Grundwasserstände
Die nachfolgende Darstellung und Beschreibung der Grundwasserverhältnisse im Jahr 2019 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 2018 bis Dezember 2019. Die blaue Ganglinie zeigt die Tagesmittelwerte der gemessenen Grundwasserstände im angegebenen Zeitraum. Die horizontale grüne Linie repräsentiert den mittleren Grundwasserstand (MW), die blaue horizontale Linie repräsentiert den höchsten gemessenen Grundwasserstand (HHW) und die horizontale rote Linie repräsentiert den niedrigsten gemessenen Grundwasserstand (NNW), jeweils bezogen auf die gesamte Beobachtungsdauer der jeweiligen Messstelle.
Quartäre Grundwasserleiter
Im Gebiet der weiträumigen quartären Schotterflächen südlich der Donau sorgten überdurchschnittlich hohe Niederschlagsmengen im Januar 2019 für ansteigende Grundwasserstände. Von Juni bis Jahresende folgten dann mehrere deutlich zu trockene Monate, welche die Grundwasserstände nahezu konstant sinken ließen. Lediglich größere Niederschlagsmengen schlugen kurzfristig (wie z.B. Ende Mai, Anfang Juni) auf die Grundwasserverhältnisse durch. In Gebieten mit größeren Flurabständen wirkten sich diese Neubildungsereignisse deutlich gedämpfter auf die Grundwasserstände aus als in Gebieten mit geringem Flurabstand oder in Fließgewässernähe. Die Niederschläge im Dezember machten sich auf Grund des insgesamt zu trockenen Jahres nicht in einem Anstieg des Grundwasserspiegels bemerkbar.
Die Messstelle Eching 275D (Abb.1) zeigt stellvertretend die Grundwasserstandsentwicklung für die quartären Schotterflächen. Die gemessenen Grundwasserstände bewegten sich über weite Teile des Jahres auf einem niedrigen Niveau, meist unterhalb des langjährigen Mittelwertes. Lediglich in den Zeiträumen Mitte Februar bis Mitte April sowie Mitte Mai bis Anfang Juni wurden mittlere Grundwasserstände erreicht. Der Jahreshöchstwert wurde Ende Mai, und der Jahresniedrigstwert Ende Dezember registriert.
Abb.1: Verlauf der Grundwasserstände im Niederterrassenschotter der Münchener Schotterebene (Messstelle Eching 275D, beobachtet seit 1939) - HHW: 465,59m ü.NN, MW: 463,44m ü.NN, NNW: 462,68m ü.NNDie 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. Dies gilt vor allem in Abschnitten mit Stauhaltungen. Sie zeigen deshalb oftmals rasche Grundwasserstandsschwankungen als Folge von Niederschlagsereignissen oder Wasserstandsänderungen in den angekoppelten Fließgewässern.
Moderate bis geringe Niederschläge zum Jahreswechsel führten an der Referenzmessstelle Rattelsdorf 136 (Abb.2) zu einem leichten Anstieg der Grundwasserstände bis Ende März, welcher sich anschließend bis Anfang Juni fortsetzte. Stärkere Niederschlagsereignisse führten dann zu einem raschen Anstieg des Grundwassers bis in den letzten Maitagen der Jahreshöchstwert erreicht wurde. Von Anfang Juni bis zum Jahresende trat eine Absenkphase ein, so dass Anfang Dezember das Jahresminimum erreicht wurde. Über das gesamte Jahr gesehen blieben die Grundwasserstände durchgehend unter dem Niveau des langjährigen Mittelwertes.
Abb.2: Verlauf der Grundwasserstände im Quartär (Messstelle Rattelsdorf 136, beobachtet seit 1972) - HHW: 245,33m ü.NN, MW: 242,17m ü.NN, NNW: 241,09m ü.NNMolassebecken (Tertiär)
Das Grundwasser des ersten Hauptgrundwasserleiters im tertiären Molassebecken südlich der Donau liegt in Tiefen von rund 50m bis 200m unter Gelände. In der Regel sind hier die Grundwässer gespannt und fließen natürlicherweise den im Molassegebiet vorkommenden 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 einem vergleichsweise niedrigen Grundwasserstand Ende des Jahres 2018 führten die Niederschlagsereignisse an der Referenzmessstelle Mauern T1 zu Jahresbeginn zum Erreichen des Jahreshöchstwertes Anfang April (Abb.3). Die zu warmen und trockenen Folgemonate bewirkten anschließend ein stetiges Absinken der Grundwasserstände. Bis Jahresende wurden erneut Messwerte nahe dem NNW-Wert erreicht. Der Grundwasserspiegel verblieb während des gesamten Jahres 2019 durchgehend unterhalb des langjährigen Mittelwertes.
