Grundwasserstände

Die nachfolgende Darstellung und Beschreibung der Grundwasserverhältnisse im Jahr 2017 konzentriert sich auf die weitflächigen Porengrundwasserleiter (Tertiär, Quartär) im südbayerischen Raum, auf die Kluft- und Karstgrundwasserleiter (Trias bis Kreide) nördlich der Donau sowie auf die räumlich eingegrenzten Porengrundwasserleiter in den Talräumen im Maineinzugsgebiet in Nordbayern.

Vorbemerkung zu den Grafiken
Die y-Achse zeigt den gemessenen Grundwasserstand in m ü. NN, die x-Achse den zeitlichen Verlauf über die Monate November 2016 bis Dezember 2017. Die blaue Ganglinie entspricht dem tatsächlich gemessenen Grundwasserstand im angegebenen Zeitraum. Die horizontale grüne Linie repräsentiert den mittleren Grundwasserstand (MW) und die horizontale rote Linie repräsentiert den niedrigsten gemessenen Grundwasserstand (NNW), jeweils bezogen auf die gesamte Beobachtungsdauer.

Quartäre Grundwasserleiter

Die Grundwasserstandsentwicklung an der Messstelle Eching 275 D (Abb. 1) zeigt stellvertretend die Entwicklung der Grundwasserverhältnisse in den quartären Schotterflächen. Der Jahreshöchstwert wurde hier Anfang September beobachtet, wobei das Niveau des langjährigen Mittelwertes ganzjährig nicht erreicht wurde. Die überdurchschnittlichen Niederschläge der Monate Oktober bis Dezember konnten den bis Jahresende abnehmenden Trend nur bedingt aufhalten. Ein neuer Niedrigstwert wurde im Jahr 2017 nicht beobachtet.

Abb. 1: Verlauf der Grundwasserstände im Niederterrassenschotter der Münchener Schotterebene (Messstelle Eching 275D, beobachtet seit 1939) - HHW: 465,59 m ü. NN, MW: 463,46 m ü. NN, NNW: 463,68 m ü. NN

Die räumlich eingegrenzten und geringmächtigen quartären Grundwasservorkommen in den Flusstälern Nordbayerns werden maßgeblich durch flächige Grundwasserneubildungsereignisse oder durch seitliche Randzuflüsse beeinflusst und stehen mit den zugehörigen Fließgewässern in enger hydraulischer Wechselwirkung, insbesondere in Abschnitten mit Stauhaltungen. Sie zeigen deshalb vielmals rasche Grundwasserstandsschwankungen als Folge von Niederschlagsereignissen oder Wasserstandsänderungen in den angekoppelten Fließgewässern.

Die Messstelle Frühlingslust 86A (Abb. 2) zeigte nahezu ganzjährig sinkende Grundwasserstände, womit sich die Entwicklung aus dem Vorjahr fortgesetzt hat. Die im Durchschnitt liegenden Niederschläge reichten hier nicht aus, um eine Trendwende einzuleiten. Dies ist vor allem auf das Niederschlagsdefizit während der eigentlichen Grundwasserneubildungsphase im Januar und Februar zurückzuführen. Die vergleichsweise hohen Niederschläge im Juli und August führten zu keinem nennenswerten Anstieg des Grundwasserspiegels. Obwohl auch die Monate Oktober bis Dezember in Nordbayern überdurchschnittlich viel Niederschlag aufwiesen, sanken die Grundwasserstände weiter, bis Ende November ein neuer Niedrigstwert erreicht wurde.

Abb. 2: Verlauf der Grundwasserstände im Quartär (Messstelle Frühlingslust 86A, beobachtet seit 1938) - HHW: 116,34 m ü. NN, MW: 113,32 m ü. NN, NNW: 112,58 m ü. NN

Molassebecken (Tertiär)

Das Grundwasser im tertiären Molassebecken südlich der Donau liegt in Tiefen von rund 50 m bis 200 m unter Gelände. In der Regel sind hier die Grundwässer gespannt und fließen natürlicherweise den größeren Fließgewässern zu. Bedingt durch die Tiefenlage unter Gelände und der dadurch verzögerten Grundwasserneubildung reagiert das Grundwasser relativ träge und zeitverzögert auf das Niederschlagsgeschehen. Ausgehend von den relativ niedrigen Grundwasserspiegeln gegen Ende des Jahres 2016 wirkten sich zum Beispiel an der Grundwassermessstelle Mauern T1 die Niederschlagsereignisse zu Jahresbeginn durch Erreichen eines Jahreshöchststandes im Februar aus (Abb. 3). Der Grundwasserspiegel stagnierte anschließend bis Mitte des Jahres auf einem Niveau deutlich unterhalb des langjährigen Mittels. Der Beginn der warmen Sommermonate und die nur durchschnittlichen Niederschlagsmengen in der zweiten Jahreshälfte führten ab September bis zum Jahresende zu einem abfallenden Trend der Grundwasserstände. Lokal wurden auch neue Niedrigstwerte der Grundwasserstände registriert. An der Messstelle Mauern T1 wurde Ende Dezember ein neuer Niedrigstwert gemessen.

Abb. 3: Verlauf der Grundwasserstände der Oberen Süßwassermolasse des Tertiärs (Messstelle Mauern T 1, beobachtet seit 2005) - HHW: 425,39 m ü. NN, MW: 424,91 m ü. NN, NNW: 424,49 m ü. NN

Malm (Jura)

Im Weißen Jura (Malm) der Fränkischen Alb, mit seiner fortgeschrittenen Verkarstung, bewegt sich das Grundwasser in Kluft- und Schichtfugen, die vielfach durch Verkarstungsprozesse zu unterirdischen Fließgerinnen ausgeweitet sind. Die Ausprägung der Klüftung und die Raumlage der Karsthohlräume bestimmt maßgebend das Fließgeschehen, welches rasch auf Niederschlags- und Hochwasserereignisse reagiert. Oberhalb des Grundwasserspiegels befindliche Karsthohlräume können zudem als temporäre Zwischenspeicher wirken.

