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Aktuelles: Nach dem Trockenjahr ein Nassjahr?
Geschrieben am 22.06.16  Optionen: Druckversion Artikel versenden

Grundwassersituation Juni 2016Bildquelle: Martin Gebhardt  / pixelio.de

Von einem Extrem ins Andere? Die Witterung und die Grundwasserstände in den letzten Monaten. Welche Auswirkungen ergeben sich aktuell für die öffentliche Wasserversorgung Südhessens?



Witterung im hydrologischen Jahr 2015/16

Das hydrologische Winterhalbjahr begann im November 2015 und endete mit dem   April 2016. Im Hessischen Ried und Untermaingebiet fiel es sehr nass aus, in der Summe wurden ca. 30% mehr Niederschläge gemessen als im langjährigen Mittel. Dabei war es im Süden mit +38% feuchter als im Norden mit +20%. Es war das nasseste Winterhalbjahr seit der Nassperiode 2001/03. Besonders feucht waren die Monate Januar, Februar und April 2016.

Das Sommerhalbjahr 2016 beginnt zu feucht. Im Mai und insbesondere in der ersten Junihälfte wurden so hohe Niederschläge gemessen, dass – als Ausnahme vom Normalfall – ein Grundwasseranstieg sogar im Sommer zu beobachten ist. Dieser ungewöhnlich feuchte Witterungsabschnitt weist große Parallelen zu den nassen Sommern 2000 und 2010 mit nachfolgenden Grundwasserhochständen auf.


Vergleich Trockenjahre 2003 und 2015


Abb. 1: Vergleich der hydrologischen Jahre 2015 und 2003, Station Eschollbrücken
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© Hessenwasser 2016


Führt dies 2016/17 wieder zu Grundwasserhochständen mit Vernässungsgefahren wie 2001 und 2011?

Bis Ende Mai hätte man bei normaler Witterung diese Gefahr gering eingeschätzt. Denn trotz des sehr nassen Winterhalbjahres 2015/16 wurden in den Lysimetern in der Summe bis dahin nur unterdurchschnittliche bis maximal durchschnittliche Sickerwasserspenden gemessen, was auf eine verringerte Grundwasserneubildung im Winter hinweist.

Dieser scheinbare Widerspruch belegt einmal mehr, dass für die Grundwasserneubildung nicht nur das aktuelle Geschehen, sondern immer auch die Vorgeschichte, insbesondere des Vorjahres, wesentlich ist. Es bestehen keine linearen, sondern komplexe Zusammenhänge zwischen Niederschlag und Grundwasserneubildung. Das Vorjahr (Nov. 2014 - Okt. 2015) war in Summe sehr trocken ausgefallen. Diese Trockenheit endete erst im Januar 2016, weshalb die Grundwasserneubildung auch erst sehr spät ab Januar/Februar 2016 einsetzte. Zunächst mussten erst die ausgetrockneten Böden wie ein Schwamm durchfeuchtet werden, was auch die Sickerwassermenge entsprechend verminderte.

Abbildung 1 zeigt in einer Rückblick auf das hydrologische Jahr 2015 die Entwicklung der Niederschläge und Sickerwassermengen jeweils im Vergleich mit denen des Trockenjahres 2003, hier am Beispiel der Station Eschollbrücken. Die Säulen zeigen die Monatsmesswerte an, die Linien die kumulierten Summen. Blau sind die Niederschläge, gelb die Sickerwassermengen abgebildet. Hier zeigt sich, dass sowohl die Niederschläge als auch die Sickerwasserspende in weiten Teilen des Rieds und des Untermaingebiets 2015 noch geringer waren als 2003 und 1991. Nur 1976 war noch trockener! In anderen Teilen Südhessens war dagegen 2003 etwas trockener als 2015, was auf die kleinräumige Variabilität der Witterung hinweist.


natürliche Grundwasserstandsentwicklung
Abb. 2: Natürliche Grundwasserstandsentwicklung  im mittleren Ried
Bild größer  © Hessenwasser  2016
Zuletzt jedoch ist Mitte Juni die Gefahr von 2016 stark steigenden Grundwasserständen wesentlich angewachsen. Sollte der Juni den Wetterprognosen entsprechend weiter zu nass und danach auch die Folgemonate nicht trocken ausfallen, dann wird sich der bereits begonnene Grundwasseranstieg fortsetzen und verstärken. Vorsorglich wurde aktuell die Infiltration des WHR teilweise eingedrosselt, um der natürlich steigenden Grundwasserstandstendenz in den beeinflussbaren und sensiblen Teilbereichen entgegen zu wirken.

Aktuelle Grundwasserstandsentwicklung

Die im Winterhalbjahr überdurchschnittlichen Niederschläge und die dennoch verringerte Grundwasserneubildung im vergangenen Winterhalbjahr spiegeln sich in der natürlichen Grundwasserstandsentwicklung (Abbildung 2) wider. Beispielhaft zeigt dies eine von Entnahme und Infiltration unbeeinflusste Grundwassermessstelle im Porenaquifer des Hessischen Rieds (Messstelle G50620 bei Crumstadt). Die Grundwasserstandsmessungen sind als blaue Perlenschnur 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. Die letzte blaue Säule zeigt die Niederschlagsabweichung im nassen letzten Winterhalbjahr, die letzte rote Säule zeigt das trockene letzte Sommerhalbjahr.

Der natürliche Grundwasserstand zeigte 2015 erstmals seit 2010 wieder unterdurchschnittliche Werte, die bis zum Beginn des Sommerhalbjahres 2016 nur wenig bis auf mittlere Grundwasserstände angestiegen sind.


Grundwasserstandsentwicklung mit Infiltration

Abb. 3: Infiltrationsbewirtschaftete Grundwasserstandsentwicklung im Gernsheimer Wald
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© Hessenwasser 2016
Langjährige Zyklen: Die 2013-16 bislang rückläufige Tendenz könnte in den nächsten Monaten auf das Ende einer ca. 10-jährigen Phase überdurchschnittlicher Grundwasserstände hindeuten. Denn zeigte der natürliche Grundwasserstand von 2004 bis 2013 im Trend einen Anstieg, so zeigt sich seither eine Umkehrung des Trends. Offen bleibt die Entwicklung im Sommer 2016. Nur bei 2016/17 anhaltend rückläufiger Tendenz könnte sich eine neue Trockenphase in den kommenden Jahren ankündigen. Wie die Grafik zeigt, wechselten in der Vergangenheit ca. alle 11 Jahre (1971-1983-1994-2006) Phasen höherer Grundwasserstände mit Phasen geringerer Grundwasserstände. Jede Grundwasserstands-Phase besteht aus einem trockenen (1971-77, 1984-86, 1990-94, 2003-2006) und einem folgenden nassen Witterungsabschnitt (1978-83, 1987-1989, 1994-2002, 2007-2013). Die Grundwasserstandsreaktion auf die Witterung erfolgt mit Zeitverzögerung. Soweit ein Exkurs in langjährige Zyklen der Witterung und der Grundwasserstände, die – anders als die Durchschnittstemperaturen seit 1987 – noch keine eindeutigen Anzeichen des Klimawandels aufzeigen.

Näher wird im Folgenden die aktuelle Grundwasserstandsentwicklung betrachtet, mit einer Prognose für die nächsten Monate. Hierbei zeigen sich differenzierte Entwicklungen in den Bereichen, die mit gesteuerter Infiltration bewirtschaftet werden (Abbildung 3) und jenen ohne Infiltration (Abbildung 2 u. Abbildung 4).
 

Grundwasserstände bei Allmendfeld
Abb. 4: Grundwasserentwicklung  zwischen Griesheim und Goddelau
Bild größer  © Hessenwasser  2016
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 ist die Schwankungsbreite entsprechend dem Grundwasserbewirtschaftungsplan. Rote Linien markieren die wasserrechtlichen Grundwasserstandsvorgaben. Gelbe Säulen zeigen die Sickerwassermessung und dazu (in der absoluten Menge um den Faktor 7 überhöht) die Infiltrationsmengen im Gernsheimer Wald. Die obere blaue Linie zeigt die ansteigende Entnahmemenge des Wasserwerks Allmendfeld. Die ebenfalls veränderlichen Entnahmen der Stadt Gernsheim und Anderer sind zwecks Vereinfachung nicht mit dargestellt.

Die Grundwasserstände bewegen sich trotz Entnahmesteigerung ausnahmslos 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 geringeren Rückgang und 2016 wieder einen geringen Anstieg auf den Richtwert. Sie bewegen sich langjährig näher am mittleren Richtwert. Dies ist Folge der ausgleichenden Bewirtschaftung, bei der auf natürlich erhöhte Grundwasserstände durch entsprechend verringerte Infiltration reagiert wird und umgekehrt (grüne Säulen z.B. hohe Mengen im Frühjahr 2016). So werden die Witterungseinflüsse gedämpft und auch die Mehrförderungen in den infiltrationsgestützten Wasserwerken bleiben ohne jegliche Beeinträchtigung der Grundwasserstände. Dies hat sich nunmehr bereits langjährig und bei mehreren Fördergebieten messbar bewährt und ergibt dieselbe Sicherheit auch für künftige Fördermengenerhöhungen.

Die Grundwasserstandsentwicklung in anderen Gebieten ohne markanten Einfluss variabler Infiltration ist in Abbildung 4 als Ganglinie im Bereich des Lorscher Walds südlich der Weschnitz und östlich der Ortslage Riedrode dargestellt. Hier ist die Infiltrationsanlage noch im Bau (geplante Fertigstellung Herbst 2016). Sie zeigt, dass andere Einflüsse als die Infiltration und Witterung, insbesondere lokale Entnahmeschwankungen maßgeblich für die lokalen Grundwasserstände sein können.

Hier wurden die Grundwasserstände in den letzten 15 Jahren 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 Wasserentnehmer. 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. Der seit Jahresbeginn 2016 wieder steigende Grundwasserstand ist auch darauf zurückzuführen, dass aufgrund von Arbeiten zur Brunnensanierung hier die Entnahmen temporär verringert sind.

Bis zur geplanten Aufnahme des Infiltrationsbetriebs werden die zugeordneten Brunnen wieder verstärkt fördern. Diese erhöhte Förderung wird durch Infiltration ausgeglichen. Die Grundwasserstände verbleiben auf einem Niveau entsprechend den Vorgaben des Grundwasserbewirtschaftungsplans. Dieses Beispiel belegt erneut, dass der Grundwasserbewirtschaftungsplan nur mit den genehmigten und beantragten Infiltrations- und Fördermengen zugleich eingehalten werden kann. Einseitige Veränderungen nur der Infiltrationsmengen oder der Fördermengen sind gemäß Grundwasserstandsvorgaben des Grundwasserbewirtschaftungsplans zum Schutz vor Trocknisschäden einerseits und Vernässungsschäden andererseits nicht möglich.

Grundwasserstandentwicklung – Zusammenfassung und Prognose

Nach einem witterungsbedingt deutlichen Rückgang der Grundwasserstände 2015 ist seit dem Jahresbeginn 2016 eine moderate Erholung der Grundwasserstände auf etwa mittlere Stände eingetreten. Bei mittlerer Witterung wären bis zum November 2016 wieder rückläufige Grundwasserstände zu erwarten. Aktuell mehren sich aber die Anzeichen für einen zu feuchten Sommer, der zu steigenden Grundwasserständen führen würde. Dabei werden Anstieg oder Rückgang in den vorwiegend natürlich beeinflussten Bereichen stets stärker ausfallen als in den Bereichen, in denen die gesteuerte Infiltration ausgleichend wirksam ist.

In den infiltrationsgestützten Bereichen wurden die Grundwasserstände so näher um die mittleren Richtwerte gehalten. Gleichzeitig werden Mehrentnahmen von rund 8-9 Mio. m³ gegenüber 1999 durch die Infiltration des WHR grundwasserstandsneutral kompensiert. Weitere Grundwasserstands-Ganglinien sind über den Menüpunkt Kartenserver verfügbar. Grundwasserstände in vernässungsgefährdeten Ortslagen oder in Nähe des Rheins und in den Mittelgebirgen sind über die Veröffentlichungen des Hessischen Landesamts für Naturschutz, Umwelt und Geologie unter www.hlnug.de verfügbar.

Öffentliche Wasserversorgung und landwirtschaftliche Beregnung des WHR

Die infiltrationsgestützten Wasserwerke im Ried und im Frankfurter Stadtwald leisten den Löwenanteil am Lastmanagement im Leitungsverbund Rhein-Main. Sie sichern die ökologische Verträglichkeit, die Spitzenlast und den Ausgleich für ökologische Einschränkungen in nicht infiltrationsgestützten Fördergebieten – sowohl im Ried als auch im Vogelsberg. Bei witterungsbedingt geringem Bedarf werden vorrangig die nicht infiltrationsgestützten Wasserwerke im „Schonbetrieb“ betrieben.

2016 könnte bei durchschnittlicher Witterung mit ca. 20 Mio. m³ beim WHR eine hohe Infiltrationsmenge erreicht werden. Bei anhaltend feuchter Witterung könnte die Menge auch erheblich geringer ausfallen bzw. die Infiltration teilweise eingestellt werden. Aktuell wurde die Infiltration vorsorglich und zunächst temporär bereits verringert.

Anders als die Grundwasserstände und damit auch die nach Grundwasserständen gesteuerte Infiltration, reagiert die landwirtschaftliche Beregnung unmittelbar und sehr schnell auf die Witterung. Daher sind für 2016 noch keine Prognosen der Beregnungsmenge möglich.


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

Ressourcenmanagement
Volker Manger



 

 

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