GK100184 Turrach, Kreischberg, Frauenalpe [MUR]

Donau (inkl. Elbe) / Mur / Grundwasser
Hydrogeologische Charakterisierung
841122264
GK100184 TURRACH, KREISCHBERG, FRAUENALPE [MUR]
Der steirische Anteil der Gurktaler Alpen (Nockgebiet), zu welchen Turrach, Kreischberg und Frauenalpe
sowie die Neumarkter Passlandschaft zählen, erstreckt sich südlich der Mur von der Landesgrenze zu
Salzburg bis zur Linie Scheifling - Perchauer Sattel - Oberberg - Kulm a. Zirbitz - Mühlen.
Innerhalb der Gurktaler Alpen ist ein sehr diffiziles Talnetz entwickelt, das als Ursache neben dem
komplexen geologischen Bau auch in der besonderen Lage des Gebietes zum würmzeitlichen Eisstromnetz,
wodurch an mehreren Stellen durch Überfließung des Murgletscher in das Gurk- und Metnitztal besondere
Tal- und Passsituationen geschaffen wurden (Turrach). Charakteristisch für diesen Bereich ist das Auftreten
von Karen und vereinzelten Karseen (v.a. im Bereich der Turrach).
Am östlichen Ende der Gurktaler Alpen, als morphologisch trennendes Element zum Kristallin der Seetaler
Alpen, liegt im Bereich der Passlandschaft von Neumarkt - Perchau ein weit ausgedehntes Areal mit
glazialer Prägung vor. Hier sind in erster Linie die quartären glazialen Sedimente in Form von Moränen
und Hangschuttarealen zu nennen, die zu unterschiedlichen wasserwirtschaftlichen Verhältnissen führen.
Im Raum Murau treten ausgedehnte Flächen paläozoischer Kalke auf. Eine hydrogeologische Bewertung
steht allerdings noch aus.
Abb. 1: Lage der Gurktaler Alpen (Turrach, Kreischberg, Frauenalpe, Neumarkter Passlandschaft)
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1
GEOLOGIE
Abb 2:
Geologische Übersichtskarte der Steiermark
Der Bereich westlich von St. Lorenzen o.M. wird zum größten Teil von kristallinen Schiefern (Gneise,
Glimmerschiefer, Phyllite, Tonschiefer) eingenommen. Im Bereich der Turrach und des Kreischberges
kommen hiezu noch Gesteine der zentralalpinen Trias (Stangalmmesozoikum - MOA) und des
Jungpaläozoikums (OOA) in Form der Paaler Konglomerate und der Werchzirmschichten.
Östlich von St. Lorenzen bis zum Stock der Grebenzen treten ausgedehnte Flächen mit Kalken,
Metadiabasen und Schiefern i.a. des Murauer Paläozoikums auf. In den nichtkarbonatischen Gesteinen ist
die Entwicklung von bedeutenden Grundwasservorräten und Quellen größerer Ergiebigkeit nicht gegeben.
Demgegenüber stehen die Karbonate mit ihrer Verkarstungsfähigkeit und größeren Versickerungsrate, die
zur Ausbildung eines Karstwasserkörpers führt, was sich auch durch das Auftreten größerer Quellen v.a. im
Grenzbereich zwischen Karbonaten und Nichtkarbonaten äußert.
Der Bereich der Neumarkter Passlandschaft nimmt im Bau der Gurktaler und Seetaler Alpen eine
Sonderstellung ein. In der weiten Senkungszone zwischen der Grebenzen im Westen und den durch die
Görtschitztaler Linie tektonisch isolierten Seetaler Alpen ist ein durchwegs glazial überprägtes Gebiet
gegeben. Der gesamte Bereich, als niedrige Wasserscheide zwischen Mur und Drau am Perchauer und
Neumarkter Sattel vorliegend, wurde vom Murgletscher in seiner gesamten Breite überflossen. Dadurch
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wurde die tektonische Anlage dieses Gebietes gänzlich glazial überprägt und sind unterschnittene
Steilhänge, Rundhöcker und trogförmig erweiterte Talabschnitte (Wildbad Einöd) Zeugen der erosiven
Wirkung und Moränen, Toteisbildungen, Eisrandterrassen und Schotterfluren Dokumente von
Aufschüttungsvorgängen.
2
GRUNDWASSERVERHÄLTNISSE
Aus wasserwirtschaftlicher Sicht ist zu diesem Landschaftsabschnitt festzustellen, daß aufgrund der
lithologischen Eigenheiten und den daraus resultierenden Verwitterungssedimenten die Gesteine
weitgehend nur eine geringe Speicherfähigkeit aufweisen und Quellen mit größerer Ergiebigkeit nicht
auftreten.
