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Hydraulische Modellierung alpiner Karstsysteme, Beispiel Hochifen-Gottesacker

Hydraulische Modellierung alpiner Karstsysteme, Beispiel Hochifen-Gottesacker
Ansprechpartner:

Dr. Chen Zhao

Prof. Dr. Nico Goldscheider

Starttermin:2011
Endtermin:2014

Projektbeschreibung

Die Entwässerung von Karstsystemen erfolgt über ein Netzwerk von Spalten, Röhren und Höhlen, deren Geometrie und Lage aber meist nicht hinreichend genau bekannt ist, was die räumlich verteilte (distributive) Modellierung erschwert oder unmöglich macht.

Im alpinen Karstgebiet Hochifen-Gottesacker (Deutschland / Österreich) ist die Lage der unterirdischen Entwässerungsbahnen jedoch aus 18 Markierungsversuchen und detaillierten geologischen, hydrologischen und speläologischen Studien gut bekannt (Goldscheider 2005, Göppert & Goldscheider 2008). Die Entwässerung folgt hier im Wesentlichen dem Faltenbau.

Daher kann das hydraulische Verhalten dieses Karstsystems durch ein numerisches Modell nachgebildet werden. Hierfür wurde das Modell SWMM (Storm Water Management Model) gewählt, das üblicherweise zur Simulation urbaner Drainagekanäle verwendet wird. Erste Ergebnisse sind vielversprechend: Die Schüttungscharakteristik der Karstquellen kann sehr gut simuliert werden und sogar das Verhalten einer Estavelle, die bei Hochwasser als Quelle und bei Niedrigwasser als Schwinde wirkt, wird durch das Modell korrekt reproduziert.

 

Abbildung Schwinde Abbildung Quelle

Die Schwarzwasserhöhle im Karstgebiet Hochifen-Gottesacker wirkt bei Niedrigwasser als Bachschwinde (links) und bei Hochwasser als Quelle (rechts). Das hochgradig variable Verhalten dieser Estavelle kann durch das hydraulische Modell korrekt simuliert werden.