Dem unterirdischen Wasser auf der Spur

Mit Färbeversuchen studieren wir seit einigen Jahren die unter­irdischen Wasser­wege im Gebirgs­stock der Chäseren und des Hoch-Ybrig. Das Projekt entstand in enger Zusammen­arbeit mit lokalen Höhlen­forschern und Alp­bewirt­schaftern und wird von Studierenden im Rahmen ihrer Master­arbeiten durch­geführt. Es liefert wichtige Daten, um Strategien für die Wasser­versorgung im Alpgebiet zu entwickeln.

unterirdischer Abfluss

Zwischen Drusberg, Forstberg und Biet erstrecken sich Alpweiden, die zum grossen Teil unterirdisch entwässert werden. In einem trockenen Sommer wie 2018 wird dadurch das Wasser für die Viehhaltung knapp, denn viele Quellen auf den Alpweiden versiegen. Im Untergrund hingegen fliessen das ganze Jahr über Bäche.

Solche Karstgebiete sind im Jura und in den Voralpen weit verbreitet. Charakteristisch ist ihr Stockwerkbau: Unterirdische Bächen fliessen durch Höhlen im Kalkstein, während oberflächliche Bäche auf undurchlässigen Gesteinsschichten abfliessen. Ober- und unterirdische Abflüsse können sich kreuzen oder sogar in unterschiedliche Richtungen erfolgen.

Komplexe Wege im Untergrund

Die Verbindungen zwischen den Orten, an denen das Wasser im Untergrund verschwindet und jenen, wo es als Quelle wieder zutage tritt, sind erstaunlich komplex. Ausserdem können sie sich mit der Abflussmenge verändern. 

Um die Wege des Wassers zu verfolgen, verwenden wir unschädliche Farb-Tracer, die wir auch bei sehr grosser Verdünnung noch nachweisen können. Mit sogenannten Fluorometern in den Quellen registrieren wir die Verbindungen, die Laufzeit bei unterschiedlichen Wasserständen und die Verdünnung der Farbstoffe. Zusätzlich messen wir seit 10 Jahren mit sehr hoher Auflösung den Abfluss und die Temperatur im unterirdischen Hauptabfluss. Mehrere Regenmesser liefern zudem Informationen zu den stark variablen Niederschlagsmengen im Untersuchungsgebiet.

Bedeutende Speicherkapazität

Aufgrund dieser Daten konnten wir ein zweieinhalb Quadratkilometer grosses Einzugsgebiet abgrenzen, in dem das Wasser durch einen genau vermessenen Höhlenbach abfliesst. Aus der Differenz zwischen der Niederschlagsmenge und dem Abfluss durch den Höhlenbach berechnen wir die Kapazität des Wasserspeichers unter den Alpweiden. Maximal beträgt sie rund 200'000 Kubikmeter. Dieses in Sümpfen, porösen Gesteinen und Klüften gespeicherte Wasser wird in Trockenperioden und im Winter kontinuierlich abgegeben. Diese Kenntnisse sind wichtig, denn zukünftig müssen wir mit häufigen längeren Trockenperioden rechnen. Nur so können Strategien für die Wasserversorgung im Alpgebiet entwickelt werden.

Masterarbeiten: 
Bucher Suanzes, Domenika (2015): Karsthydrologie im Ybrig (SZ) - Untersuchung der Bachschwinden und Quellen zwischen Waag- und Sihltal 

Luder, Marius (2020, laufend): Zunehmende Wasserknappheit in den Voralpen: Eine karsthydrologische Untersuchung im Gebiet Ybrig