Analysing the hydrogeology of an active rock glacier (Innere Ölgrube, Austria) using interpretative numerical groundwater models

• Main Author: Seelig, Magdalena
• Format: Master Thesis
• Language: English
• Published: 2022
• Subjects: Blockgletscher; Hydrogeologie; permafrost
• Online Access: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubg:1-175524

Ziel dieser Arbeit ist die Charakterisierung des hydrogeologischen Systems eines aktiven Blockgletschers (Innere Ölgrube, Ötztal, Österreich). Mit Reihe von interpretativen numerischen Grundwassermodellen werden die hydrogeologischen Hauptprozesse innerhalb des Blockgletschers herausgearbeitet und bestehende Hypothesen getestet. Die Auswirkungen der Modellstruktur und einzelner Modellparameter auf die Quellschüttung wird durch eine schrittweise Erhöhung der Modellkomplexität untersucht. Die alpine Umgebung des Blockgletschers ist charakterisiert durch steil abfallende Aquifere, hohe Kontraste in deren hydraulischen Durchlässigkeiten und starken Schwankungen des hydraulischen Potentials. Um diese Gegebenheiten im Modell abzubilden, werden verschiedene robuste numerische Verfahren angewendet. Die Newton-Raphson Formulierung der Grundwasserströmungsgleichung in Kombination mit den numerischen Methoden Under-Relaxation, Newton-Dampening und Backtracking hat sich als robuste Lösung für das komplexe alpine Umfeld erwiesen. Um die anhaltende Quellschüttung während der Winterperioden zu reproduzieren, ist in großen Teilen des Blockgletschers eine hohe Speicherkapazität und niedrige hydraulische Leitfähigkeit erforderlich. Das rasche Ansteigen in der Quellschüttung nach einer Grundwasserneubildung deutet auf ein duales Fließsystem hin, das einen zusätzlichen hochdurchlässigen Bereich umfasst. Durch die Präsenz von Permafrost werden höhere Spitzenwerte in der Quellschüttung erzielt. Mit dem Abschmelzen von Permafrost steigt die Speicherkapazität des Blockgletschers, was in höheren Quellschüttungen während Trockenperioden resultiert. Der Vergleich mit einem bestehenden physikalischen Mischungsmodell deutet darauf hin, dass ein größeres Wasservolumen den Blockgletscher schnell durchfließt. Diese Ergebnisse stimmen mit früheren Studien zur Hydrologie aktiver Blockgletscher im Allgemeinen und der Inneren Ölgrube im Besonderen überein. Aim is to characterize the hydrogeological system of an active rock glacier in an alpine ...