Grundwasser im Klimawandel
Das unsichtbar im Untergrund gespeicherte Grundwasser ist die für unsere Wasserversorgung bedeutendste Ressource. Als Teil des Wasserkreislaufs ist es zudem wichtig für Ökosysteme etwa in Feuchtgebieten oder Bächen. Im Gegensatz zum Oberflächenwasser reagiert das Grundwasser in der Regel langsamer auf Veränderungen im Wasserkreislauf. Die Auswirkungen des Klimawandels und direkter menschlicher Eingriffe auf die Menge und Güte des Grundwassers zu erkennen und zu bewerten und von natürlichen Einflüssen zu unterscheiden, ist daher eine wesentliche Aufgabe aktueller hydrogeologischer Forschung. Vor allem indirekte Effekte, wie klimabedingte Veränderungen der Vegetation oder der Landnutzung, stellen eine besondere Herausforderung dar. Um Beinflussungen des Grundwassers zu erkennen, analysieren wir Gelände- und Labordaten mit computergestützten Verfahren. Dabei verbinden wir hydrogeologische Methoden mit Ansätzen aus anderen Disziplinen, wie beispielsweise aus der landwirtschaftlichen und biologischen Forschung.
Alpine Hydrogeologie
Alpine Hydrogeologie befasst sich mit der Hydrosphäre und im Speziellen dem Grundwasser in Gebirgsregionen. Alpine Grundwasserleiter können an geklüftete und/oder verkarstete Festgesteine aber auch an poröse Lockergesteinsmassen gebunden sein. Im Vordergrund stehen die Charakterisierung alpiner Einzugsgebiete und deren Grundwasserleiter sowie die Quantifizierung der Grundwasserneubildung aus infiltrierendem Regen und der Schnee- und Eisschmelze. Die Kenntnis der Speichereigenschaften der Grundwasserleiter und der Entwässerungsdynamik ist Voraussetzung für eine nachhaltige Nutzung und den Schutz der alpinen Grundwasservorkommen. Dies wird immer aktueller, da der Mensch zunehmend in den naturbelassenen Alpenraum vordringt und dadurch diese lebenswichtige Ressource gefährdet.
Ausgewählte Projekte: Alpine Hydrogeologie
Gerfried Winkler (Projektleitung)
Projektteam: Thomas Wagner (Senior Scientist), Matevz Vremec (PostDoc), Magdalena Seelig (Doktorandin), Martin Masten (Doktorand), Jakob Halder (Projektassistent)
Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Hydrologie alpiner Regionen bewirken einen steigenden Druck auf alpine Süßwasserressourcen und Biodiversitäts-Hotspots. Quellwässer stellen wichtige Ressourcen für die Wasserversorgung und alpine Ökosysteme dar. In ECOSPRING wird der Klimawandeleinfluss auf alpine Quellabflüsse an über 90 Quellen des Hydrographischen Dienstes Österreichs erforscht, die über den gesamten österreichischen Alpenraum verteilt sind. Parallel wird ein umfassender Datensatz der mikrobiellen Artenvielfalt alpiner Quellwässer Österreichs erstellt. Es werden mikrobielle Gemeinschaftsmuster der Quellen erfasst und ihre Anwendbarkeit als Umwelttracer hinsichtlich schwankender Wasserqualität und unterschiedlicher Einzugsgebietseigenschaften untersucht. Basierend auf hydrogeologische und ökologische Indikatoren bzw. Indizes soll eine integrative öko-hydrogeologischen Klassifizierung erarbeitet werden.
Ausgewählte Publikationen
Seelig, M., Seelig, S., Vremec, M., Hausleber, M., Obwegs, M., Wagner, T., Brielmann, H., Stromberger, B., Eybl, J., Winkler, G. (2024): Zeitreihen- und Trendanalyse der Quellmessstellen des Hydrographischen Dienstes Österreichs. Bericht - Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft, Wien, S. 124. https://info.bml.gv.at/service/publikationen/wasser/trendanalyse-quellmessstellen.html
Gerfried Winkler (Projektleitung)
Projektteam: Simon Seelig (PostDoc), Thomas Wagner (Senior Scientist), Matevz Vremec (PostDoc), Jakob Halder (Projektassistent)
Blockgletscher sind periglaziale Landschaftsformen und stellen wichtige Grundwasserspeicher in (hoch-)alpinen Regionen dar. Ihr Abfluss liefert auf Grund ihrer Speicherwirkung zeitlich verzögerte Wassermengen für darunterliegende Gebirgsbäche. In fünf alpinen Regionen werden für 14 hydrologische Einzugsgebiete mit einer Flächenausdehnung zwischen < 1 km² und bis zu 200 km² der Einfluss von Blockgletschern auf das Abflussverhalten darunterliegender Flusssysteme quantitativ erfasst. Für alle Testgebiete werden Klimaszenarien herangezogen, um zu erforschen, in wie weit sich die Entwässerungsdynamik von Blockgletschern und der daran gebundenen talauswärts befindlichen Flusssystemen ändern wird.