Die in Nordbayern sehr niederschlagsarmen Wintermonate führten an der ausgewählten Referenzmessstelle Heiligenstadt 9 (Abb. 4) ab April zu fallenden Grundwasserständen bis in den Spätsommer hinein. Überdurchschnittliche Niederschläge ab August ließen die Grundwasserstände in der zweiten Jahreshälfte wieder steigen. Insbesondere die Niederschläge der Monate Oktober und November führten zu einer schnellen Reaktion des Grundwassers mit einem starken Ansteigen der Grundwasserstände. Zum Jahreswechsel 2017/18 wurde nahezu das Maximum des Vorjahres erreicht. Insgesamt liegen die Messwerte im Jahresverlauf meist deutlich unter dem langjährigen Mittel.

Abb. 4: Verlauf der Grundwasserstände im Malmkarst (Messstelle Heiligenstadt 9, beobachtet seit 1996) - HHW: 458,69 m ü. NN, MW: 446,23 m ü. NN, NNW: 441,23 m ü. NN

Sandsteinkeuper

In den Kluftgrundwasserleitern des Sandsteinkeupers fand zu Jahresbeginn aufgrund der geringen Niederschläge nur wenig Grundwasserneubildung statt, weshalb die Grundwasserstände nicht nennenswert angestiegen sind (Abb. 5). Im Jahresverlauf stagnierten die Grundwasserstände bis in den Spätsommer hinein auf einem unterdurchschnittlichen Niveau. Niederschlagsereignisse ab Juli führten zu steigenden Grundwasserständen in der zweiten Jahreshälfte. Überdurchschnittliche Niederschläge im Oktober und November sorgten schließlich dafür, dass zum Jahresende die Grundwasserstände erstmalig das langjährige Mittel übertreffen konnten.

Abb. 5: Verlauf der Grundwasserstände im Sandsteinkeuper (Messstelle Hallstadt 16, beobachtet seit 1997) - HHW: 243,14 m ü. NN, MW: 241,84 m ü. NN, NNW: 241,04 m ü. NN

Muschelkalk

Die tief liegenden Grundwasservorkommen im verkarsteten und überdeckten Muschelkalk Mittel- und Unterfrankens reagieren zeitlich verzögert auf Niederschlags- bzw. Neubildungsereignisse und zeigen einen insgesamt trägeren und gedämpften Verlauf der Grundwasserstandsschwankungen. Die Grundwasserneubildung fiel in oberflächennahen und überdeckten Grundwasserleitern 2017 sehr gering aus. Auch im tief liegenden Karstaquifer war die Regeneration der Grundwasservorräte nur schwach ausgeprägt. Nach den niedrigen Grundwasserständen zum Ende des Vorjahres stellte sich der Jahreshöchstwert an der ausgewählten Messstelle Stadtwald/Würzburg (WÜ-MU 4), mit entsprechender zeitlicher Verzögerung zu den unterdurchschnittlichen Niederschlägen von Januar bis Mai, erst gegen Ende Juni ein (Abb. 6). Ab Juli wurden dann bis zum Jahresende sinkende Grundwasserstände beobachtet. Zum Ende des Jahres lagen die Messwerte wieder auf etwa demselben Niveau wie zu Jahresbeginn. Im Laufe des Jahres 2017 bewegten sich die Grundwasserstände an der Messstelle durchgängig unter dem langjährigen Mittelwert.

Abb. 6: Verlauf der Grundwasserstände im Muschelkalk (Messstelle Stadtwald / Würzburg (WÜ-MU 4), beobachtet seit 1998) - HHW: 223,08 m ü. NN, MW: 217,88 m ü. NN, NNW: 216,56 m ü. NN

Buntsandstein

Für die Kluftgrundwasserleiter des Buntsandsteins ist die Entwicklung der Grundwasserstände abhängig von der Ausbildung der Klüfte und deren Anbindung an die Erdoberfläche. Dementsprechend wirken sich Niederschlagsereignisse unterschiedlich rasch und intensiv auf das Grundwasser aus. Bei einer Überdeckung durch den Oberen Buntsandstein zeigt sich in der Regel ein gedämpfter Verlauf der Grundwasserstände.

In den Verbreitungsgebieten des Buntsandsteins begann das Jahr 2017 überwiegend mit sehr niedrigen Grundwasserständen. Trotz der verhältnismäßig geringen Niederschläge in den Monaten Januar bis März stiegen die Grundwasserstände bereits ab Anfang Februar bis Ende März deutlich an und überschritten dabei das langjährige Mittel. Anschließend setzte eine ausgeprägte Absenkphase ein, die bis Ende Juli angehalten hat. Starke Niederschläge ließen das Grundwasser Ende Juli kurzfristig erneut stark ansteigen. Bedingt durch überdurchschnittliche Niederschläge wurden dann im letzten Quartal kontinuierlich ansteigende Grundwasserstände oberhalb des langjährigen Mittels beobachtet. Abb. 7 veranschaulicht die genannte Entwicklung im Jahresverlauf beispielhaft an der für den Buntsandstein repräsentativen Messstelle Kothen S5.

Abb. 7: Verlauf der Grundwasserstände im Buntsandstein (Messstelle Kothen S5, beobachtet seit 2001) - HHW: 406,78 m ü. NN, MW : 403,17 m ü. NN, NNW: 401,24 m ü. NN