I N H A L T .

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EINLEITUNG
1
 1.Begrenzung und allgemeine Charakteristik des Untersuchungsgebietes
1
 2.Geologisch-morphologische Uebersicht
1
 3.Bemerkungen zu den technischen Vorarbeiten
5
 4.Die meteorologischen Unterlagen
8
 
A.KARSTHYDROLOGISCHE VERHÄLTNISSE UND IHRE BEZIEHUNGEN
ZUM WASSERHAUSHALT
 

10
I. Das Steina-Ichte-Gebiet
12
  1.  Das Flußsystem
12
  2.  Die Flußversinkungen im Steinalauf
17
  3.  Das Trogstein-Springwiesen-Problem
26
     a. Die Springwiesen-Quellen
30
     b. Die Trogstein-Schwinden und der Fitzmühlen-Spring
36
     c. Die Nixsee-Schwinde
45
     d. Das Weingartenloch
46
  4. Die Tettenborner Quellen
46
  5. Brunnen-Beobachtungen
        Tettenborn 52, Mackenrode 55
52
II. Das Uffe-Gebiet
57
  1. Das Flußsystem
57
  2. Hydrologische Untersuchungen
59
      a. Die Abflußverhältnisse im Uffe-Sachsengraben-Teil
59
      b. Die Pfaffenholz-Schwinde
64
      c. der Mühlbach-Abschnitt
66
  3. Brunnen-Beobachtungen
        Neuhof 70, Branderode 75, Obersachswerfen 75,
        Klettenberg 77, Holbach 80
69
III. Das Wieda-Gebiet
81
  1. Das Flußsystem
81
  2. Die Abflußverhältnisse
83
  3. Karsthydrologische Erscheinungen
101
      a. Höllstein-Teiche und Hubertuskeller
101
      b. Die Röseberg-Senke
103
      c. Der Lochbach-Spring
103
      d. Der Igelsumpf
104
      e. Kohnstein-Schwinde und Hageborn
105
      f. Die Kalte Wieda
106
  4. Brunnen-Beobachtungen
111
        Gudersleben 111, Mauderode 112
IV. Das Zorge-Gebiet
114
  1. Das Flußsystem
114
  2. Der Abflußvorgang
115
      a. Bestätigung der Formel: 
115
      b. Versickerungen im Zorgebett
117
      c. Hochwasser-Verhältnisse
119
  3. Karsthydrologische Erscheinungen
122
      a. Das Itel-Pontelteich-System
122
      b. Die Kammerforst-Schwindzone
126
      c. Das Höhlen- und Erdfallgebiet um die "Kelle"
126
      d. Die Himmelberg-Höhlen
128
      e. Tanzteich und Mühlberg-Quelle
128
      f. Der Karpfenteich bei Niedersachswerfen
129
  4. Brunnen-Beobachtungen
       Ellrich 130, Cleysingen 131, Woffleben 131,
       Niedersachswerfen 133
130
 
B.DER SALZASPRING
141
 I.Lage, Name, Einzugsgebiet, Ergiebigkeit
141
II.Der Zusammenhang des Salzasprings mit den Schwindwassern des
    Südharz-Versickerungsgebietes
146
1. Ergebnisse aus den Mengen-Messungen
146
    a. Der Salzaspring fördert Sickermengen eines eigenen (geologischen) Einzugsgebietes
       zutage
151
    b. Der Salzaspring ist der Wiederaustritt versunkener Flußwassermengen156
    c. Der Salzaspring ist der gemeinsame Quellaustritt von Sickerwasser und versunkenem
       Flußwasser
162
2. Temperatur-Beobachtungen
166
3. Folgerungen aus der chemischen Zusammensetzung des Salzaspring-Wassers
172
   Härte 172, Kohlensäure 177, Sauerstoffgehalt 178,
   Organische Substanzen 178, Chlor 179, Stickstoff-
   Verbindungen 180, Gelöste Stoffe 180, ph-Wert 180
Untersuchungsergebnisse
181
 
