MUR

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Donau (inkl. Elbe) / Mur / Grundwasser
Hydrogeologische Charakterisierung
582641879
GK100116 NIEDERE TAUERN EINSCHLIESSLICH DER ROTTENMANNER TAUERN
UND SECKAUER TAUERN [MUR]
Der Südabschnitt der Niederen Tauern umfasst die Gebirgsgruppen der Schladminger Tauern im Westen,
der Wölzer Tauern im Zentralabschnitt sowie der Seckauer Tauern im Osten.
Im Landschaftsbild sind generell Trogtäler, Kare und Grate charakteristische Elemente. Besonders
auffallend sind die zahlreichen Seen, die teils in den durch die Gletscher übertieften Tälern (Riesachsee,
Schwarzensee) und teils in den Felswannen von Karen liegen, die zu verschiedenen Rückzugstadien der
Gletscher angelegt wurden, liegen. Die Kare, in welchen vielfach Moränen liegen sind durch Grate
voneinander getrennt und meist mehrfach gestuft. Dieses Phänomen tritt besonders in jenen Gebieten
hervor, in welchen auf den Stufen Seen liegen (Duisitzkar, Klafferkessel, Seewigtal). Im südlichen Teil der
Schladminger Tauern ist der langgestreckte Verlauf von Gratzügen, die vom Hauptkamm abzweigen und
das Auftreten der höchsten Erhebungen (Preber, Roteck) auffallend.
Das übergeordnete Talnetz innerhalb der Schladminger Tauern nördlich des Hauptkammes ist einheitlich
rechtwinkelig zur Enns gerichtet und münden die Täler zumeist in Stufen durch steilhangige Kerbtäler in
das Ennstal.
Die Wölzer Tauern stellen den mittleren Abschnitt der Niederen Tauern dar und werden im Norden durch
das Ennstal. im Westen durch das Katschtal, im Süden durch das Katschtal, den Wölzer Bach und das
Murtal und im Osten durch das Pölstal und den Bretsteingraben, begrenzt.
Im Landschaftsbild sind generell Trogtäler, Kare und Grate charakteristische Elemente. Im südlichen
Abschnitt der Wölzer Tauern ist der auffallende parallele Verlauf der vom Hauptkamm abzweigenden
Gratzüge bemerkenswert.
Die Kare, in welchen vielfach Moränen liegen sind durch Grate voneinander getrennt und meist mehrfach
gestuft.
Die Murauer Alpen erstrecken sich zwischen dem Murtal im Süden und dem Rantental im Norden bzw.
Katschtal im Norden und dem Wölzerbach im Osten.
Der westliche Teil wird aus Gneisen, Glimmerschiefern und Schwarzglimmerschiefern, die dem Kristallin
der Zentralalpen zugerechnet werden, der mittlere und östliche Abschnitt aus Gesteinen des Murauer
Paläozoikums (Schiefer, Kalke, Diabase) und tektonisch eingeschuppten Gesteinen des zentralalpinen
Mesozoikums (Quarzite), gebildet.
Bei den Murauer Alpen handelt es sich um ein weithin bewaldetes Mittelgebirge, das in gut hervortretende
Einzelmassive (Gstoder, Stolzalpe, Pleschaitz) gegliedert ist.
Hinsichtlich der Wasserführung sind entsprechend der lithologischen Gliederung auch deutliche
Unterschiede gegeben, die sich mit zahlreichen kleineren Quellaustritten im Bereich des Kristallins und
doch deutlich besseren Verhältnissen im Bereich der paläozoischen Kalke darstellen.
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Die Seckauer Tauern, die den östlichsten Abschnitt der Niederen Tauern darstellen, werden im Westen
durch das Pölstal und den Triebenbach, im Nordosten durch das Palten- und Liesingtal und im Süden durch
Murtal sowie das Aichfeld begrenzt.
Am Aufbau dieses Abschnittes der Niederen Tauern sind kristalline Schiefern (Orthogneise, Gneise,
Glimmerschiefer, Phyllite, Marmore) sowie Quarzite bis quarzitische Schiefer (Rannachserie) und
Gesteine der Nördlichen Grauwackenzone (Graphitkarbon und Triebensteinkalk sowie
Grauwackenschiefer) beteiligt.
