Hydrogeologie im Gipskarst als Basis geotechnischer Langzeitprognosen im Bergbau

Zusammenfassung

Die Hydrogeologie des „Haselgebirges“ ist im Zusammenhang mit Gipsbergwerken von praktischer Bedeutung. Kenntnis über den Grundwasserumsatz, Herkunft und Verweilzeit der Wässer und deren Hydrochemie bilden Grundlagen für die Beurteilung der Standsicherheit der oft oberflächennahen Grubengebäude. Neben kurzfristig über Karsthohlräume zu- und abfließenden Wässern eines lokalen Fließsystems bilden regional zirkulierende Wässer einen Teil des Gesamtabflusses. Während die lokalen Niederschlagswässer wegen ihres hohen Lösungspotenzials intensiv zur Verkarstung über dem Grubengebäude beitragen, weisen Wässer des regionalen Fließsystems bei ihrem Eintritt in das Grubengebäude Sättigung der im Gebirge vorhandenen Mineralphasen (Gips und Anhydrit) auf und sind für die Verkarstung wenig relevant.

Am Beispiel eines aufgelassenen Gipsbergbaues am Kalkalpennordrand wurde eine mengenmäßige Separation von niederschlagsabhängigem Abfluss des lokalen Fließsystems und Basisabfluss eines regionalen Fließsystems vorgenommen und dabei eine Verteilung von etwa 1:3 ermittelt. Während im lokalen Fließsystem ein Umsatz innerhalb weniger Tage stattfindet, ergeben Schüttungsganglinien und Isotopenzeitreihen, dass ein wesentlicher Anteil der Wässer eine bedeutend längere Verweilzeit aufweisen muss. Die Verteilung zwischen lokalem und regionalem Fließsystem wurde mithilfe hydrochemischer Modellierungen verifiziert.

Abstract

The hydrogeology of the “Haselgebirge” is of great significance in the context of gypsum mining. Knowledge of water balance, recharge areas and mean residence times, as well as hydrochemistry is crucial to assessing the long term stability of mines. Aside from a karstified local aquifer, a regional flow system can also contribute appreciable proportions to the total discharge. Groundwater from the local flow system with low mineralization is subsaturated, thus holding a high potential for karstification. Water from the regional system infiltrates the mine in a status of saturation with regard to gypsum and anhydrite. Hence, these waters have only negligible influences on karstification.

The presented example of a gypsum mine in Austria describes the quantitative proportions of local and regional flow which is in the range of 1:3. The results were verified by means of hydrochemical modeling.