Die Karstquellen Niederösterreichs

In der vorliegenden Arbeit soll ein Überblick über die räumliche Verbreitung, die Eigenschaften und Dynamik von Karstquellen in Niederösterreich (NÖ) gegeben werden, mit Fokus auf die Parameter Schüttung, elektrische Leitfähigkeit (ELF) und Temperatur. Zu diesem Zweck wurden Daten aus zahlreichen Datenquellen mit denen des Projektes NÖ-Karst und eigenen Kartierungsergebnissen zu einer digitalen Karte bzw. Datenbank zusammengefasst. Im Gelände wurden bei 477 Quellen die Hauptparameter bestimmt, sowie an 63 ausgewählten Standorten Wasserproben zur chemischen Analyse genommen. Zusätzlich wurden langjährige Messreihen bedeutender Karstquellen aus dem Messnetz des Hydrographischen Dienstes NÖs sowie von der MA 31 - Wiener Wasser ausgewertet und interpretiert. Insgesamt wurden Daten von 2169 Quellen zusammengetragen. Der überwiegende Anteil der erfassten Quellen befindet sich in den Nördlichen Kalkalpen (NKA), wobei auch im Zentralalpinen Permomesozoikum, der Waschbergzone und der Böhmischen Masse Karstquellen auftreten, denen teilweise regionale Bedeutung für die Trinkwasserversorgung zukommt. Anhand der ausgewerteten Zeitreihen konnte festgestellt werden, dass für den Jahresgang der Quellparameter (Schüttung, Temperatur, ELF) vor allem in den höheren Lagen der NKA die Schneeschmelze der dominierende Faktor ist. Sie erreicht je nach Höhenlage des Einzugsgebietes (EZG) ihren Höhepunkt zwischen März und Mai. Die Ganglinien von Temperatur und ELF verlaufen meist gegengleich zu jener der Schüttung. Es zeigt sich weiters, dass die Parameter von Quellen im Kalk eine stärkere Dynamik aufweisen als jene, in deren EZG Dolomit vorherrscht. Die höchsten Schüttungsspitzen werden bei einigen Quellen nach Starkniederschlägen im Sommer erreicht, wobei die Steinbachquelle im Ybbstal mit einem Maximum von fast 15 m³/s heraussticht. Die größte mittlere Schüttung weist die Große Mühlquelle im Ötschergebiet mit 644 l/s auf, bei Betrachtung des Medians liegt die Kaiserbrunnquelle (Schneeberg) mit 563 l/s voran. Aus den chemischen Analysen geht hervor, dass Kalk-, Dolomit- und Mischquellen in NÖ weit verbreitet und in ähnlicher Häufigkeit vorkommen. Regional sind außerdem Gipsquellen von Bedeutung, die sich durch eine deutlich höhere Gesamtmineralisierung auszeichnen. Die gesammelten Daten wurden im Detail statistisch ausgewertet, auch im Hinblick auf Zusammenhänge der Quellparameter mit Seehöhe, Niederschlag und Lithologien. Dabei konnte eine mittlere Temperaturabnahme mit steigender Seehöhe von 0,47 °C / 100 m ermittelt werden, die etwa dem Gradienten der Lufttemperatur in den Ostalpen entspricht. Die Auswertungen zeigen eine negative Korrelation der ELF mit der EZG-Seehöhe, die durch eine Abnahme der Bodenbedeckung und dadurch verringerte CO2-Aufnahme des Niederschlagswassers erklärt werden kann. Dies führt zu schwächerer Kalklösung, was sich an niedrigeren HCO3--Gehalten erkennen lässt. Die untersuchten Kalkquellen haben, wenn man den Höheneffekt korrigiert, im Mittel eine um 30 µS/cm höhere ELF als Dolomitquellen. Ein Unterschied konnte auch zwischen den in NÖ weit verbreiteten Haupt- und Wettersteindolomit festgestellt werden, wobei letzterer durchschnittlich 13 µS/cm mehr aufweist. Dies deutet auf längere Verweilzeiten des Quellwassers aufgrund von schlechterer Verkarstungsfähigkeit hin. Die Daten deuten auch auf eine negative Korrelation der ELF mit der Schüttung und dem mittleren Jahresniederschlag hin.The goal of the following thesis is to provide an overview of the spatial distribution, the properties and the dynamics of karst springs in the Austrian province of Lower Austria, with a focus on the parameters discharge, electrical conductivity (EC) and temperature. For this purpose data from various sources were combined with results from the NÖ-Karst project and own field mapping to a digital map and database. In the field, the main parameters were determined at 477 springs and water samples were collected at 63 selected sites for chemical analysis. In addition, long-term measurement series provided by the Hydrological Service of Lower Austria and the Municipal Department 31 - Vienna Water were evaluated and interpreted. In total, data from 2169 springs were assembled. While the vast majority of the collected springs is located in the Northern Calcareous Alps (NCA), karst springs can also be found in the permo-mesozoic Central Alpine units, the Waschberg Zone and the Bohemian Massif, where they are of regional importance for the supply of drinking water. On the basis of the evaluated time series it could be determined that for the annual course of the spring parameters (discharge, EC, temperature) the snow melt is the dominating factor, especially in the higher altitudes of the NCA. Depending on the altitude of the catchment area it reaches its peak between March and May. The curves for temperature and EC are mostly inverse to the annual course of the discharge. Springs in limestone areas tend to show a greater dynamic in the course of their spring parameters than springs with a dolomitic catchment. For some springs the highest discharge peaks are reached after heavy precipitation events in the summer rather than during the snow melt, whereby the Steinbachquelle stands out with maxima of almost 15 m³/s. Out of the analyzed springs, the Große Mühlquelle in the Ötscher area has the highest mean discharge at 644 l/s, while the Kaiserbrunnquelle (Schneeberg area) has the highest median discharge at 563 l/s. The chemical analyses show that limestone springs, dolomite springs and mixed springs are widespread in Lower Austria and occur with similar frequency. Regionally, gypsum springs are also of importance. They are characterized by a significantly higher total mineralization. The assembled data were statistically evaluated in detail, also with regard to the correlation of spring parameters with altitude, precipitation and lithologies. A mean temperature decrease with increasing sea level of 0.47 °C / 100 m could be determined, which corresponds approximately to the gradient of the air temperature in the Eastern Alps. The evaluations show a negative correlation of EC with mean catchment altitude, which can be explained by a decrease of soil cover thickness and thus reduced CO2 enrichment of the precipitation water. This limits the capacity for limestone solution, which can also be observed in the HCO3-data. The investigated limestone springs on average have an EC 30 µS/cm higher than dolomite springs, when the altitude effect is taken into account. A difference could also be observed between the two most common types of dolomite in Lower Austria, the Hauptdolomit and the Wettersteindolomit. The latter has an average EC 13 µS/cm higher which points to longer residence times of the spring water due to poorer karstification properties. The data also indicate a negative correlation of EC with discharge and mean annual precipitation