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Aktuelles: Der Sommer 2015 und die Grundwasserstandsentwicklung
Geschrieben am 19.11.15  Optionen: Druckversion Artikel versenden

Grundwassersituation März 2015Bildquelle: Andrea Kusajda  / pixelio.de

Wie trocken war der Sommer und wie haben sich die Grundwasserstände in den letzten Monaten entwickelt? Welche Auswirkungen zeigten sich für die öffentliche Wasserversorgung Südhessens?




Witterung im hydrologischen Jahr 2014/15

Das Vorjahr (Nov. 2013 - Okt. 2014) war in Summe zu nass ausgefallen. Es folgte 2014/15 ein leicht zu trockenes Winterhalbjahr (-8%) sowie ein deutlich zu trockenes Sommerhalbjahr (-37%). Besonders trocken fielen der Mai und der Juli 2015 aus. Die Monate Juni und September sorgten für kurze Unterbrechungen in der seit Februar 2015 bis aktuell noch anhaltenden Trockenphase.

Aufgrund eines sehr nassen Januars erbrachte das Winterhalbjahr jedoch bis in den April hinein eine zumeist überdurchschnittliche Grundwasserneubildung. Die im Sommer in Normaljahren stets geringe Sickerwasserspende blieb 2015 nahezu gänzlich aus. Mit ca. 25% Niederschlagsdefizit ist das hydrologische Jahr 2015 als Trockenjahr zu charakterisieren. Das Sommerhalbjahr 2015 war dabei das trockenste seit 1976 (s. Abbildung 2). Hinzu kamen nahezu ganzjährig deutlich erhöhte Temperaturen, die vor allem im Juli und August stark erhöht waren. Davon wurde der Versorgungsbetrieb erheblich  beeinflusst.


Schüttung der Spessartquellen


Abb. 1: Schüttung der Spessartquellen im Vergleich (Kluftgrundwasser im Buntsandstein)
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© Hessenwasser 2015


Grundwasserstandsentwicklung

Die überdurchschnittliche Grundwasserneubildung im vergangenen Winter und die Trockenheit im Frühling und Sommer 2015 zeigte entsprechende Auswirkungen. Während im Winterhalbjahr noch erhöhte Grundwasserstände gemessen wurden, wiesen die Grundwasserstände und Quellschüttungen im Sommerhalbjahr zumeist einen markanten Rückgang auf. Abbildung 1 zeigt dies am Beispiel der Spessartquellen der Hessenwasser.

Die natürliche Grundwasserstandsentwicklung, das heißt einer von Entnahme und Infiltration unbeeinflussten Grundwassermessstelle im Porenaquifer des Hessischen Rieds (Messstelle G50620 bei Crumstadt) ist in als blaue Perlenschnur in Abbildung 2 abgebildet. Die mittige hellrote Linie markiert das langjährige Mittel der Grundwasserstände und der Niederschläge. Die hellblauen (Winter) und hellroten Säulen (Sommer) zeigen die Niederschlagsabweichung des jeweiligen Halbjahrs vom langjährigen Mittelwert. Zeigt die Säule nach oben, so war das Halbjahr nasser, zeigt die Säule nach unten, war es trockener als das langjährige Mittel.


Grundwasserstände bei Allmendfeld
Abb. 2: Natürliche Grundwasserstandsentwicklung  im mittleren Ried
Bild größer  © Hessenwasser  2015
Der natürliche Grundwasserstand zeigt von 2004 bis 2014 im Trend einen Anstieg von „leicht unterdurchschnittlich“ (2004/05) über „mittel“ (2007/10) bis „erhöht“ (2011-2014). Aktuell zeigt 2015 einen Bruch dieses Trends. Der letzte Trendbruch 2012 war nicht nachhaltig. Ob mit dem Jahr 2015 eine Trendumkehr beginnt, hängt vom kommenden Winterhalbjahr ab. Die Statistik belegt, dass nach einer längeren Phase erhöhter Grundwasserstände, eine anschließende mehrjährige Phase witterungsbedingt tiefer Grundwasserstände immer wahrscheinlicher wird. Von 2010 bis 2015 lagen die Grundwasserstände über dem Mittelwert.

Die Grundwasserstandsentwicklung in den mit Infiltration bewirtschafteten Gebieten ist in Abbildung 3 als Ganglinie aus dem Gernsheimer Wald (WW Allmendfeld) dargestellt.
Die blaue Perlenschnur zeigt die Grundwasserstände, hellblau hinterlegt und durch rote Linien markiert, ist die Schwankungsbreite entsprechend dem Grundwasserbewirtschaftungsplan. Gelbe Säulen zeigen die Sickerwassermessung und dazu (in der Absolutmenge um den Faktor 7 überhöht) die Infiltrationsmengen im Gernsheimer Wald. Die obere blaue Linie zeigt die ansteigende Entnahmemenge des Wasserwerks Allmendfeld. Die Entnahmen der Stadt Gernsheim und Anderer sind zwecks Vereinfachung nicht mit dargestellt.



