Wasserkreislauf und -bilanzen

Allgemeines zum Wasserkreislauf

Der Wasserkreislauf beschreibt den Transport und die Speicherung von Wasser im Bereich von Atmosphäre, Festland und Ozeanen. Damit einher gehen wiederholte Änderungen des Aggregatzustands (fest – flüssig – dampfförmig) und eine fortwährende Erneuerung der Süßwasservorräte. Wichtige Komponenten des Wasserkreislaufes und zugleich zentrale Größen der Wasserbilanz sind der Niederschlag, die Verdunstung und der Abfluss.

Niederschlagswasser gelangt als Regen, Schnee oder Hagel auf die Erdoberfläche, wo es teilweise wieder verdunstet, im Boden versickert oder direkt oberflächlichen Abfluss bildet. Ein großer Teil des versickernden Wassers wird über die Vegetation als Verdunstung wieder an die Atmosphäre zurückgegeben, das übrige Sickerwasser bildet Grundwasser oder gelangt nach kurzer unterirdischer Fließstrecke in die Oberflächengewässer. Das Grundwasser speist ebenfalls Quellen und Flüsse. Vor allem über die Flüsse wird das Wasser in die Ozeane transportiert, wo es in großen Mengen verdunstet und als Niederschlag erneut in den Kreislauf eintritt.

Wasserbilanz

Die Wasserbilanz Bayerns beschreibt die mengenmäßige Aufteilung der Wasserhaushaltsgrößen Niederschlag, Abfluss und Verdunstung.

Der mittlere jährliche Niederschlag ist die zentrale Wasserhaushaltsgröße und steuert die Wassermenge, die für zahlreiche natürliche Prozesse (z.B. Verdunstung, Abfluss, Grundwasserneubildung) und menschliche Nutzungen (z.B. Landwirtschaft, Wasserwirtschaft) zur Verfügung steht. In der Wasserbilanz nimmt der Niederschlag betragsmäßig den größten Anteil ein. Zur Erfassung des Niederschlags betreibt der Deutsche Wetterdienst (DWD) deutschlandweit ein enges Netz von Messstationen.

Als weitere wichtige Komponente des natürlichen Wasserkreislaufs beschreibt die Verdunstung die Umwandlung von (Niederschlags-)Wasser in Wasserdampf. Im Gegensatz zur potentiellen Verdunstung (= maximal mögliche Verdunstungsleistung) berücksichtigt die reale Verdunstung die tatsächlichen Verhältnisse eines Standortes (Boden, Vegetation, Witterung).

Der mittlere jährliche Gesamtabfluss eines Einzugsgebietes lässt sich direkt aus den am Pegel gemessenen langjährigen Abflusszeitreihen bestimmen. Alternativ dazu lässt er sich auch aus der Wasserbilanz (Abfluss = Niederschlag – Verdunstung) ableiten und beschreibt als Bilanzgröße den nicht verdunstenden (d.h. abflussrelevanten) Anteil des Niederschlags. Im Einzelfall kann die reale Verdunstung die Niederschlagshöhe übersteigen und so zu einer negativen Wasserbilanz führen. Die mittlere Gesamtabflusshöhe stellt unter anderem eine wichtige Grundlage zur großräumigen Ermittlung der Grundwasserneubildung dar.

Gezeichnete Bayernkarte mit den Zuflüssen und Abflüssen nach und aus Bayern Bild vergrössern Teilvorgänge in der Wasserbilanz

Von den durchschnittlich 939 Millimetern Jahresniederschlag in Bayern – das sind 939 Liter pro Quadratmeter – werden insgesamt ca. 517 Millimeter von Pflanzen oder über den Boden verdunstet. Die übrigen 422 Millimeter fließen über das Grundwasser, über Quellen, Bäche und Flüsse dem Meer zu. Etwas mehr als die Hälfte davon, nämlich 217 Millimeter, erneuern das Grundwasser, den für die Trinkwassergewinnung wichtigsten Süßwasserspeicher. 205 Millimeter tragen direkt zum oberflächennahen Abfluss bei.

Zusätzlich zu den Niederschlägen fließen ca. 350 Millimeter – also 350 Liter pro Quadratmeter – in Form von Grund- und Oberflächenwasser (hauptsächlich aus Baden-Württemberg und Österreich) nach Bayern. Insgesamt verlassen ca. 770 Millimeter Oberflächen- und Grundwasser Bayern in Richtung Nachbarländer und münden letztendlich in das Meer. Von der gesamten zur Verfügung stehenden Wassermenge nutzt der Mensch rund 76 Millimeter für Privathaushalte, Landwirtschaft und Industrie. Von diesem Wasser kehren 74 Millimeter als erwärmtes oder verschmutztes Wasser über Oberflächengewässer und Grundwasser sowie 2 Millimeter durch Verdunstung in den Wasserkreislauf zurück.

Karten zur Wasserbilanz

Mittlerer Jahresniederschlag in Bayern

Mittlerer Jahresabfluss in Bayern

Mittlerer Jahresverdunstung in Bayern