Grundwasserleiter


Ein Grundwasserleiter, auch Grundwasserhorizont oder Grundwasserträger, ist ein Gesteinskörper mit Hohlräumen, der zur Leitung von Grundwasser geeignet ist.
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Ein Grundwasserleiter ist eine Gesteinsschicht die wasserdurchlässige Hohlräume besitzt, die alle miteinander verbunden sind, wodurch das Wasser mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch das Gestein fließen kann. Dies hängt natürlich eng mit der Verkarstung zusammen, da bei diesem Prozess zusammenhängende Hohlräume entstehen, nicht nur Höhlen, sondern auch kleinere Klüfte und Risse. Alle Karstgebiete sind also Grundwasserleiter, aber es gibt auch andere Gesteine, die Grundwasserleiter sind, wie poröse Sandsteine oder unverfestigte Sedimente. Wenn sie auf Englisch umschalten landen sie jedoch auf der Seite Aquifer, und obwohl dies in gewisser Weise das gleiche Ding bezeichnet unterscheidet sich die Definition eines Aquifers jedoch in einem wesentlichen Punkt. Ein Aquifer ist ein unterirdischer Wasserkörper, und damit nur der Teil des Grundwasserleiters der tatsächlich von Wasser erfüllt ist, also der phreatische Teil. In jüngster Zeit wird der Begriff Aquifer auch in der deutschen Literatur verwendet, jedoch meist als Synonym für Grundwasserleiter, deshalb muss die genaue Bedeutung meist aus dem Kontext erschlossen werden. Wir verwenden den Begriff Aquifer auf showcaves.com gemäß der originalen Definition, also als Synonym für die Vadose Zone.

Hohlräume im Karst sind in der Regel miteinander verbunden, was bedeutet, dass sich die Wasseroberfläche im gesamten Aquifer auf derselben Höhe befindet. Das ist eine direkte Folge des Gesetzes der kommunizierenden Röhren. Zumindest wäre das so, wenn da nicht noch eine andere Tatsache wäre: Der Wasserkörper ist im Allgemeinen nicht statisch, es gibt einen Zufluss und einen Abfluss. Das Wasser von Niederschlägen verschwindet in Dolinen, Schlucklöchern und Klüften im Gestein in den Grundwasserleiter. Auch Bäche, die auf unlöslichem Gestein fließen, verschwinden an der Grenze des Grundwasserleiters in Bachschwinden, fließen unterirdisch durch den Karst. Abfluss ist ein anderes Wort für Quelle, in diesem Fall eine Karstquelle, bei der das Wasser aus dem Grundwasserleiter fließt. Der Grundwasserspiegel hat also ein Gefälle vom Zufluss zum Abfluss, wobei die Quelle selbst natürlich Teil des Grundwasserspiegels ist. Mit anderen Worten, der Wasserspiegel der Quelle setzt sich als Grundwasserspiegel in das Gestein hinein fort. Je nach geografischer Lage kann der Grundwasserspiegel unterschiedliche Formen annehmen. Wenn alle Flüsse auf der einen Seite zufließen und die Quellen auf der anderen Seite liegen, bildet der Grundwasserspiegel eine leicht schräge Ebene. Wenn der Zufluss durch Regen in einem bestimmten Gebiet erfolgt und es auf allen Seiten Quellen gibt, bildet der Grundwasserspiegel einen Hügel mit dem Gipfel an dem Punkt, der am weitesten von einer Quelle entfernt ist.

Das Gefälle des Grundwasserspiegels beeinflusst die Energie der Bewegung und damit die Geschwindigkeit. Bei starken Regenfällen steigt der Grundwasserspiegel dort an, wo der Regen fällt, und das Wasser fließt dadurch viel schneller zur Quelle. Im Höhlensystem ist in der Regel genug Platz, das Wasser fließt als Flut durch den Höhlengang, erreicht die Quelle, deren Schüttung schnell ganz erheblich ansteigt. Dies ist ein typisches Verhalten eines Karstgrundwasserleiters und unterscheidet sich von anderen Grundwasserleitern, die eine begrenzte Porengröße haben, sodass der Durchfluss begrenzt ist und die Schüttung nur bis zu einem gewissen Punkt ansteigt.

Anhand des Grundwassers lassen sich Höhlen in drei Gruppen einteilen, also klassifizieren. Oberhalb des Grundwasserspiegels haben die Höhlen kein Wasser, sie werden als fossil, selten auch trocken bezeichnet, der wissenschaftliche Begriff ist vadose Höhle. Natürlich sind sie nicht trocken, es gibt Tropfwasser und hohe Luftfeuchtigkeit, sie können sogar stehende Seen haben, aber sie haben keinen Höhlenfluss. Unterhalb des Grundwasserspiegels sind die Höhlen vollständig mit Wasser gefüllt und werden als Unterwasserhöhle bezeichnet, der wissenschaftliche Begriff ist phreatische Höhle. Dann gibt es noch den Bereich um den Grundwasserspiegel herum. Höhlen in diesem Bereich sind in der Regel mit Luft gefüllt, haben aber einen Fluss, der durch die Höhle fließt. Diese Höhlen werden Flusshöhlen genannt, der wissenschaftliche Begriff ist epiphreatische Höhle. Da der Grundwasserspiegel in regelmäßigen Abständen steigt und sinkt, können diese Flusshöhlen in der Trockenzeit trocken sein und in der Regenzeit reaktiviert oder sogar geflutet werden.

Man kann diese unterschiedlichen Höhlentypen jedoch auch als chronologische Abfolge betrachten. Die Höhlenbildung verläuft in vier Phasen: Lösung des Kalksteins unter Wasser, Erosion durch einen Höhlenfluss, Verschwinden des Höhlenflusses und Bildung von Speläothemen und schließlich Erreichen der Oberfläche, Einsturz der Decke und Verschwinden der Höhle. Die letzten beiden Phasen sind vadose Höhlen. Diese hier beschriebene Höhlenentwicklung ist ein einfaches Modell, das in vielen Höhlengebieten beobachtet werden kann. Die offensichtliche Ursache dieser Entwicklung ist die Tatsache, dass sich der Vorfluter, das Tal mit der Quelle immer tiefer einschneidet. Dadurch wird die Unterwasserhöhle zur Flußhöhle und schließlich zur fossilen Höhle. Die Entwicklung verlagert sich Stockwerk um Stockwerk nach unten es entstehen Höhlensysteme mit fünf, sechs, oder sieben Stockwerken.