Differenz Grundwasserstand 2003 zu 2014

Abb. 3: Infiltrationsbewirtschaftete Grundwasserstandsentwicklung im Gernsheimer Wald
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© Hessenwasser 2015
Die Grundwasserstände bewegen sich in dem durch den Grundwasserbewirtschaftungsplan vorgegebenen Rahmen und im langjährigen Mittel um den Richtwert mittlerer Grundwasserstände. Im Vergleich mit Abbildung 2 zeigen hier die Grundwasserstände bis 2015 keinen steigenden Trend und 2015 nur einen geringen Rückgang. Sie bewegen sich nahe am mittleren Richtwert. Dies ist Folge der aktiven Bewirtschaftung, bei der auf die erhöhten Grundwasserstände durch entsprechend verringerte Infiltration (grüne Säulen) reagiert wird. Auch die 2015 erforderliche Vollausschöpfung des derzeitigen Wasserrechts wird durch die Infiltration kompensiert. Nicht nur die die Witterungseinflüsse wurden gedämpft, sondern auch die Mehrförderung im infiltrationsgestützten Wasserwerk bleibt ohne jegliche Beeinträchtigung der Grundwasserstände. Dies hat sich nunmehr bereits langjährig und an mehreren Wasserwerken messbar bewährt.

Die Grundwasserstandsentwicklung in anderen Gebieten ohne markanten Einfluss variabler Infiltration ist in Abbildung 4 als Ganglinie aus dem Rallbruch zwischen Griesheim und Goddelau dargestellt.
 

Grundwasserstände bei Allmendfeld
Abb. 4: Grundwasserentwicklung  zwischen Griesheim und Goddelau
Bild größer  © Hessenwasser  2015
Hier zeigt sich anders als in den Abbildungen 2, 3 und 5 im Sommer 2015 ein überdurchschnittlicher Rückgang des Grundwasserstands und ein mit 2004 vergleichbar tiefer Stand im Herbst. Neben den geringen Flurabständen und örtlichen Entwässerungsgräben, welche den natürlichen Rückgang beschleunigen, wirken sich hier verstärkend saisonale Beregnungsentnahmen für die Landwirtschaft aus. Dem Ende der Beregnungssaison ist auch der bereits im Oktober beginnende Wiederanstieg zuzuschreiben.

Abbildung 5 zeigt die Grundwasserstandsentwicklung südlich der Weschnitz östlich der Ortslage Riedrode. Hier werden bis zur Fertigstellung der Infiltrationsanlage Lorscher Wald im Herbst 2016, die Grundwasserstände in den letzten 15 Jahren nur durch Förderverringerungen und die natürliche Grundwasserneubildung sowie bereichsweise durch den infiltrierenden Einfluss der Weschnitz bestimmt. Es zeigt sich beispielhaft, dass südlich der Weschnitz in den letzten Jahren ein vergleichsweise höheres Grundwasserstandsniveau zu messen war, als nördlich davon. Dafür sorgen vor allem Förderverringerungen baden-württembergischer, rheinland-pfälzischer und hessischer Wasserentnahmen. Der Sommer 2015 zeigt auch hier einen deutlichen Rückgang, allerdings auf ein Niveau, das noch leicht über dem wasserrechtlich verbindlichen mittleren Richtwert des Bewirtschaftungsplans liegt.


Differenz Grundwasserstand 2003 zu 2014

Abb. 5: Grundwasserstandsentwicklung südlich der Weschnitz bei Riedrode
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© Hessenwasser 2015
Grundwasserstandentwicklung - Zusammenfassung

2015 war witterungsbedingt ein deutlicher Rückgang der Grundwasserstände zu messen. Ausgehend von einem erhöhten Niveau werden heute zumeist etwa mittlere bis leicht unterdurchschnittliche Grundwasserstände gemessen. In den infiltrationsgestützten Bereichen wurden die Grundwasserstände nahe um den Richtwert gehalten. Gleichzeitig wurden Mehrentnahmen von rund 9 Mio. m³ gegenüber 1999 durch die Infiltration des WHR grundwasserstandsneutral kompensiert. Weitere Ganglinien sind über den Menüpunkt Kartenserver verfügbar. In der Nähe des Rheins und teilweise in den Mittelgebirgen werden dagegen aktuell recht tiefe Grundwasserstände gemessen, wie sie in ähnlichen Trockenjahren immer wieder schon erreicht wurden. Dies zeigen die Veröffentlichungen des Hessischen Landesamts für Umwelt und Geologie unter www.hlug.de .

