WW-I-1: Grundwasserstand

Grundwassermessstelle vor Landschaft.zum Vergrößern anklicken
In Deutschland liefert ein Netz von Grundwassermessstellen regelmäßig Daten zum Grundwasserstand.
Quelle: Wolf-Peter von Pape / HLUG

Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel

Inhaltsverzeichnis

 

WW-I-1: Grundwasserstand

Im Vergleich zum langjährigen Mittel werden Monate mit unterdurchschnittlich niedrigen Grundwasserständen signifikant häufiger. Vor allem über mehrere Jahre hintereinander auftretende Niederschlagsdefizite führen zu sinkenden Grundwasserständen oder verringerten Quellschüttungen.

Die Säulen-Grafik bildet über der 0-Achse die mittlere Anzahl von Monaten mit Überschreitung des mittleren höchsten Grundwasserstands bzw. der mittleren höchsten Quellschüttung ab 1961 dar. Die Trendanalyse wurde für die Zeitreihe ab 1971 durchgeführt, da erst ab dann das volle Messstellenset zur Verfügung steht.
WW-I-1: Grundwasserstand

Die Säulen-Grafik bildet über der 0-Achse die mittlere Anzahl von Monaten mit Überschreitung des mittleren höchsten Grundwasserstands bzw. der mittleren höchsten Quellschüttung ab 1961 dar. Die Trendanalyse wurde für die Zeitreihe ab 1971 durchgeführt, da erst ab dann das volle Messstellenset zur Verfügung steht. Es gibt keinen signifikanten Trend, die Entwicklung verläuft zyklisch. Unterhalb der 0-Achse ist die Unterschreitung des mittleren niedrigsten Grundwasserstands bzw. der mittleren geringsten Quellschüttung ab 1961 abgetragen. Hier ergibt sich ein signifikant steigender Trend zu eine größeren Anzahl von Monaten mit Unterschreitungen.

Quelle: Grundwassernetze der Länder
 

Vermehrtes Auftreten niedriger Grundwasserstände

Wie viel Grundwasser sich in einem Gebiet neu bilden kann und welche Grundwasserstände sich einstellen, hängt von einer Vielzahl unterschiedlicher Einflussgrößen ab. Dazu gehören u. a. der Abstand der grundwasserleitenden Schicht von der Geländeoberkante, die Beschaffenheit der Deckschichten über dem Grundwasser, die Größe und Gestalt der Hohlräume im Gestein sowie der unterirdische Zu- und Abfluss von Grundwasser. Vor allem wird die Grundwasserneubildung in einem Gebiet aber durch den Niederschlag sowie den oberirdischen Abfluss und das Verdunstungsgeschehen bestimmt. Ändern sich die klimatischen Rahmenbedingungen, hat dies Auswirkungen auf die Grundwasserneubildung.

Steigende Temperaturen sind Auslöser für eine insgesamt höhere potenzielle Verdunstung mit der Folge, dass weniger Wasser versickern und ins Grundwasser infiltrieren kann. Jahre mit einer geringen Gesamtniederschlagsmenge machen sich nicht unmittelbar im Grundwasserstand bemerkbar. Grundwässer reagieren insgesamt im Vergleich zu Oberflächengewässern eher träge auf ein verändertes Niederschlagsregime. Die Situation kann sich in Gebieten zuspitzen, in denen die Wasserverfügbarkeit in Zukunft zum einen durch abnehmende Niederschläge und zum andern durch einen höheren Verdunstungsanspruch der Atmosphäre eingeschränkt wird. Sowohl die Veränderung der Temperaturen als auch der Niederschläge beeinflussen auch den oberirdischen Abfluss mit Auswirkungen auf die Grundwässer. In den Wintermonaten nehmen die Niederschlagsmengen zwar zu, sie treffen dann aber auf bereits wassergesättigte oder gefrorene Böden und können nicht versickern. In den Sommermonaten trocknen Böden infolge höherer Temperaturen und geringerer Niederschläge stärker aus. Niederschläge, die zukünftig häufiger als Starkregen auftreten können, können dann von den trockenen Böden nicht oder kaum aufgenommen werden und fließen deshalb zu einem großen Teil oberirdisch ab.

