grundwassers bei Kaiserbrunn) liegt ein eindeutiges Ergebnis vor (siehe Kapitel

Markierungsversuche). Will man den zeitlichen Verlauf zu definierten hydrologischen

Randbedingungen erkennen, sind diese Versuche entsprechend zu wiederholen. Ausgehend von

diesen Ergebnissen können entsprechende Schutzmaßnahmen abgeleitet werden.

Eine weitere Verbesserungsmöglichkeit im Bereich der Nutzung der Kaiserbrunnquelle könnte in der

Behebung der Undichtheiten des Bauwerks der Quellfassung bestehen. Aufgrund der im Kapitel

Detailuntersuchungen dargestellten Messergebnisse ist eine Undichtheit des Bauwerks der

Quellfassung mit größter Wahrscheinlichkeit anzunehmen. Es wird angenommen, dass

Rückstaueffekte in den Quellmund und daraus resultierende Umläufigkeiten etwas längere

Reaktionszeiten im Pegelrohr zur Folge hätten.

4.12.3.2.2. Quellbereich Großes Höllental

Bereits SCHÖNBRUNNER (1926) berichtet detailliert über die Verbesserungsmaßnahmen im Bereich

des Großen Höllentals. Aus heutiger Sicht ist wiederum eine Überprüfung des gesamten Bereichs des

Augenbrunnens zu empfehlen, da Kleinereignisse, die an der Höllentalquelle, nicht jedoch an der

Quelle 20 auftreten, den Schluss nahelegen, dass unmittelbar quellnahe Beeinflussungen der

Höllentalquelle existieren. Diese unmittelbaren Beeinflussungsmöglichkeiten können zum einen aus

dem Bereich Augenbrunnen kommen, zum anderen aus der Schwarza.

Diese Beeinflussungsmöglichkeit stellt den zweiten großen Schwerpunkt der möglichen

Verbesserungsmaßnahmen im Bereich Höllental dar. Bereits DOSCH (1956a) diskutiert aufgrund der

Ergebnisse seines Markierungsversuchs eine mögliche Alimentation der Höllentalquelle durch die

Schwarza. Damit kann auch die Quelle 20 davon betroffen sein. Die heute vorliegenden Ergebnisse

der strukturgeologischen Untersuchungen schließen dies ebenfalls nicht aus.

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Es wird daher eine Weiterführung der bisherigen Detailuntersuchungen betreffend der Wasserführung

der Schwarza vorgeschlagen. Aufgrund des milden Winters 2006/2007, in dem längere anhaltende

Frostperioden fehlten, konnten diese Messungen trotz mehrmaligen Bemühens nicht weitergeführt

werden. Ziel dieser Untersuchungen, bei dem die Ergebnisse des Versuchs von Dosch verifiziert

werden könnten, ist die Klärung der Frage, ob eine Alimentation der Schwarza stattfinden kann. Dabei

sollten auch die möglichen Bereiche der Alimentation ermittelt werden.

Nicht isoliert davon sind Ergebnisse der Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen im

Fassungsstollen der Höllentalquelle zu nennen. Die Ergebnisse sind im Kapitel Detailuntersuchungen

dargestellt. Mit einem gut koordinierten Messprogramm könnten wesentliche Aussagen über die Art

der Beeinflussung im Fassungsstollen (Alimentation Schwarza, Wassersandsänderungen im Stollen

der HQUL) getroffen werden und ein Beitrag zur Verbesserung des Schutzes dieser Quellen geleistet

werden.

4.12.3.2.3. Quellen im Naßbachtal

Durch die erwiesenen temporären Beeinflussungen aller drei untersuchten Quellen im Naßbachtal

durch Oberflächenwässer stellen sie bei Auftreten entsprechender Kontaminationen derzeit einen

Unsicherheitsfaktor dar. Es wird daher angeregt, Untersuchungen anzustellen, die es ermöglichen

diese Beeinflussungen zeitlich und mengenmäßig zu erfassen und gegebenenfalls durch bauliche

Maßnahmen oder auch mittels Bewirtschaftungskonzepten diese qualitätsmindernden Einflüsse

auszuschalten oder weitgehend zu minimieren.

4.12.3.2.4. Die Brunnen der Mahrwiese

Aufgrund der instabilen Verhältnisse während des Pumpbetriebs an beiden Brunnen, sowie der

Tatsache, dass die Brunnen im Pumpbetrieb aber auch außerhalb desselben teilweise sehr

unterschiedlich reagieren, wird eine Detailuntersuchung zum Pumpbetrieb, gegebenenfalls unter

Einbeziehung von Modellrechnungen durchzuführen. Die Fragestellung dabei ist die Größe der

Beeinflussung durch Oberflächenwässer und die Abklärung der Unterschiede der beiden Brunnen.

Das Ziel der Untersuchungen sollte eine Optimierung der Fördermengen (gegebenenfalls getrennte

Förderpumpen) zur Vermeidung der Beeinflussung durch Oberflächenwasser sein. Damit

einhergehen müsste eine Differenzierung der Einzugsgebiete der beiden Brunnen.

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4.12.3.2.5. Stixensteiner Quellen

Bei diesen Untersuchungen dürfen die beiden Stixensteiner Quellen nicht außer Acht gelassen

werden. Dies betrifft vor allem eine mögliche Alimentation des Grundwasserkörpers, da vor allem die

isotopenhydrologischen Untersuchungen deutliche Gemeinsamkeiten zwischen den Quellen und den

Brunnen aufzeigten.

Graz, 14. März 2008

(Hermann Stadler)

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5. Literatur und Unterlagen

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