Die aktuell noch geringe Bodenfeuchte lässt ein spätes Wiedereinsetzen der natürlichen Grundwasserneubildung erwarten. Sollte das kommende Winterhalbjahr deutlich zu trocken ausfallen, so wäre 2016 bezogen auf die Grundwasserstände der Beginn einer Trockenperiode wahrscheinlich. Für das maßgebliche Winterhalbjahr 2015/16 sind aber noch keine seriösen Prognosen möglich.

Wasserversorgung, Infiltration und Beregnung

Der trocken-heiße Sommer 2015 führte zu einem erhöhten Wasserbedarf in der öffentlichen Wasserversorgung, zusätzlich zu dem durch Bevölkerungsanstieg im Ballungsraum steigenden Bedarf. Massiv waren davon die sommerlichen Tagesspitzen betroffen. Hessenwasser registrierte am 03.07.2015 mit ca. 410.000 m³/d die höchste Trinkwasser-Tagesabgabe seit der Gründung des kommunalen Gemeinschaftsunternehmens im Jahre 2001 und etwas höher als 2003 (s. Abbildung 6). Mehr dazu erfahren Sie im Beitrag „Stresstest für die Wasserversorgung“ auf der Homepage der Hessenwasser


Grundwasserstände bei Allmendfeld
Abb. 6: Tagesspitzen Wasserabgabe und Lastmangement im Ballungsraum Rhein-Main
Bild größer  © Hessenwasser  2015
Alle Kapazitäten waren um diesen Tag am Netz. Das vernetzte System in Südhessen funktionierte, aber Störungen hätten zu gravierenden Folgen geführt. Zugleich wurden limitierende Faktoren (z.B. Riedleitung) erneut ebenso deutlich, wie die Notwendigkeit hohe Spitzenkapazitäten in den Bedarfsschwerpunkten vor Ort verfügbar zu haben. Damit und vor dem Hintergrund wachsender Bevölkerung bestätigt sich 2015 eindrucksvoll der aufgezeigte Handlungsbedarf der Arbeitsgemeinschaft Wasserversorgung Rhein-Main im der „Situationsanalyse 2013“, die auf der Homepage des Regierungspräsidiums Darmstadt verfügbar ist.

Weiterhin zeigt sich deutlich: Nicht allein Jahreswasserrechte oder Mittelwerte sind für eine sichere Wasserversorgung maßgeblich, sondern gerade auch die in Trockenperioden sicheren und kurzfristig verfügbaren Tagesspitzenmengen (+ ca. 50%). Ein komplexes Lastmanagement sichert die öffentliche Wasserversorgung und ermöglicht eine situationsangepasste Grundwasserbewirtschaftung im Anlagenverbund. Grundlage dafür ist - gegenüber den Mittelwerten - die Vorhaltung ausreichender Ausgleichskapazitäten bei Förderung und Infiltration für tlw. degressive Bezugsmengen und rückläufige Quellen sowie auf Spitzen dimensionierte Leitungen, wie auch ausreichende Infiltrationskapazitäten.

Somit leisten die infiltrationsgestützten Wasserwerke im Ried und im Frankfurter Stadtwald den Löwenanteil am Lastmanagement im Leitungsverbund Rhein-Main. Sie sichern sowohl die Spitzenlast als auch die Regelbarkeit der Schwachlastphasen. In jedem Sommer bzw. in Trockenjahren steigt der Bedarf und gegenläufig gehen die Quellschüttungen und tlw. auch die Bezugsmengen v.a. aus dem Vogelsberg zurück. Ausgleich leisten jeweils die Infiltrationsgestützten Wasserwerke, die dann erhöht beaufschlagt werden. Bei geringem Bedarf werden vorrangig die nicht infiltrationsgestützten Wasserwerke in den „Schonbetrieb“ eingedrosselt.

2015 wird mit ca. 14-15 Mio. m³ beim WHR eine „vertraute“ Infiltrationsmenge erreicht werden, jedoch war sie im ersten Halbjahr noch durch erhöhte Grundwasserstände gemindert. Bei stets mittleren Grundwasserständen wären dagegen ca. 21 Mio. m³ zu erwarten gewesen.

Anders als die Grundwasserstände und damit auch die nach Grundwasserständen gesteuerte Infiltration, reagiert die landwirtschaftliche Beregnung nicht zeitverzögert, sondern besonders schnell auf die Witterung. Für 2015 wird daher beim WHR die zweithöchste Beregnungswasserabgabe nach dem Spitzenjahr 2003 erwartet.

Hessenwasser GmbH & Co. KG
Betriebsführung für den Wasserverband Hessisches Ried

Ressourcenmanagement
Volker Manger


 

 

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