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Wasserbilanzberechnung eines alpinen Einzugsgebietes am Beispiel Sibratsgfäll, Vorarlberg
Ramon Holzschuster
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Martin Kralik
DOI
10.25365/thesis.73590
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-18579.08986.549015-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In einem Untersuchungsgebiet von rund 5 km2 im Bregenzerwald, Österreich wurden die wichtigsten hydrologischen Parameter Niederschlag, Oberflächenabfluss und Evapotranspiration ermittelt und an-schließend der Grundwasserzufluss über die Wasserbilanz berechnet. Niederschlag wurde sowohl an den bestehenden Wetterstationen im Untersuchungsgebiet und in dessen Umgebung als auch an im Rahmen des Projektes aufgestellten Kippombrometern gemessen. Der Oberflächenabfluss wurde mittels NaCl-Tracermessungen und Radarpegelmessungen an den 4 Hauptbächen im Gebiet bestimmt. Die Evapotranspiration wurde in 2 Ansätzen (Variante 1 durch die ZAMG, Variante 2 durch den Autor) mittels der Hargreaves-Methode (nach HARGREAVES & ALLEN, 2003, adaptiert nach HASLINGER & BARTSCH, 2016) berechnet. Der mittlere Niederschlag betrug im Jahr 2020 inklusive Schneehöhenkorrektur rund 2.600 mm. Etwa 51 % davon fließt durch die 4 Hauptgerinne aus dem Gebiet ab. 31 % bzw. 22 % (je nach Ansatz, s.o.) entfallen auf die Evapotranspiration. Damit verbleiben 17 % bis 28 % für die Grundwasserspeicheränderung im Untergrund. Ein Großteil davon scheint im oberen Bereich des Untersuchungsgebietes zu infiltrieren, wo Rhenodanubischer Flysch, Eisrandsedimente und Schwemmfächer vorherrschen. Grundsätzlich wurden die Einzugsgebiete auf orographischer Basis definiert, die nicht dem tatsächlichen hydrologischen Einzugsgebiet entsprechen müssen. Dafür spricht die Variation von rund 10 % in der Änderung des Grundwasserspeichers. Insbesondere deuten hohe Abflüsse im Bereich des Sägebachs und bei den Hocheggquellen auf ein erweitertes hydrologisches Einzugsgebiet. Dies könnte auf tektonisch beeinflusste Wasserwegigkeiten zurückzuführen sein, die mit der Decken-grenze Rhenodanubischer Flysch / Feuerstätter Decke in Beziehung stehen. An der Talsohle im Bereich der Subersach treten aufgrund oberflächennaher, undurchlässiger Eisseesedimente gespannte und teilweise artesische Grundwässer auf, was eine Differenzierung zwischen tieferem Grundwasser und oberflächennahem Grundwasser Abfluss erschwert. Zusätzlich wurden die bereits im Gebiet vorhandenen Bohrungen (vgl. JARITZ 2013) erneut untersucht und von ausgesuchten Bohrungen Tiefentemperaturprofile erstellt. Zwei neue Kernbohrungen (KB1-2020 und KB2-2020 bzw. SG535 und SG536) wurden im Verlauf des EXTRIG-Projektes durchgeführt und die Bohrkerne untersucht sowie beprobt, hierbei wurde Porenwasser auf Sauerstoff-18 (18O) untersucht (ELSTER et al., 2023; KRALIK, 2022), um die vertikale Infiltration abzuschätzen. Über diese Arbeit hinaus wurden auch Wasserproben zur Isotopen-Untersuchungen zur Bestimmung der Verweilzeit, siehe KRALIK (2022) sowie hydrochemische und geophysikalische Untersuchungen durchgeführt (ELSTER et al., 2023).
Abstract
(Englisch)
In an area of around 5 km2 in the Bregenzerwald, Austria, the most important hydrological parameters precipitation, surface runoff and evapotranspiration were determined. Afterwards the groundwater inflow was calculated using the water balance formula. Precipitation was measured at the existing weather stations in and around the study area as well as at tilt ombromometers set up as part of the project. Surface runoff of the 4 main streams in the area was determined using NaCl- tracer measurements and radar gauge measurements. Evapotranspiration was calculated in 2 approaches (variant 1 by the ZAMG, variant 2 by the author) using the Hargreaves method (according to HARGREAVES & ALLEN, 2003, adapted from HASLINGER & BARTSCH, 2016). The average precipitation in 2020 was around 2,600 mm, including snow depth correction. About 51% of this amount flows out of the area through the 4 main streams. Evapotranspiration accounts for 31% or 22 % (depending on the approach, see above). This leaves 17 % to 28 % for the groundwater storage in the subsoil. Much of this appears to be infiltrating into the upper part of the study area, where rhenodanubian flysch, ice margin sediments and alluvial fans are dominant. Basically, the catchment areas were defined on an orographic basis, which does not have to correspond to the actual hydrological catchment area. This is supported by the variation of around 10% in the change in groundwater storage. In particular, high discharges in the area of the Sägebach and at the Hochegg springs point to an extended hydrological catchment area. This could be due to tectonically influenced waterways related to the Rhenodanubian Flysch / Feuerstätter Nappe boundary. At the bottom of the valley in the Subersach area, confined and partially artesian groundwater occurs due to near-surface, impermeable ice lake sediments, which makes it difficult to differentiate between deeper groundwater and near-surface groundwater outflow. In addition, already existing wells in the area ( JARITZ 2013) were re-examined and depth temperature pro-files were created from selected wells. Two new core drillings (KB1-2020 and KB2-2020 or SG535 and SG536) were carried out as well. The cores were examined and sampled. Additionally, pore water was examined for oxygen-18 (18O) (ELSTER et al., 2023; KRALIK, 2022) to estimate vertical infiltration. In addition to this work, water samples were also carried out for isotope studies to determine the resi-dence time, see KRALIK (2022) as well as hydrochemical and geophysical studies (ELSTER et al., 2023).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Hydrogeologie Hydrologie Wasserbilanz alpin
Autor*innen
Ramon Holzschuster
Haupttitel (Deutsch)
Wasserbilanzberechnung eines alpinen Einzugsgebietes am Beispiel Sibratsgfäll, Vorarlberg
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
87 Seiten : Illustrationen
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Martin Kralik
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.71 Geomagnetik. Geoelektrik. Geothermie ,
38 Geowissenschaften > 38.80 Meteorologie. Allgemeines ,
38 Geowissenschaften > 38.85 Hydrologie. Allgemeines ,
38 Geowissenschaften > 38.86 Grundwasser ,
38 Geowissenschaften > 38.87 Oberflächenwasser ,
38 Geowissenschaften > 38.89 Hydrologie. Sonstiges
AC Nummer
AC16864174
Utheses ID
66806
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |