Uni-Bayreuth

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Erste Markierungsversuche im aktiven Höhlensystem des Blautopfs – räumlich und zeitlich aufgelöste Informationen zur Struktur der Karstentwässerung und den hydraulischen Parametern


P 2.5 in Hydrogeologie von Hardrock und Kluftgesteinen / Grundwasser und Karst

 

Eine der größten und schönsten Karstquellen Deutschlands, der Blautopf, entwässert ein 165 km2 großes Quelleinzugsgebiet auf der mittleren Schwäbischen Alb. Im Quelleinzugsgebiet wurden bereits über 65 Markierungsversuche durchgeführt, um Fragen der Abwasserversickerung und der Nutzung von Karstquellen zur Trinkwasserversorgung zu klären. Dabei erfolgten die Eingaben jeweils an der Geländeoberfläche und die Probenahme an Quellen; eine räumliche und zeitliche Auflösung der Entwässerungsstrukturen und hydraulischen Parameter war bislang nicht möglich.

Heute ist im Einzugsgebiet ein weitreichendes Höhlennetzwerk erforscht, das von unterirdischen Flüssen durchströmt wird: das Blauhöhlensystem (11,2 km lang), das sich hinter dem Blautopf verbirgt, und die wenige Kilometer entfernte Hessenhauhöhle (3,5 km). Um die bislang unbekannte Verbindung zwischen beiden Höhlen zu erkunden, wurde im Frühjahr 2012 erstmals ein Markierungsversuch mit zwei Tracereingaben direkt in die beiden Höhlenflüsse durchgeführt. Durch zwei weitere Eingaben auf der Albhochfläche sollten die Teileinzugsgebiete der Höhlenflüsse abgegrenzt werden. Mittels Feldfluorimetern konnte der Tracerdurchgang erstmals direkt in den Höhlen beobachtet werden. Dies ermöglichte die genaue Lokalisierung der hydraulischen Verbindungen zwischen den Höhlensystemen. In Verbindung mit den Eingaben an der Oberfläche wurde der hierarchische Aufbau der unterirdischen Entwässerung nachgewiesen und Teileinzugsgebiete für die beiden Höhlenflüsse bestimmt. Beide Höhlenflüsse tragen demnach jeweils etwa 50 % zur Schüttung des Blautopfs bei. Für verschiedene Höhlenabschnitte konnten die Abstandsgeschwindigkeiten erstmals räumlich und zeitlich aufgelöst werden: höchste Abstandsgeschwindigkeiten mit bis zu 275 m/h wurden in epiphreatischen (teilgesättigten) Bereichen beobachtet, während die Geschwindigkeiten kurz vor dem Quellaustritt in der phreatischen (gesättigten) Zone um eine Größenordnung geringer sind.

Auf Grundlage neuer geologischer Befunde konnte die hydrogeologische Modellvorstellung erweitert werden: die Entwässerung erfolgt teilweise durch eine bislang als bereichsweise weitgehend stauend geltende Mergelformation hindurch. Vergleiche mit früheren Markierungsversuchen ermöglichen Aussagen über die Ausbreitung und Verdünnung potenzieller Schadstoffe bei unterschiedlichen Abflussbedingungen.

Abb. 1: Dendritischer Aufbau im Quelleinzugsgebiet des Blautopfs. Beide nachgewiesenen Teileinzugsgebiete tragen jeweils rund 50 % zur Gesamtschüttung bei; HHH: Hessenhauhöhle, BHS: Blauhöhlensystem (nach Lauber et al. 2013).
Abb. 1: Dendritischer Aufbau im Quelleinzugsgebiet des Blautopfs. Beide nachgewiesenen Teileinzugsgebiete tragen jeweils rund 50 % zur Gesamtschüttung bei; HHH: Hessenhauhöhle, BHS: Blauhöhlensystem (nach Lauber et al. 2013).



LAUBER, U., UFRECHT, W., GOLDSCHEIDER, N. (2013): Neue Erkenntnisse zur Struktur der Karstentwässerung im aktiven Höhlensystem des Blautopfs. – Grundwasser. DOI: 10.1007/s00767-013-0239-z

Letzte Änderung 31.10.2013