Um einen Überblick über die Entwicklung der Grundwasserstände in Deutschland zu erhalten, wurden über alle Bundesländer und hydrogeologischen Räume hinweg 136 Grundwassermessstellen und Quellschüttungen ausgewählt, für die Daten ab 1971 zur Verfügung stehen; für 96 Messstellen reichen die Beobachtungsreihen sogar bis in das Jahr 1961 zurück. Es handelt sich in allen Fällen um Messstellen, die den obersten Grundwasserleiter erfassen und anthropogen möglichst unbeeinflusst sind. Das bedeutet, im Einzugsgebiet finden keine relevanten Grundwasserentnahmen oder Beregnungen statt, der Grad der Bodenversiegelung ist gering und es gab im Beobachtungszeitraum nur geringfügige Änderungen in der Flächenbewirtschaftung. Damit lassen sich die beobachtbaren Veränderungen zu einem erheblichen Anteil mit Veränderungen des Temperatur- und Niederschlagsregimes in Zusammenhang bringen.

Über die gesamte Zeitreihe betrachtet wird deutlich, dass im Mittel aller betrachteten Messstellen vor allem in der zurückliegenden Dekade vermehrt extrem niedrige Grundwasserstände bzw. geringe Quellschüttungen aufgetreten sind. Die Anzahl von Monaten im Jahr, in denen die langjährig, d. h. über die Jahre 1971 bis 2000 gemittelten niedrigsten Grundwasserstände bzw. Quellschüttungen unterschritten wurden, hat seit 1961 signifikant zugenommen. Gleichzeitig ist auch die Anzahl der Monate, in denen die langjährig gemittelten höchsten Grundwasserstände bzw. Quellschüttungen überschritten wurden, zurückgegangen. Dieser Trend ist aber statistisch nicht signifikant. Es wird zudem deutlich, dass es witterungsbedingt zumindest bis in die 1990er Jahre hinein zyklische Veränderungen der Grundwasserstände gegeben hat. Diese sind seit Mitte der 1990er Jahre in dieser Ausprägung nicht mehr erkennbar.

Innerhalb Deutschlands sind die Entwicklungen unterschiedlich, auch wenn die Muster sich überall gleichen. Besonders ausgeprägt ist der Trend zu vermehrten Grundwasserniedrigstständen von Grundwasser in den niederschlagsarmen Gebieten im Nordosten Deutschlands, d. h. in Gebieten mit weniger als 700 mm Jahresniederschlag. Dies betrifft vor allem Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-Vorpommern. Aber auch in den besonders niederschlagsreichen Regionen (mit über 900 mm Jahresniederschlag), d. h. in den Mittelgebirgen und im Bereich der Alpen, sind niedrige Grundwasserstände deutlich erkennbar, für deren Erklärung es weiterer Untersuchungen bedürfte. Auffällig niedrige Grundwasserstände und geringe Quellschüttungen gab es hier vor allem in den Jahren 2013 bis 2017. Aufgrund der ausgeprägten Trockenperiode lassen die Daten für das Jahr 2018 eine ähnliche, voraussichtlich sogar noch extremere Situation erwarten.

In Deutschland stammen fast drei Viertel des Trinkwassers aus Grundwasser. Die mengenmäßig ausreichende Neubildung qualitativ hochwertigen Grundwassers ist daher eine grundlegende Voraussetzung für eine nachhaltige Trinkwasserbereitstellung, auch und besonders in Zeiten des Klimawandels. Knapp 96 % der Grundwasserkörper wiesen im DAS Monitoring 2015 einen guten mengenmäßigen Zustand auf, d. h. Grundwasserneubildung und Grundwasserentnahme waren im Gleichgewicht.

 

Schnittstellen

WW­-I­-2: Mittlerer Abfluss

WW-I-4: Niedrigwasser

BO-I-1: Bodenwasservorrat in landwirtschaftlich genutzten Böden

 

Ziele

Bewirtschaftung des Grundwassers dergestalt, dass eine Verschlechterung seines mengenmäßigen Zustands vermieden bzw. ein guter mengenmäßiger Zustand erhalten oder erreicht wird (WHG § 47 (1))

Förderung der dezentralen Niederschlagsversickerung als Beitrag zur Grundwasserneubildung; verstärkte raumordnerische Sicherung von Wasserressourcen und planerisches Hinwirken auf angepasste Nutzungen bei sinkenden Grundwasserneubildungsraten (DAS, Kap. 3.2.14)

Nachfragemanagement sowie technische Methoden und Verbesserungen zum effizienteren Wassereinsatz, um bei längeren und häufigeren regionalen Trockenheitsphasen und Niedrigwasserperioden regionale Nutzungskonflikte […] bei oberflächennahen Grundwasserentnahmen zu vermeiden (DAS, Kap. 3.2.3)