C.DIE EINWIRKUNG DER KARSTHYDROLOGISCHEN VERHÄLTNISSE
AUF DIE BUNTSANDSTEIN-LANDSCHAFT
185
 I. Die Brunnen, Quellen und Trichterseen von Liebenrode
185
    1. Das Beobachtungsmaterial
185
    2. Hydrologische Zusammenhänge mit den Schwindwassern des Harzrandes
189
II. Das Helme-Gebiet
197
    1. Quellen
197
    2. Trichterseen
197
    3. Brunnen-Beobachtungen
        Steinsee 202, Günzerode 202, Hörningen 203,
        Herreden 203, Kleinwechsungen und Hesserode 205
202
    4. Fließende Gewässer
205
ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNGS-ERGEBNISSE
208
Benutzte Schriften
215
- - - - - - - -
A n h a n g .
Anlage 1.Hydrographische Uebersichtskarte des Südharz-Vorlandes
Anlage 2.Abflußmengen des Salzasprings. Wasserstände der Zorge und Niederschlagshöhen
im Harzvorland vom 1. Oktober 1932 bis 31. Oktober 1933.


ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNGS-ERGEBNISSE.

In der vorliegenden Arbeit ist eine starke Abhängigkeit der hydrologischen Verhältnisse von dem tektonischen Zustand des Südharz-Vorland erkannt. Dieser tektonische Zustand ist gekennzeichnet durch vielgestaltige Dislokation der Schichtverbände und durch die Schaffung von Wasser-Leitbahnen im kompakten, sonst zum Teil undurchlässigen Gestein. Wichtig sind ferner großräumige Vorgänge gewesen, die am Südharz durch Emporhebung des Gebirges und durch Einbruch der "Goldenen Aue" Niveau-Unterschiede schufen, durch welche die Gestaltung der Landschaft und der Hydrographie in jüngerer Zeit bedingt worden ist. Von GRUPE (1909, S.198) ist der Beginn dieser Heraushebung des Harzes und damit des Baues des weiteren Harz-Vorlandes noch in präoligocäne Zeit gesetzt worden. Die neuen Untersuchungen von WEISSERMEL-GRUPE-DAHLGRÜN-SCHRIEL (1932) lassen das Aufsteigen des Harzes im Diluvium als wahrscheinlich gelten. Auch hier erhält die "Goldene Aue" eine besondere Stellung zugewiesen, indem ihre Tiefenlage maßgeblich wurde für die mächtigen Schotterablagerungen am Südharz.

Die tiefe Erosionsbasis der "Goldenen Aue" erlaubte eine hohe Transportkraft der Flüsse. Bevor die Flüsse die eigenen Schotter aufschütteten, um darin später zu versiegen, mußte zu einer Akkumulation Gelegenheit geboten sein. Bestand diese nun in einem Wasserschwund, der den bereits wirksam gewordenen Auslaugungsvorgang in der Tiefe andeutet? Oder füllte sich die "Goldene Aue" so schnell, daß dadurch die Aufschüttung sich immer mehr zum Harzrande zurückverlegte? Waren die im östlichen (unteren) Teil der "Goldenen Aue" einsetzenden Hebungen von so weit reichendem Einfluß auf die Gesamtverhältnisse zwischen Harz und Kyffhäuser?

Wenn man die heute vorhandenen Höhendifferenzen betrachtet, so ist zwischen dem Austritt der Flüsse aus dem Gebirge mit durchweg rund 280 m NN und dem Mündungspunkt in die Goldene Aue (Zorge unterhalb Nordhausen) von 180 m NN ein Unterschied von 100 m auf etwa 1022 km Entfernung gegeben. Dieses Gefälle ist noch jetzt ausreichend für einen Schottertransport; Auffüllung der Goldenen Aue oder Hebung brauchen nicht als wirksamste Akkumulationeursache angenommen zu werden. Dagegen lassen sich die starken Schotterablagerungen vor den beiden Gipsstufen erklären durch die Wall-Wirkung dieser Steilstufen (BEYRICH 1870a, S.17. SCHRIEL, Erläut. zu Bl. Ellrich 1932). Es bedarf zu dieser Zeit noch gar nicht der Annahme großartiger Auslaugungsprozesse, in deren Verfolg den Flüssen die Transportkraft des Wassers geraubt wurde. Sie wird aber hand in hand gegangen sein mit dem Aufprallen und zeitweiligen Stau vor den Steilstufen. Letztere sind dadurch angegriffen, zurückverlegt und schließlich auch durchbrochen worden: Durchbrüche von Nixei (Steina), Neuhof (Uffe), Walkenried (Wieda) und Cleysingen (Zorge). Der Abgang von Wasser in die Tiefe ist nicht stärker gewesen als heute. Die niederschlagsreichere Diluvialzeit brachte zwar viel mehr Wasser, doch wird auch damals schon Hochwasserführung geringere Versiegung gezeitigt haben. Dazu kommt ferner, daß die Ausweitung der Klüfte im Gips zu Beginn des Versiegungsvorgangs weniger weit fortgeschritten war, als dies heute der Fall sein dürfte. Es ist durchaus unnötig, daß mit den großen Schmelzwassermengen des Diluviums auch eine "Blütezeit der Höhlenbildung" (STOLBERG 1926, S.8) verbunden gewesen sein muß. Auch BIESE (1931, S.58) spricht sich gegen das Vorhandensein der Südharzer Gipshöhlen in Diluvium aus; es sind ihm von keinem Punkt Einlagerungen diluvialen Alters bekannt. Die Höhlenbildung ist heute noch im Fortschreiten und wird in den unbekannten Strecken in den Kluftsystemen im Liegenden der Talschotter sicher mehr begünstigt durch die nur zeitweilig und oft träge einziehenden Wassermassen der Flüsse, als durch ständig nachdrängende Hochfluten, die auch nur eine Auffüllung der Klufträume herbeiführen können und dem übrigen Wasser wirkungslosen Vorbeizug gewähren müssen. Diese Ueberlegungen und das früher (Seite 201) durchgeführte Rechnungsbeispiel lassen den Auslaugungs- und Versickerungsvorgang im Südharz-Vorland als eine junge Erscheinung bestimmen, die nicht abklingende, sondern zunehmende Tendenz zeigt.43)

