Die Bedeutung von Grundwasser in vergletscherten Einzugsgebieten: das Matscher Tal in Südtirol, Italien

Michael Engel1, Daniele Penna1, Alfonso Esposito2, Lorenzo Brusetti1, Giacomo Bertoldi3, Werner Tirler4, Francesco Comiti1
1 Fakultät für Naturwissenschaften und Technik, Freie Universität Bozen-Bolzano, Italien
2 Fakultät für Biotechnologie, Universität Neapel Federico II, Italien
3 Institut für Alpine Umwelt, EURAC, Bozen
4 Eco-Research srl, Bozen, Italien

O 1.4 in Hydrogeologie alpiner Räume

14.04.2016, 11:00-11:15, Audimax B, Geb. 30.95

Der Rückgang der Gletscher und steigende Temperaturen verändern die Abflussdynamik alpiner Einzugsgebiete. Eine Verschiebung der Abflusskomponenten im Gewässer von Schnee- und Gletscherschmelzwässern zu Niederschlags- und Grundwässern ist zu erwarten. Dies hat bedeutende Auswirkungen auf die Gewässerdynamik und Wasserverfügbarkeit im Gebirge und im Tiefland.

Im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte im Matscher Tal, Südtirol (Italien), wurden seit 2011 der Saldurbach, seine Nebenbäche sowie verschiedene Quellaustritte in der Talsohle hydrochemisch untersucht. Auch der Niederschlag sowie die Schnee- und Gletscherschmelze wurden beprobt und analysiert. Seit 2013 wurden auch geochemische Analysen ausgewählter Quellwässer in der Talsohle und am Berghang durchgeführt.

Die Veränderlichkeit von Leitfähigkeit, Wassertemperatur und stabiler Wasserisotope δ2H bzw. δ18O der Quellwässer über verschiedene Zeitskalen ergab dominierende monatliche Schwankungen gegenüber täglichen und jährlichen Veränderungen. Eine hohe räumliche Variabilität in der Leitfähigkeit der Quellwässer in der Talsohle (93-351 µS/cm) und am Berghang (300-850 µS/cm) war festzustellen. Das Quellwasser der Talsohle wies grundsätzlich eine niedrigere Leitfähigkeit während der Schneeschmelze im Mai bis Juli auf (verbunden mit negativeren Isotopenwerten von δ2H: -108,6 bis -114,7‰). Höhere Leitfähigkeitswerte und positivere Isotopenwerte (δ2H: -93,2 bis -110,8‰) traten dagegen im Herbst und bei kühlerer Witterung im Sommer auf. Die Leitfähigkeit korrelierte stark mit der Konzentration der Elemente Ca, Li, Mg, S und Sr (Pearson’s r > 0.85 und p < 0.01) (Esposito et al., 2015).

Mit Hilfe eines 2-Komponenten-Mixing-Models konnte gezeigt werden, dass der Anteil an Schneeschmelzwasser am Grundwasser im Laufe des Sommers abnimmt und sich aus ca. 93% im August und ca. 21% im September zusammensetzt. Im Gegensatz zum Saldurbach konnten Schneeschmelzwässer im Quellwasser im Juni nur geringfügig nachgewiesen werden, stellten aber im August die Hauptabflusskomponente der Quellwässer dar. Die Dynamik der monatlichen Abflussanteile war für die untersuchten Quellwässer in der Talsohle relativ ähnlich. Diese Ergebnisse heben die große Bedeutung der Schneeschmelze für die Grundwasserneubildung hervor und zeigen komplexe Fließwege mit längeren Verweilzeiten des infiltrierenden Schmelzwassers in den Untergrund auf (Penna et al., 2014).

In Bezug auf sieben analysierte Schmelzwasser-Tagesganglinien des Saldurbachs von 2011-2013 zeigte sich, dass Grundwasser mit 58%–82% den Gewässerabfluss unterhält (Engel et al., 2015). Dies bestätigt die große Relevanz von Grundwasser auch im Tagesverlauf alpiner Gewässer (Brown et al., 2007).

Zukünftige Untersuchungen sollen die Höhenlage des Quellen-Einzugsgebiets erfassen sowie anhand weiterer geochemischer Analysen die räumliche Variabilität der Quellen beleuchten und einen möglichen Einfluss des Permafrosts quantifizieren.



BROWN, L.E., MILNER, A.M., HANNAH, D.M. (2007): Groundwater influence on alpine stream ecosystems. – Freshwater Biol. 52: 878–890.

ENGEL, M., PENNA, D., BERTOLDI, G., DELL’AGNESE, A., SOULSBY, C., COMITI, F. (2015): Identifying run-off contributions during melt-induced run-off events in a glacierized alpine catchment. – Hydrol. Process.

ESPOSITO, A., ENGEL, M., CICCAZZO, S., DAPRÀ, L., PENNA, D., COMITI, F., ZERBE, S., BRUSETTI, L. (2015): Spatial and temporal variability of microbial communities in high alpine waterspring sediments (in preparation).

PENNA, D., ENGEL, M., MAO, L., DELL’AGNESE, A., BERTOLDI, G., COMITI, F. (2014): Tracer-based analysis of spatial and temporal variation of water sources in a glacierized catchment. – Hydrol. and Earth Syst. Sc. 18: 5271–5288. DOI:10.5194/hess-18-5271-2014.



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