Innerhalb der Moränenareale der Neumarkter Passlandschaft sind nur kleinere Wasservorkommen
entwickelt, während im Bereich von Hangschuttbildungen Grundwasser in größerem Maße auftritt und
auch gewinnbar ist. Ein weiteres Phänomen, welches aufgrund der glazialen Entwicklungsgeschichte dieses
Gebietes vorliegt, sind die ausgedehnten Moorflächen. Diese sind durch Feinsedimentablagerungen mit
stauendem Effekt bedingt.
Die mittleren Grundwasserneubildungsraten liegen zwischen 100 mm (Beckenlagen) und 1000 mm. Durch
die Verteilung auf eine Vielzahl von Quellen ist aber die überregionale wasserwirtschaftliche Bedeutung
stark reduziert. Eine Ausnahme bilden die an Karbonatzüge gebundene Quellen. Hydrologische
Detailuntersuchungen zeigen im Bereich des Kristallins eine gute Speicherung und relativ hohe
Verweilzeiten der Grundwässer (Zojer et al., 1996; Bergmann et al., 1996), sodass diese Quellen durchaus
von regionaler Bedeutung sind und vor allem im Hinblick auf die 60-Tage-Grenze leichter zu schützen sind
als Karstwässer. Innerhalb der verkarsteten Areale treten Quellen mit hoher Schüttung auf.
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NIEDERSCHLAGSVERHÄLTNISSE
Abb. 3:
Wasserversorgungsplan Steiermark: Verteilung der mittleren
Jahresniederschlagssumme der Steiermark (1971 bis 1995).
Der Steiermark steht dank ihrer günstigen geographischen Lage in der Regel ganzjährig eine ausreichende
Menge Niederschlag zur Verfügung.
Aus Abb. 3 ist jedoch ersichtlich, dass auch auf relativ engem Raum große Unterschiede auftreten können.
Bedingt durch den gebirgigen Charakter des Landes und vorherrschende Wetterlagen differiert die mittlere
Jahressumme des Niederschlages mit über 2500 mm im Nordwesten und weniger als 800 mm im Südosten
des Landes um mehr als 300 %.
Unterschiedlich ist auch die jahreszeitliche Verteilung der Niederschläge. Fallen z. B. im Norden 50 bis
über 60 % der Jahresniederschläge in den Wintermonaten, bleibt der Süden meist arm an
Winterniederschlägen. Sind es im Norden überwiegend Stauniederschläge, die ganzjährig zu reichlich
Niederschlag führen, ist der Süden während der Sommermonate besonders häufig von Gewittern betroffen
und bringen Adriatiefs oft auch ausgiebige Herbstregen.
Desgleichen bewegt sich das Jahresmittel der Lufttemperatur zwischen 8°C bis über 9°C im „Steirischen
Becken“ und bis weniger als 0°C in Gebirgsregionen, wobei lokale Unterschiede häufig an die herbstlich winterliche Temperaturumkehr in Beckenlagen gebunden sind.
Aus dem Zusammenspiel zwischen der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Niederschläge und der
temperaturabhängigen Speicherung in Form von Schnee in den Gebirgsregionen ergibt sich in Verbindung
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mit dem daraus resultierenden Abflussverhalten ein Bild unterschiedlicher „Hydrologischer Landschaften“
deren Charakterisierung in der Beilage versucht wurde.
4
GRUNDWASSERNEUBILDUNG
Die Grundwasserneubildung ist von zahlreichen Faktoren wie Niederschlag, Verdunstung,
Geländeneigung, Exposition, Vegetation, Boden abhängig, die bei großmaßstäblichen Untersuchungen
nicht alle ausreichend genau erfasst werden können.
Das MoMNQ-Verfahren nach WUNDT ermöglicht eine relativ einfache Abschätzung der
Grundwasserneubildung aus den langjährigen mittleren monatlichen Niedrigwasserwerten, wenn
Porengrundwasserabflüsse an der Pegelmessstelle vernachlässigbar klein sind (K. Altmann et al., 1977).
Die Ergebnisse sind in Form einer Karte der Grundwasserneubildung dargestellt.
Abb. 4:
Wasserversorgungsplan Steiermark - Regionalisierung der
Grundwasserneubildung Diese Karte zeigt ein sehr heterogenes Bild der hydrologischen Verhältnisse in der
Steiermark. Als „abflussärmstes“ Gebiet sind das West- und Oststeirische Tertiärbecken mit
Neubildungsraten von großteils unter 100 mm bis sogar unter 50 mm pro Jahr entsprechend Spenden von
unter 1 bis ca.. 3 l/s km2 erkennbar.