Eine zum Schluß noch vorgenommene Einordnung der hydrologischen Erscheinungen im Süharz-Vorland in die karsttheoretischen Probleme soll sich auf die notwendigsten Beziehungen beschränken; sie muß es sich verzagen, auf die mannigfachen Einwirkungen auf die Morphologie einzugehen. Die hier vorgebrachten Untersuchungen haben in erster Linie ein Tatsachenmaterial gesammelt; breitere theoretische Erörterungen wurden den Umfang dieser Arbeit über Gebühr anwachsen lassen.

1. Die Frage nach einem einheitlichen Grundwasser-Niveau in dem etwa 100 km² großen Untersuchungsgebiet ist zu verneinen. Der fortgesetzte Wechsel kleinflächiger Schollen, der Einfluß zahlreicher Störungs- und Verwerfungszüge verhindern das Zustandekommen einer gemeinsamen Grundwasserfläche. Selbst auf kleinem Raum wurden schon beträchtliche Niveaudifferenzen gleichzeitiger Wasserstände festgestellt.

2. Ist ein Grundwasser-Horizont in den verkarstungsfähigen Gesteinen Gips und Dolomit vorhanden? Aus den Beobachtungen in den einzelnen Massiven ergibt sich:

a) Nur in dem größten geschlossenen Dolomitblock von Tettenborn wurde ein Grundwasserspiegel ermittelt, der in wesentlichen die Formen der Oberfläche abbildete und mit den Schichtfallen abfiel; am Rande dieses Massivs wurde wieder Spaltenwasser angetroffen.

b) Alle Beobachtungen im übrigen Gips- und Dolomitgebiet verneinen einen Zusammenhang der unterirdischen Gewässer im Raum eines jeweiligen, isolierten Massivs.

Folgende Zusammenstellungen der Wasser-Austrittshöhen am Rande der verkarsteten Stufenglieder bestätigen dies:

I. Trogstein-Warteberg:   Oberfläche: 2 km².
1. Tettenborner Quellen
286,6
bis
284,1
m NN
2. Trogstein-Zuflußhöhle
281,0
"
3. Fitzmühle-Spring
260,0
"
4. Quellen der Springwiese
257,5
bis
256,8
"

Hier ist zu beachten, daß der Fitzmühle-Spring ständig Wasser führt, während die Wiesenspringe dicht dabei (mit tieferer Quellage!) nur periodisch fließen.

