Hydrogeologie in Bayern

Hydrogeologische Großräume Bayern

Bayern verfügt dank seiner klimatischen und geologischen Gegebenheiten über große Grundwasservorkommen im Untergrund. Nahezu das gesamte Trinkwasser in Bayern kann daher aus Grundwasser und Quellen gewonnen werden. Regional können die Grundwassermengen jedoch sehr unterschiedlich verteilt sein.

Die Landesfläche lässt sich in vier hydrogeologisch unterschiedliche Großräume aufteilen:
das Schichtstufen- und Bruchschollenland im Nordwesten, die Grundgebirgsbereiche im Nordosten und im Aschaffenburger Raum, sowie südlich der Donau das Alpenvorland mit den daran anschließenden Alpen.

Schichtstufen- und Bruchschollenland

Das Schichtstufen- und Bruchschollenland umfasst nahezu den gesamten Nordwesten Bayerns nördlich der Donau. Geologisch ist es durch den vielfachen horizontalen sowie vertikalen Wechsel unterschiedlicher Sedimentfolgen mit vorwiegend geringer Schichtneigung charakterisiert. Die Bandbreite der Gesteine ist aufgrund der vielfältigen Ablagerungsbedingungen sehr groß. So finden sich zum Beispiel fein- und grobklastische Sedimente (zum Beispiel Ton- und Schluffsteine, Sandsteine und Konglomerate), marine Bildungen (zum Beispiel Kalksteine, Mergelsteine, Dolomitsteine) und Evaporite (Salzlager, Gips, Anhydrit).

Durch deren Unterschiede bezüglich der hydrogeologischen Eigenschaften, insbesondere der Durchlässigkeiten, ergibt sich als typisches Kennzeichen die Ausbildung eines sog. Grundwasser-Stockwerksbaus. Hier wechseln sich mehrere Grundwasserleiter und Grundwasserstauer in vertikaler Abfolge ab. Durch Änderungen der lithologischen und strukturellen Eigenschaften (Fazieswechsel, Bruchtektonik) können regionale Änderungen der Stockwerkstrennung auftreten. Dies gilt in besonderem Maße für das Bruchschollenland.

Das Grundwasser hat durch die große Bandbreite der Gesteine regional sehr unterschiedliche chemische Zusammensetzungen und reicht von gering bis hoch mineralisierten Gewässern und selten sogar Salzwässer.

Grundgebirge

Das Grundgebirge tritt in einem etwa 285 km langen Streifen von Hof bis Passau entlang der tschechischen Grenze sowie im Bereich des sog. kristallinen Vorspessarts bei Aschaffenburg zutage.
Die Grundwasserführung in den überwiegend magmatischen oder metamorphen Gesteinen wird generell von der Ausbildung und Dichte eines Trennflächengefüges (zum Beispiel Bruchtektonik, Entlastungsklüfte) sowie dem Vorhandensein einer hinsichtlich Mächtigkeit und Ausbildung sehr heterogen ausgebildeten Verwitterungsdecke bestimmt. Die Gesteine selbst führen im ungeklüftetem und unverwittertem Zustand keine oder nur sehr geringe Wassermengen.

Es werden somit überwiegend Kluft-Grundwasserleiter mit in der Regel nur geringen Ergiebigkeiten angetroffen. Die Häufigkeit der wasserwegsamen Trennflächen nimmt generell mit zunehmender Tiefe ab, unterhalb von 100 bis 150 m Tiefe ist keine nennenswerte Wasserführung mehr zu erwarten. Ausnahmen bilden Bereiche mit bedeutenderen Störungs- oder Zerrüttungszonen, wo eine deutliche Grundwasserführung auch bis in einige hundert Meter Tiefe beobachtet werden kann.
Die Zersatzdecke bildet je nach Zusammensetzung meist ohne scharfe Trennung einen Poren-Grundwasserleiter bzw. Kluft-Poren-Grundwasserleiter mit unterschiedlicher Durchlässigkeit über dem unverwitterten, z.T. noch geklüfteten Ausgangsgestein.

Grundgebirgslandschaft

Aufgrund der vorherrschend niedrigen Speicherfähigkeiten und den meist geringen Durchlässigkeiten ist das Grundgebirge grundsätzlich in vielen Bereichen eher Grundwassermangelgebiet. Die Wasserversorgung wird deswegen auch durch Fernwasser aus dem benachbarten Schichtstufenland bzw. aus Trinkwassertalsperren (zum Beispiel Mauthaus, Frauenau) gewährleistet.

Wegen der insgesamt geringen Gesteinslöslichkeit der metamorphen und magmatischen, meist silikatischen Ausgangsgesteine sind die Grundwässer des Grundgebirges überwiegend gering mineralisiert. Höher mineralisierte Grundwässer findet man im Gefolge der tertiären vulkanischen Aktivitäten in der Oberpfalz sowie im Fichtelgebirge.

