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EU Cost Projekt
Empfindlichkeits- und Risikoeinschätzung zum Schutz von Karstgrundwasserleitern
Im Rahmen der von der Europäischen Kommission durch das COST Programm geförderten "COST Action 620" wurde ein europaweit anwendbarer Ansatz zur Empfindlichkeits- und Risikoeinschätzung zum Schutz von Karstgrundwasserleitern entwickelt.
Die Bedeutung von Karstgrundwässern in Europa und in Österreich
Karstgrundwässer sind von großer Bedeutung für die Trinkwasserversorgung. Rund 35% der Oberfläche Europas setzen sich aus verkarstungsfähigen Gesteinen zusammen. In Österreich liegen die wesentlichen unterirdischen Wasservorkommen in den verkarsteten Regionen der Nördlichen und Südlichen Kalkalpen, die ca. 20% der Gesamtfläche Österreichs bedecken, sowie in den Tal- und Beckenlandschaften mit quartären Sedimenten, deren Fläche ca. 10% der Gesamtfläche Österreichs ausmacht. 99% des Trinkwassers werden in Österreich aus Grundwasser gewonnen, wobei jeweils die Hälfte aus Porengrundwasser bzw. aus Karst- und Kluftgrundwasserquellen stammt.
Projektdetails
Das COST Action 620 Projekt begann 1996 und hatte eine Laufzeit von fünf Jahren. Die Arbeitsgruppe, die sich aus Expertinnen und Experten verschiedener Disziplinen zusammensetzte, entwickelte transparente und nachvollziehbare Leitlinien zur
- Bewertung der Verschmutzungsempfindlichkeit (Vulnerabilität),
- Gefährdungsabschätzung (Hazards),
- Risikoabschätzung
- und zur Datenvalidierung.
Alle diese Aspekte wurden in Risikokarten zusammengeführt.
Europäischer Ansatz und Methodenentwicklung
Der im Rahmen des Projekts entwickelte europäische Ansatz stützt sich auf ein Herkunft (Ursprung) – Wirkungspfad – Ziel Modell, das sowohl auf die Grundwasserressource allgemein als auch auf den Schutz der Entnahmestellen (Brunnen, Quellen) anwendbar ist.
1. Verschmutzungsempfindlichkeit (Vulnerabilität)
a) Intrinsische Vulnerabilität
Hervorzuheben ist, dass der Ansatz nur die hydrogeologischen Eigenschaften des Systems betrachtet, aber nicht jene von spezifischen Schadstoffen. Eine Hauptaufgabe bestand auch darin, einen generellen Ansatz zu finden, der nicht nur für Karstgebiete anwendbar sein sollte. Vier Faktoren fließen in den Ansatz ein: Niederschlagsregime, überlagernde Schichten (Boden, Deckschichten etc.), Konzentration der Infiltration und Entwicklung des Karstnetzwerkes.
Methodenentwicklung im Umweltbundesamt
Die Beteiligung des Umweltbundesamt an der Arbeitsgruppe hatte ihren Schwerpunkt in der Methodenentwicklung zur Ermittlung der intrinsischen Vulnerabilität unter Berücksichtigung des Zeit-Faktors.
- TIME: Verweilzeit des Wassers von der Oberfläche bis zum Grundwasser (60%)
Zur Berechnung des Faktors werden als Basisdaten die Mächtigkeit und die hydraulische Leitfähigkeit der einzelnen geologischen Schichten und des Bodens herangezogen. Im Falle von Störungszonen und Schichtungen müssen allerdings Korrekturfaktoren berücksichtigt werden.
- INPUT: Grundwasserneubildung (40 %).
Die Grundwasserneubildungsrate wird aus Niederschlag, Evapotranspiration, Direktabfluss, Infiltration und Abflussrate errechnet. Sie dient als korrigierender Faktor für den Schadstofftransport.
b) Spezifische Vulnerabilität
Der Ansatz für die spezifische Vulnerabilitätskartierung kombiniert die Information über die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Schadstoffe mit den physikalischen und chemischen Eigenschaften der geologischen Schichten. Die Kombination dieser wird angewendet, um die Effektivität von Prozessen zu bestimmen, die beim Transport der Schadstoffe eine Rolle spielen. Eine Literaturzusammenstellung gibt eine Übersicht über die häufigsten Schadstoffe.
2. Gefährdungsabschätzung (Hazard maps)
Die Gefährdungsabschätzung basiert auf einem siebenstufigen Arbeitsplan, der mit der Definition und dem Register von Belastungen beginnt und in der Erstellung von Gefährdungskarten seinen Abschluss findet.
3. Risikoabschätzung
Der Schutz der Grundwasserressourcen erfordert ein nachhaltiges Grundwassermanagement, dessen Grundlage eine umfassende Risikoanalyse bilden soll. Eine Risikoabschätzung soll folgende Faktoren in Betracht ziehen:
- die Wahrscheinlichkeit einer Belastung (impact),
- die Intensität der potenziellen Belastung und deren Auswirkung auf das Grundwasser,
- die Empfindlichkeit des Grundwassers in Bezug auf die Belastung.
4. Datenvalidierung
Die Qualität der Daten ist eine kritische Größe für die Erstellung der Gefährdungs- und Empfindlichkeitskarten. Datenverifizierung und
-validierung sind deshalb essentiell, um einer Überprüfung standzuhalten und als nützliche Grundlage für Planung und Entscheidung eingesetzt werden zu können.
Anwendung der entwickelten Methoden
Die im Rahmen des Projektes entwickelten Methoden wurden in 12 Testgebieten in acht Ländern angewendet. In Österreich wurde am Zöbelboden (OÖ) die TIME-INPUT Methode und die Gefährdungsabschätzung getestet, während am Nassfeld (K) weitere Methoden wie z.B. die VURAAS Methode (Vulnerability and Risk analyses for Alpine Aquifer Systems) verglichen wurden und ebenfalls eine Gefährdungsabschätzung durchgeführt wurde.