II. Sachsenstein-Röseberg:   Oberfläche: 5 km².
1. Sachsenstein-Spring
269,2
m NN
2. Höhlenbach im Hubertuskeller
261,2
"

III. Hinmelreich-Kammerforst:   Oberfläche: 10 km².
1. Unbekannter Bach der Tunnel-Höhle
248,0
m NN
2. Lochbach-Spring
238,1
"
3. Steinberg-Brunnen in Gudersleben
233,4
"

IV. Gipsinsel von Bischofferode-Kelle:   Oberfläche: 1 km².
1. Erdfallteich neben der "Kelle"
237,8
m NN
2. Quellen östlich der "Kelle"
230,0
"
3. Höhlenteich der "Kelle"
225,4
"

V. Himmelberg-Mühlberg:   Oberfläche: 3 km².
1. Bach der Himmelberg-Höhlen
229,4
m NN
2. Tanzteich
223,0
"
3. Mühlberg-Quelle
218,6
"
4. Brunnen Sydow-Niedersachswerfen
203,7
"

VI. Kohnstein:   Oberfläche: 2 km².
1. Hageborn
213,9
m NN
2. Kalte Wieda-Spring
208,3
"
3. Höhlenteich der Gängertals-Höhle
204,7
"
4. Salzaspring
196,0
"

In dem einzigen Austrittsgebiet des Salzasprings macht sich bereits eine unterschiedliche Tiefenlage der wasserhaltigen Kluftsysteme bemerkbar. Die Höhendifferenzen machen nach den Temperaturunterschieden etwa 14 m und 24 m aus.

Diese beträchtlichen "Störungen des Grundwasser-Spiegels" (A. GRUND) auf so engem Raum sind sicher nicht nur durch "Grundwasser-Scheiden" oder Wechsel von Klüftigkeit und Gesteinszusammensetzung bedingt (A. GRUND 1910, S.172). Für den südharzer Gipskarst  kann GRUND's Definition des "Karstwassers" nicht gelten, wenn er (1910, S.159) sagt: "Ich zähle auch die Kluftwasseradern ebenso wie die Höhlenflüsse zum Grundwasser" und dann (S.160) dazu fügt: "Alle Höhlenflüsse fließen also ebenso wie das Kluftwasser in einem idealen Niveau (Karstwasserspiegel)".

3. In den Flußtälern bewegen sich Grundwasserströme, deren Träger die Talschotter sind. Der Grundwasser-Horizont liegt durchweg tiefer als der Fluß; die verschiedene Tiefenlage scheint mit der Größe der Abflußmenge jedes einzelnen Flusses in Beziehung zu stehen.

Die Versiegungsvorgänge in den Fußtälern beruhen nur mittelbar auf Karsterscheinungen. Versiegung und Wiederaustritt erklären sich hier aus dem Grundwasser-Verhalten in den Schottern. Doch beruht die Absinkung des Grundwassers auf Karstbedingungen in den Formationen unter den Talschottern.

4. Das Eindringen des Wassers in den Untergrund der im Untersuchungsgebiet in Schottern und verkarstungsfähigem Gestein (Gips und Dolomit) die gleichen Eigenschaften aufweist vollzieht sich entsprechend diesen Untergrundsverhältnissen in zwei Formen.

a) Bedeutende Teile Wassers der aus dem Harz auf das Vorland  treffenden Flüsse versiegen in den Talschottern und an querenden  Klüften.

b) Die Niederschläge des Vorlandes dringen in die Deckschotter und in die spaltenreichen Gips- und Dolomitmassive ein.

Beide Arten versunkenen Wassers bilden in der Tiefe aber kein gemeinsames "Karstwasser" im Sinne GRUND's, vielmehr macht sich hier der "karsthydrographische Gegensatz" in dem unterirdischen Auseinanderfließen der Schwundwasser geltend (O. LEHMANN 1932, S.6): Teile des versunkenen Flußwassers gewinnen Grundwassereigenschaft und bleiben dem Talgebiet erhalten. Andere Teile finden in größerer Tiefe im Kluftwege Zugang zu entfernteren Springen und Quellen. Ebenso teilen sich auch die Niederschlagswasser, die teils im Grundwasser der Flüsse wieder erscheinen und andernteils die Speisung der starken Quellen mit bestreiten.

5. Sammlung und Bewegung der unterirdischen Wasser geschieht in einander unabhängigen Spaltenzügen, die am ehesten den Karstgerinnen nach KATZER gleichkommen.44)

Die Idealfall-Gestaltung von Karstwasser wenn man die in den Gipsmantel der Massive eingedrungenen Niederschlagswasser so bezeichnet und Karstgerinne ist im Südharz-Vorland durch die tektonischen Verhältnisse stark beeinträchtigt.

6. In den Wasser-Austritten wird durch die Zusammenfassung der aus dem Innern kommenden Wasser zu den Quellen der karsthydrographische Gegensatz in seiner anderen Bedeutung beobachtet.

Vorherrschend im Südharz-Vorland sind die ausdauernden Quellen, deren Wasserlieferung meist mit monatelanger Verspätung die Niederschlagsverhältnisse widerspiegelt und dann und wann besondere Steigerungen durch Flußwasseranteile erfährt. Diese Feststellungen gelten sowohl für den Quellbereich des "Salzasprings" und der "Kalten Wieda", die beide einen großen Teil des untersuchten Versickerungsgebietes umfassen; sie gelten aber auch für die "Fitzmühle" als den bedeutendsten Spring im westlichen Gebietsteil.

Periodische Quellen existieren im Steina-Gebiet ("Springwiese"); die bestimmende Versorgung der Quellen beruht auf einer Flußwasser-Belieferung. Diese einzigen periodischen Quellen in nächster Nachbarschaft einer ausdauernden Quelle ("Fitzmühle") können nicht Austrittspunkte einer Grundwasser-Schwankung sein (A. GRUND 1903, S.179). Wären sie es, so ließe sich doch im gesamten übrigen Vorlandsabschnitt mit seinen ausdauernden Quellen keine Grundwasser-Schwankung nachweisen, die jemals unter das sehr verschiedene Niveau der ständig fließenden Quellen herunter ginge.

Die sehr begrenzte Zahl von periodischen Quellen im Untersuchungebereich betont die überwiegende Speisung der Quellen des Vorlandes aus Niederschlägen. Dank der Bodenverhältnisse könnten die Niederschläge durch Versickerung und unterirdischen Aufenthalt eine Dauerbelieferung für die Wasserwirtschaft bieten. Lage und Wasserbeschaffenheit machen die ausdauernden Quellen für diese Aufgabe bedeutungslos. 

Die folgende Aufzählung der wichtigsten Springe des untersuchten Versickerungsgebietes mit ihren beobachteten durchschnittlichen Ergibigkeiten und Gesamthärten faßt noch einmal die hydrographischen Verhältnisse des Vorlandes zusammen. Es bestehen folgende kräftigere, ausdauernde Quellen:
im westlichen Gebietsteil:
l/s
GH°
Fitzmühle
30
53,6
Sachsenstein-Spring
16
55,0
Pontel-Spring
14
51,9


60
53,5
im östlichen Gebietsteil:
l/s
GH°
Lochbach-Spring
30
55,7
Kalte Wieda
110
55,7
Salzaspring
440
48,6


580
53,3
Der Summe von 640 l/s Ergibigkeit entspricht auf das Einzugsgebiet im Vorland von 101,6 km² eine durchschnittliche Abflußspende von 6,4 l/s.km². Das sind 202 mm Abflußhöhe im Jahr oder 53 % der für die Vorlands-Station Walkenried festgestellten mittleren Abflußhöhe von 381 mm (vergl. Seite 147). Infolge der enorem Härte von durchschnittlich 53,4 GH° scheiden diese Wasser für eine wirtschaftliche Nutzung fast ganz aus. Es dokumentieren sich darin die Schwierigkeiten der Wasserversorgung im Südharz-Vorland.

7. Endgültige Wasserverluste durch Abgang in den Bereich der Salz-Auslaugung wurden als gering erkannt. Für den größten Teil des versunkenen Wassers muß Wiederaustritt zutage erwartet werden. Es handelt sich dabei etwa um die weiteren 47 % der jährlichen Abflußhöhe, die mangels oberirdischen Abflusses vorwiegend als Grundwasser aus ihrem Einzugsgebiet entführt werden.

43) Dieselbe Beobachtung ist im Donau-Versickerungegebiet gemacht worden, wo in den Jahren 18841905 im Mittel jährlich 76,3 Tage, in der Periode 19061925 im Mittel jährlich 133,7 Tage mit Vollversickerung gezählt wurden und außerdem sich die stärkere Versickerung bei geringeren Niederschlägen feststellen ließ. (SCHAUFELBERGER 1929, S.56).

44) KATZER 1909, S.43: "Im Karst gibt es kein einheitliches, sich über weite Flächen im Zusammenhang ausbreitendes Grundwasser, sondern das Bodenwasser sammelt sich in Gerinnen, die zu komplizierten Systemen vereinigt, ihre gesonderten unterirdischen Einzugsgebiete besitzen".