Alpenvorland

Das Alpenvorland reicht von der Donau im Norden bis zur Alpenfront im Süden.
Die hydrogeologischen Verhältnisse im Alpenvorland werden durch die im Quartär und Tertiär abgelagerten Lockergesteine bestimmt. Die quartären Ablagerungen bestehen aus teils sehr ausgedehnten und mächtigen Kies- und Schotterkörpern mit sehr ergiebigen Grundwasservorkommen. Charakteristisch für die tertiären Ablagerungen ist eine starke vertikale wie horizontale fazielle Verzahnung von fein- bis grobkörnigen Sedimentfolgen. Ergiebige Grundwasservorkommen sind vor allem in den sandig-kiesigen Horizonten der jüngeren Einheiten zu finden. Durch dazwischen liegende gering leitende Schichten sowohl in den quartären als auch tertiären Grundwasser führenden Schichten sind vielfach räumlich sehr heterogene hydrogeologische Verhältnisse gegeben, wobei einzelne Grundwasserstockwerke miteinander verbunden sein können.

Quellaustritt im Alpenvorland

Der Großraum Alpenvorland wird in die vier hydrogeologischen Teilräume Tertiär-Hügelland, Iller-Lech-Schotterplatten, Süddeutsches Moränenland und Fluvioglaziale Schotter gegliedert.
Die Fluvioglazialen Schotter stellen die quartären Ablagerungen großer Flüsse und angrenzender Schotterterassen dar. Dort finden sich die ergiebigsten und regional bis überregional bedeutendsten Grundwasservorkommen in Bayern. Im Tertiär-Hügelland werden die hydrogeologischen Verhältnisse von den mehreren hundert Meter mächtigen Wechselfolgen von Kiesen, Sanden, Schluffen und Tonen bestimmt. Für die Trinkwasserversorgung bedeutend sind die bis zu 250 m mächtigen, recht ergiebigen Schotter und Kiessande der Mittleren Oberen Süßwassermolasse. Die im äußersten Nordwesten des Tertiär-Hügellands und östlich Pfarrkirchen an der Oberfläche anstehenden älteren Einheiten der Molasse sind durch einen zunehmenden Feinkornanteil gekennzeichnet und sind für die Trinkwasserversorgung nur lokal von Bedeutung. Im westlich an das Tertiär-Hügelland angrenzenden Teilraum Iller-Lech-Schotterplatten bestehen ähnliche hydrogeologische Verhältnisse.
Das Süddeutsche Moränenland ist durch einen kleinräumigen Wechsel von quartären Kiesen und Sanden, Moränen- und Seeablagerungen gekennzeichnet. Dadurch kommen teils mehrere übereinander liegende Grundwasserstockwerke mit bereichsweise gespannten Verhältnissen vor. In die Moränen eingelagerte lokal begrenzte Schotterkörper und –rinnen sowie kiesbetonte Moränenbereiche unterschiedlicher Ausbreitung und Mächtigkeit enhalten zum Teil sehr ergiebige Grundwasservorkommen.

Die Grundwässer des Alpenvorlands sind meist als normal mineralisiert zu bezeichnen. In den Grundwässern der Tertiärsedimente treten häufig erhöhte Eisen- und Manganwerte auf, die eine Aufbereitung für Trinkwasserzwecke erforderlich machen.

Alpen

Blick auf das Karwendelgebirge

Die Alpen grenzen südlich an die ungefaltete Molasse des Alpenvorlands an.
Die hydrogeologischen Verhältnisse sind komplex und über weite Bereiche uneinheitlich, da der geologische und tektonische Bau der Alpen sehr kompliziert ist. Ein Großteil der vorkommenden Festgesteine bietet nur eingeschränkt zusammenhängende Hohlräume für die Speicherung größerer Grundwasservorkommen. In der Regel erreicht das Grundwasser in den Festgesteinen nur lokale wasserwirtschaftliche Bedeutung. Großräumig aufteilen lassen sich die Alpen in die Faltenmolasse, die Helvetikum-Flyschzone und in die nördlichen Kalkalpen.
Die Faltenmolasse und die Helvetikum-Flyschzone verhalten sich über weite Strecken hydrogeologisch ähnlich. Die Zirkulation und Speicherung von Grundwasser wird durch den rhythmischen Wechsel von Grundwasser leitenden und gering leitenden Gesteinseinheiten sowie durch den oftmals eng gepressten Faltenbau begrenzt.

Die Nördlichen Kalkalpen sind hydrogeologisch vor allem durch den Schuppen- und Deckenbau gegliedert. In der Kalkalpinen Randschuppe und der Allgäuer Decke sind die Verhältnisse mit wenigen Ausnahmen hydrogeologisch ausgesprochen heterogen, da wegen der engen Faltung und Schuppung ein sehr rascher und unregelmäßiger Wechsel zwischen Grundwasser leitenden und gering leitenden Gesteinseinheiten erfolgt. Anders verhält es sich innerhalb der südlich anschließenden tektonischen Decken. Aufgrund des weiter gespannten Faltenbaus erreichen die einzelnen hydrogeologischen Einheiten dort eine wesentlich größere räumliche Ausdehnung. In den klüftigen Dolomitgesteinen und verkarsteten Kalkgesteinen können sich daher größere Grundwasservorkommen bilden.

Bei den Grundwässern der Alpen handelt es sich aufgrund der hohen Durchsatzraten und damit geringen Grundwasseralter meist um relativ mineralarme Kalkwässer. Höhere Mineralisierungen finden sich in den quartären Schottern und Moränen und im Bereich der Evaporitablagerungen.