Entsprechend dem heterogenen Aufbau sind auch die Wasservorkommen zu bewerten, wobei die
ergiebigsten Quellen im Bereich der Marmorzüge auftreten, während innerhalb der kristallinen und
paläozoischen Schiefer zwar eine Vielzahl von Quellen jedoch nur mit geringer Ergiebigkeit auftreten.
Entsprechend dem heterogenen Aufbau sind auch die Wasservorkommen zu bewerten, wobei die
ergiebigsten Quellen im Bereich der Marmorzüge auftreten, während innerhalb der kristallinen Schiefer
zwar eine Vielzahl von Quellen jedoch nur mit geringer Ergiebigkeit auftreten. Eine Sonderstellung
nehmen hier die Quarzite und quarzitischen Schiefer ein, die aufgrund ihrer Klüftigkeit durchwegs eine
stärkere Kluftwasserführung aufweisen.
1
Abb. 1a: Lage der Niederen Tauern (Ostabschnitt)
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Abb. 1b: Lage der Niederen Tauern (Zentralabschnitt)
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Abb. 1c: Lage der Niederen Tauern (Westabschnitt)
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GEOLOGIE
Abb 2: Geologische Übersichtskarte der Steiermark
Die Niederen Tauern sind vorwiegend aus kristallinen Schiefern (Gneise, Glimmerschiefer, Phyllite,
Marmore) aufgebaut. Im nördlichsten Abschnitt, zum Ennstal hin, treten paläozoische Phyllite (Ennstaler
Phyllit) auf. Der nordwestlichste Abschnitt (Landesgrenze) zeigt über der kristallinen Basis einen Aufbau
aus Quarziten, Rauhwacken und Kalken des zentralalpinen Mesozoikums. Im Osten, im Bereich der
Seckauer Tauern, treten zum Liesingtal hin Gesteine der Rannachserie sowie der Grauwackenzone (Kalke,
Phyllite) auf.
2
GRUNDWASSERVERHÄLTNISSE
Entsprechend dem heterogenen Aufbau der Niederen Tauern sind auch die Wasservorkommen zu
bewerten, wobei die ergiebigsten Quellen im Bereich der Marmorzüge auftreten, während innerhalb der
kristallinen Schiefer und paläozoischen Phyllite zwar eine Vielzahl von Quellen jedoch nur mit geringer
Ergiebigkeit auftreten.
Die mittleren Grundwasserneubildungsraten liegen zwischen 200 mm und 1400 mm.
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BODENINFORMATION - VERGLEICH VERSCHIEDENER AUSWERTUNGEN
Tabelle 1: Ergebnisse der Auswertung der FAO Bodenkarte
STU…soil type unit, SOIL, SOIL90…FAO Bezeichnungen
STU
SOIL SOIL90
Österr. Bodennomenklatur
1969
Österr. Bodennomenklatur 2000
Anteil
%
Tabelle 2: Ergebnisse der Auswertungen der Bodenkarte von FINK
Bodentyp / Ausgangsmaterial
4
Anteil %
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
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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
mit dem daraus resultierenden Abflussverhalten ein Bild unterschiedlicher „Hydrologischer Landschaften“
deren Charakterisierung in der Beilage versucht wurde.
5
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.
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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
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.
5.1
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)
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Abb. 6: Wasserversorgungsplan Steiermark - Zusammenhang zwischen der Grundwasserneubildung der
Auslaufzeit (Kc = charakteristische Ausfließzeit, K50% = Ausfließzeit zum Zeitpunkt, an dem 50 % des
Reservoirvolumens ausgeflossen sind).
Abb. 7: Wasserversorgungsplan Steiermark - Charakteristische Ausfließzeiten in Tagen ab MoMNQ.
Abb. 8: Wasserversorgungsplan Steiermark - Frei ausfließbare Grundwasserreservoirvolumina in mm.
6
LITERATUR
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