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Mapping internal structures of the epikarst at HGH-cave (Styria, Austria) with two geophysical methods (ERT and EMI)
Lina Rummler
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Kurt Decker
DOI
10.25365/thesis.80576
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22954.89802.607357-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Karstsysteme bilden die Grundlage der Trinkwasserversorgung für große Teile der Bevölkerung sowohl in Österreich als auch weltweit. Im Kontext der Klimakrise und der damit einhergehenden Veränderungen im Wasserkreislauf ist es umso wichtiger, Karstwassersysteme sowie die darin vorgehenden Prozesse zu verstehen, um eine nachhaltige und langfristige Trinkwasserversorgung zu garantieren. Eine der größten Herausforderungen dabei ist die hohe Heterogenität und sogenannte dual oder triple Porosität in den vulnerablen Karstsystemen. Besonders die oberflächennahen Meter des Karsts, der sogenannte Epikarst spielt eine wichtige Rolle bei der Infiltration, Filtration und Speicherung von Wasser und hält dabei noch einige ungeklarte Fragen offen. Das Hochschwabmassiv im Norden der Steiermark bildet eine wichtige Quelle für die Versorgung von Wien mit Trinkwasser, das über die sogenannten "Wiener Hochquellleitungen" in die Hauptstadt fließt. Das Untersuchungsgebiet dieser Arbeit liegt um den Eingang der HGH-Höhle auf einer Seehöhe von 1895 m im Bereich des Hochschwab Plateaus. Die Höhle ist eine der wenigen phreatischen Höhlen am Hochschwab und wird seit mehr als zehn Jahren mit Fokus auf das Verhalten des Wassers im Karstsystem des Gebirges ausgiebig erforscht. Diese Studie soll geologische Strukturen und Wasserwege im oberflächennahen Untergrund kartieren. Dazu wurden zwei nicht invasive geophysikalische Messmethoden verwendet. Zunächst wurde im Juni 2024 mit dem EMI (Electro-Magnetic Induction with low induction number) versucht einen Überblick über die Variationen geophysikalischer Parameter im Untergrund zu erlangen. Diese Methode stellte sich allerdings als nicht passend heraus. Im Mai 2025 wurden die zweiten Messungen mit dem ERT (Electrical Resistivity Tomography) durchgeführt. Diese Messungen entlang von 13 Profilen lieferten Daten von hoher Qualität und wurden genutzt, um ein 3D-Modell des spezifischen Widerstands im Untergrund anzufertigen. Mit Hilfe des Models wurden unterirdische Anomalien im spezifischen Widerstand kartographiert und interpretiert sowohl als Unterschiede in Porosität und Wassersättigung als auch als geologische Strukturen. Außerdem war es möglich, Wasserwege zu verfolgen, über die das Wasser ins Karstsystem eindringen kann, den Epikarst durchfließen und in tiefere Zonen des Karsts eindringen kann. Wie erwartet, gestalten sich die geophysikalischen Einschaften unter der Bodenbedeckung als sehr heterogen.
Abstract
(Englisch)
Karst water systems are the basis of drinking water resources for a large part of the population in Vienna, Austria, and worldwide. In the context of a changing climate and the resulting changing water cycle, it is crucial to understand karst water systems and the physical processes in such systems, even better to ensure a long-term sustainable water supply. One of the biggest challenges in this is the high heterogeneity and dual porosity in vulnerable karstic environments. Especially the shallow meters of the karst, the so-called epikarst, play an important role in water infiltration, filtration, and storage in the whole system, which still holds unanswered questions. For the Vienna water supply, the Hochschwab mountain range in northern Styria is an important water source, connected via the "Wiener Hochquelleitungen", the city's main water pipes. The study area is located around the cave entrance of the HGH-cave at an altitude of 1895 m.a.s.l. on the Hochschwab plateau, one of the few caves in this massif with phreatic origin. The cave has been studied for more than 10 years, focusing on the behaviour of water in the karst system of the Hochschwab mountain range. This study aims to map geological structures and flow paths in the shallow karstic subsurface. For this aim, two non-invasive geophysical methods were applied. The measurement with EMI (Electro-Magnetic Induction with low induction number) was performed in July 2024 and was not suitable to get an overview of the study area. The second method, ERT (Electrical Resistivity Tomography), was performed in May 2025. The measurements delivered data of high quality and were used to create a 3D resistivity model of the shallow subsurface around the entrance part of HGH-cave by interpolating between inverted 2D ERT profiles. With this model, subsurface resistivity anomalies were mapped and interpreted as differences in porosity and water saturation, subsurface geological structures, and water paths. As expected, the subsurface beneath the soil layer is quite heterogeneous. In addition, it was possible to map flow paths, where water can enter the karst system and flow through the epikarst into the vadose zone.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Karst Epikarst Hochschwab ERT EMI
Schlagwörter
(Englisch)
Karst Epikarst Hochschwab ERT EMI
Autor*innen
Lina Rummler 
Haupttitel (Englisch)
Mapping internal structures of the epikarst at HGH-cave (Styria, Austria) with two geophysical methods (ERT and EMI)
Paralleltitel (Deutsch)
Kartierung der internen geologischen Strukturen im Epikarst im Bereich der HGH-Höhle (Steiermark, Österreich) mittels zweier geophysikalischer Methoden (ERT und EMI)
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
iv, 37 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Kurt Decker
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.46 Karsterscheinungen. Speläologie ,
38 Geowissenschaften > 38.70 Geophysik. Allgemeines
AC Nummer
AC17796536
Utheses ID
79746
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |