Grundwasserbilanzen

Dem ständig zunehmenden Bedarf an Grundwasser (Gw), insbesondere in dicht besiedelten Regionen, stehen die natürliche Begrenzung des GwDargebots sowie eine Vielzahl anderer Einschränkungen gegenüber. Eine wichtige Aufgabe der Wasserwirtschaftsverwaltung ist daher, zielgerechte Vorausplanungen durchzuführen um künftige Engpässe, Nutzungskonflikte und nachteilige Beeinflussungen zu vermeiden. Erst durch die optimale Erfassung und Nutzung vorhandener GwVorräte kann eine Überbelastung des GwSystems verhindert werden. Als Grundsatz für eine nachhaltige Nutzung des GwVorkommens muss gelten, dem System langfristig nicht mehr Wasser zu entziehen als auf natürlichem Wege neu gebildet wird.

Methodik

Das Aufstellen von GwBilanzen ist eine effiziente Methode um ein GwVorkommen zu analysieren und hydrologische Grundlageninformationen über dieses System zu erarbeiten.
In eine solche GwBilanz ist neben den zufließenden und abfließenden Wassermengen stets auch die Veränderung der gesamten im System gespeicherten Wassermenge einzubeziehen, die innerhalb des Bilanzzeitraums erfolgt ist.

Zuflusskomponenten

  • Niederschlagszusickerung
  • Zusickerung aus Gewässern
  • Randzustom aus angrenzenden Teilgebieten
  • Unterirdischer Zustrom
  • Zufluss aus unter- / überlagernden GwStockwerken
  • Künstliche GwAnreicherung
  • Speicherentleerung

Abflusskomponenten

  • Unterirdischer Abstrom
  • Aussickerung in Gewässer
  • Verdunstung über offene Wasserflächen
  • Abfluss in unter- / überlagernden GwStockwerke
  • GwEntnahmen
  • Speicherfüllung

Wenn man für Gebiete mit hohem GwBedarf den Bilanzzeitraum immer mehr verkürzt, kann aus der allgemeinen, langzeitigen Mengenbilanz als Grundlage für eine wasserwirtschaftliche Planung ein Bewirtschaftungsplan erarbeitet werden.

In Bayern werden zur Lösung solcher GwProbleme seit 1976 numerische Modelle eingesetzt, ein Instrument, das sich seither zunehmend bewährt hat.

Großräumige Bilanzen

Die Wahl des Modellsystems ist abhängig von der Fragestellung und der hydrogeologischen Situation im Untersuchungsgebiet. Die zur Verfügung stehenden Modelle reichen von einfachen stationären, 2-dimensionalen bis hin zu aufwendigen nichtstationären, vollständig 3-dimensionalen Modellansätzen. Neben GwModellen für Porengrundwasserleiter existieren inzwischen auch spezielle Modelle für GwStrömungen in Kluft- und Karstsystemen.
Für die ersten großräumigen Bilanzierungen in Bayern standen die ausgedehnten quartären GwVorkommen im Vordergrund des Interesses. Hierzu zählten die Vorkommen im Süden Bayerns

  • im Illertal,
  • im Lechmündungsgebiet,
  • in der Münchener Schotterebene,
  • im Isarmündungsgebiet und
  • im Mangfalltal

sowie im Norden Bayerns die Vorkommen im Raum Aschaffenburg.

Die qualitative Belastung des oberflächennahen Grundwassers führte dazu, dass in vielen Gebieten die Nutzung der bisher noch unbelasteten Tiefengrundwässer zunimmt. Die ist wasserwirtschaftlich unerwünscht. Bedeutende Bilanzierungen solcher GwVorkommen wurden für

  • den Malmkarst des süddeutschen Molassebeckens,
  • das Tertiär im Raum München und Augsburg
    sowie für
  • den Benker Sandstein in Mittelfranken durchgeführt.

Zwei umfangreiche Bilanzierungen für Teilgebiete im süddeutschen Molassebecken erforderten aufgrund der hydrogeologischen Besonderheiten und der zeitlich veränderlichen Strömungsverhältnisse sehr komplexe Modelle:

  • Im niederbayerisch-oberösterreichischen Bäderdreieck wurde das gemeinsame Thermalwasservorkommen bilanziert, um einheitliche Planungsgrundlagen für den Bereich der Thermalwassernutzung zu schaffen.
  • Im Bereich Ingolstadt/Neuburg a. d. Donau war eine Bilanzierung erforderlich, um Aussagen über das für die öffentliche Wasserversorgung nutzbare GwDargebot aus dem Malmaquifer zu erhalten. Für dieses Bilanzgebiet spielten als Besonderheit die extrem unterschiedlichen GwAlter der einzelnen Zustromkomponenten eine wesentliche Rolle.
Darstellung der GwBilanz für das Thermalwasservorkommen im niederbayerisch-oberösterreichischen Molassebecken. Bild vergrößern GwBilanz für das Thermalwasservorkommen im niederbayerisch-oberösterreichischen Molassebecken

















Nachfolgend aufgeführte Bilanzierungen sind in letzter Zeit abgeschlossen worden:

  • Studie zur Nutzung des GwVorkommens im überdeckten Sandsteinkeuper im südlichen Mittelfranken.
    Zur Wasserversorgung der Bevölkerung ist in Mittelfranken mittel- und langfristig auch die Entnahme von Tiefengrundwasser aus dem überdeckten Keuper nötig. Dieser GwKörper wird gleichzeitig auch zur Produktion von Mineralwässern herangezogen. Die Beobachtungen ließen darauf schließen, dass die bestehende Nutzung nicht mehr nachhaltig ist. Zur Beurteilung, ob und ggf. wo die GwEntnahmen einzuschränken sind sowie zur Optimierung der GwEntnahmen wurde diese Bilanzierung durchgeführt.
  • Tertiärgrundwasserbilanzierung im Großraum Augsburg
    Das Projekt dient der vorausschauenden Bewirtschaftung der GwVorräte und Sicherstellung der Trinkwasserversorgung in diesem bedeutenden Wirtschaftsraum. Die Notwendigkeit und Dringlichkeit ergab sich aus der Erkenntnis, dass bereichsweise das GwDargebot durch bestehende Rechte erheblich ausgenutzt wird und beabsichtigte GwEntnahmen – insbesondere aus dem tieferen Tertiär – in Hinblick auf die Verträglichkeit mit dem nutzbaren GwDargebot zu beurteilen sind. Dies betrifft die öffentliche Wasserversorgung, aber auch Lebensmittelbetriebe, einschließlich Brauereien und Abfüller von Mineralwasser.

Mit den erarbeiteten Grundwasserbilanzen stehen der Wasserwirtschaftsverwaltung für ihre fachlichen Aufgaben belastbare hydrogeologische und grundwasserhydraulische Grundlagen zur Verfügung.

Derzeit geplant sind Bilanzbetrachtungen im Raum Unterfranken sowie die Erweiterung der vorliegenden Tertiärgrundwasserbilanzierung nach Westen sowie in den Raum Ober- und Niederbayern.