Gunstzonen bezüglich der Grundwasserneubildung sind wiederum die höheren Bereiche der Koralpe –
Gleinalm und der Niederen Tauern, insbesondere der luvseitige Nordteil. In letzterem steigen die
Neubildungsraten auf 1200-1400 mm in den Kammlagen an. Diese Bereiche sind also bezüglich ihrer
Wasserhöffigkeit als Gunstzonen zu betrachten, ebenso wie die niederschlagsreichen Karstgebiete der
Nördlichen Kalkalpen, in denen sich aufgrund der rein orographischen Abgrenzung der Teileinzugsgebiete
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ein sehr heterogenes Bild ergibt, das je nach unterirdischen Entwässerungsverhältnissen im Karst durch
Defizite oder Überschüsse geprägt ist. Dazu kommen ebenso wie bei den mittleren Abflusshöhen
beträchtliche Fehler durch die Differenzbildung zwischen Pegeln an den größeren Gerinnen, einige Gebiete
sind nicht bewertbar.
Eine Plausibilitätsüberprüfung der Neubildungsraten ist nur sehr bedingt möglich. Wirklich detailliertere
Untersuchungen liegen nur in den Tallandschaften vor, im Mittelgebirgs- bis Gebirgsbereich ist hier noch
ein sehr hoher Nachholbedarf gegeben.
4.1
Regionalisierung der Speicherfähigkeit
Der Rezessionsvorgang des Abflusses nach längeren Trockenperioden repräsentiert die Entleerung der
Grundwasserspeicher im Einzugsgebiet. Nach E. M.Maillet (1905) folgt dieser Vorgang einer
Exponentialfunktion folgender Form:
Qt = Q0 e-α t
Als Maß für das Retentionsvermögen der Grundwasserspeicher im Einzugsgebiet kann der Wert Kr = 1 / α
(Tage) herangezogen werden, er wird auch als charakteristische Ausfließzeit bezeichnet. Das frei
ausfließbare Reservoirvolumen kann für Q0 in l/s und α in d-1 wie folgt abgeschätzt werden:
V = 86,4 Q0 / α
Im Rahmen von Untersuchungen zur Speicherfähigkeit von Typusgesteinskomplexen der Steiermark (T.
Harum & M. Probst, 2001) wurde anhand von 16 kleineren Einzugsgebieten in geologisch sehr
unterschiedlichen Gebieten das Auslaufverhalten untersucht. Es zeigte sich einerseits eine deutliche
Beziehung zur Geologie und andererseits eine signifikante Abhängigkeit der charakteristischen
Ausfließzeit Kc von der Grundwasserneubildung (geschätzt als MoMNhA nach W. Wundt, 1958). Somit
lassen sich auf Basis der Karte der Grundwasserneubildung für die großflächig nicht verkarsteten Gebiete
der Steiermark mit Ausnahme der Porengrundwasserfelder in den quartären Talfüllungen die
charakteristischen Ausfließzeiten und frei ausfließbaren Reservoirvolumina abschätzen.
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700
Karst, Nördl. Kalkalpen
Kristallin, Niedere Tauern
Nord
Kristallin Niedere Tauern
Süd
Kristallin Seetaler Alpen
600
Kristallin-Grauwackenzone
500
MoMNhAq (mm)
Kristallin Koralpe-Gleinalpe
Tertiär Oststmk
400
Kristallin Oststeir.
Randgebirge
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Tage
Abb. 5:
Wasserversorgungsplan Steiermark - Typusrezessionskurven
ausgewählter Einzugsgebiete der Steiermark.
70
60
50
Kc = 2.6617MoMNhA0.4266
40
2
K (Tage)
R = 0.8925
30
Kr50% = 2.1843MoMNhA0.392
2
20
R = 0.8243
10
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
MoMNhA (mm)
Abb. 6:
Wasserversorgungsplan Steiermark - Zusammenhang zwischen der
Grundwasserneubildung der Auslaufzeit (Kc = charakteristische Ausfließzeit, K50% = Ausfließzeit zum
Zeitpunkt, an dem 50 % des Reservoirvolumens ausgeflossen sind).
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Abb. 7:
Tagen ab MoMNQ.
Wasserversorgungsplan Steiermark - Charakteristische Ausfließzeiten in
Abb. 8:
Wasserversorgungsplan Steiermark - Frei ausfließbare
Grundwasserreservoirvolumina in mm.
5
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