Ausgewählte Publikationen
Seelig, S., Wagner, T., Krainer, K., Avian, M., Olefs, M., Haslinger, K., and Winkler, G. (2023): The role of thermokarst evolution in debris flow initiation (Hüttekar Rock Glacier, Austrian Alps), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 23, 2547–2568, https://doi.org/10.5194/nhess-23-2547-2023.
Erharter, G., T. Wagner, G. Winkler, T. Marcher (2022): Machine learning – An approach for consistent rock glacier mapping and inventorying – Example of Austria. Applied Computing and Geosciences 16, 100093. https://doi.org/10.1016/j.acags.2022.100093
Wagner, T., Kainz, S., Helfricht, K., Fischer, A., Avian, M., Krainer, K., Winkler, G. (2021). Assessment of liquid and solid water storage in rock glaciers versusglacier ice in the Austrian Alps. Science of the Total Environment, 800, 1-14, DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.149593
Wagner, T., Kainz, S., Krainer, K., & Winkler, G. (2021). Storage-discharge characteristics of an active rock glacier catchment in the Innere Ölgrube, Austrian Alps. Hydrological Processes, 35(5), doi.org/10.1002/hyp.14210
Wagner, T., Brodazc, A., Krainer, K., Winkler, G. (2020): Active rock glaciers as shallow groundwater reservoirs, Austrian Alps. Grundwasser. 25/3, 215-230. https://doi.org/10.1007/s00767-020-00455-x
Wagner, T., Kainz, S., Wedenig, M., Pleschberger, R., Krainer, K., Kellerer-Pirklbauer, A., Ribis, M., Hergarten, S, Winkler, g.(2019). Wasserwirtschaftiche Aspekte von Blockgletschern in Kristallingebieten der Ostalpen – Speicherverhalten, Abflussdynamik und Hydrochemie mit Schwerpunkt Schwermetallbelastungen (RGHeavyMetal) – Endbericht. Final report, Wien, S. 158 https://info.bml.gv.at/themen/wasser/gewaesserbewirtschaftung/forschungsprojekte/RG-HeavyMetal.html
FORSITE II "Erarbeitung der ökologischen Grundlagen für eine dynamische Waldtypisierung in der Steiermark, in Oberösterreich, Niederösterreich und im Burgenland"
FORSITE I + II - AP 2 Geologie und Substratklassifikation
Gerfried Winkler (Projektleitung)
Projektteam: Jennifer Brandstätter (PostDoc), Thomas Wagner (Senior Scientist), Esther Scheiblhofer (Doktorandin), Marlene Löberbauer (Doktorandin), Michael Gostencnik (Projektassistent), Marco Führer (Projektassistent), Adrian Reitenbach (Projektassistent), Elias Müller (Projektassistent), Johannes Rechberger (Projektassistent, MSc Student)
Der Klimawandel stellt die größte Herausforderung für die nachhaltige Forstwirtschaft in Mitteleuropa und somit auch für uns in Österreich dar. Bei bis zu 4° höheren Jahresmitteltemperaturen wird sich der Wald drastisch verändern. Daher wurde in der Steiermark mit einem umfassenden Forschungsprojekt (FORSITE I) begonnen und in weiterer Folge auf die Bundesländer Oberösterreich, Niederösterreich und Burgenland ausgedehnt, ein praxistaugliches Instrument zu entwickeln, welches für jeden Waldstandort konkrete Empfehlungen für eine standortangepasste Baumartenwahl unter dem Aspekt des Klimawandels bietet. Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich in diesem Zusammenhang mit Erfassung der Grundlagen zu Wasser- und Nähstoffhaushalt des Ausgangsgestein und dem darüber liegenden Substrat als Bindeglied zum Waldboden.
Ausgewählte Publikationen
Amt der Steiermärkischen Landesregierung (2023): Dynamische Waldtypisierung – Methodische Grundlagen und Beschreibung der Waldstandortseinheiten, Band 1, Amt der Steiermärkischen Landesregierung, ABT10 Land- und Forstwirtschaft, Landesforstdirektion Graz, S. 384.
Amt der Steiermärkischen Landesregierung (2023): Dynamische Waldtypisierung Steiermark - Anpassungsoptionen an den Klimawandel und Beschreibung der Waldgruppen, Band 2, Amt der Steiermärkischen Landesregierung, ABT10 Land- und Forstwirtschaft, Landesforstdirektion Graz, S. 448.
https://www.agrar.steiermark.at/cms/ziel/151504582/DE/