Abb.3: Verlauf der Grundwasserstände der Oberen Süßwassermolasse des Tertiärs (Messstelle Mauern T 1, beobachtet seit 2005) - HHW: 425,39m ü.NN, MW: 424,85m ü.NN, NNW: 424,20m ü.NNMalm (Jura)
Im Weißen Jura (Malm) der Fränkischen Alb, welcher durch eine fortgeschrittene Verkarstung charakterisiert ist, bewegt sich das Grundwasser in Klüften und Schichtfugen, die sich durch Verkarstungsprozesse vielfach zu unterirdischen Fließgerinnen ausgeweitet haben. Die Ausprägung dieser Klüftung und die Raumlage der Karsthohlräume bestimmt maßgebend das Fließgeschehen, welches an vielen Grundwassermessstellen rasch auf Niederschlags- und Hochwasserereignisse reagiert. Oberhalb des Grundwasserspiegels befindliche Karsthohlräume können zudem als temporäre Zwischenspeicher wirken.
An der Referenzmessstelle Heiligenstadt 9 (Abb.4) wurde Ende 2018 ein neuer Niedrigstwert erreicht. In der Folge sind die Grundwasserstände aufgrund der teils ergiebigen Niederschläge zu Jahresbeginn wieder gestiegen, so dass Anfang April der Jahreshöchststand erreicht wurde. In diesem Zeitraum wurde auch das langjährige Mittel kurzzeitig überschritten. Die folgenden, sehr niederschlagsarmen Monate sorgten dann erneut für stetig sinkende Grundwasserstände bis Ende November. Der niederschlagsreiche Dezember ließ dann den Grundwasserstand zum Jahreswechsel wieder etwas ansteigen. Mit Ausnahme der Jahreshöchstwerte im April verblieb der Grundwasserspiegel während des gesamten Jahres 2019 durchgehend unterhalb des langjährigen Mittelwertes.
Abb.4: Verlauf der Grundwasserstände im Malmkarst (Messstelle Heiligenstadt 9, beobachtet seit 1996) - HHW: 458,69m ü.NN, MW: 445,98m ü.NN, NNW: 441,02m ü.NNSandsteinkeuper
In den Kluftgrundwasserleitern des Sandsteinkeupers fand zu Jahresbeginn aufgrund der geringen Niederschläge nur wenig Grundwasserneubildung statt. So stiegen an der Referenzmessstelle Hallstadt 16 (Abb.5) die Grundwasserstände in den ersten Monaten 2019 nur geringfügig und blieben weiterhin deutlich unter dem Niveau des langjährigen Mittelwertes. Anfang April wurde der Jahreshöchstwert erreicht. Bedingt durch die vergleichsweise niederschlagsarmen Folgemonate sanken die Grundwasserstände dann ab Mitte Juni bis Jahresende wieder kontinuierlich ab, bis Anfang Dezember ein neuer Niedrigstwert erreicht wurde. Der im weiteren überdurchschnittlich nasse Dezember hatte sich bis Jahresende noch nicht merklich auf den Grundwasserstand ausgewirkt.
Abb.5: Verlauf der Grundwasserstände im Sandsteinkeuper (Messstelle Hallstadt 16, beobachtet seit 1997) - HHW: 243,14m ü.NN, MW: 241,78m ü.NN, NNW: 240,97m ü.NNMuschelkalk
Die tief liegenden Grundwasservorkommen im verkarsteten und überdeckten Muschelkalk Mittel- und Unterfrankens reagieren zeitlich oftmals verzögert auf Niederschlags- bzw. Neubildungsereignisse und zeigen einen insgesamt trägen wie auch gedämpften Verlauf der Grundwasserstände. Die Grundwasserneubildung fiel im Jahr 2019 in den oberflächennahen und überdeckten Grundwasserleitern sehr gering aus. Auch im tiefliegenden Karstaquifer verlief die Regeneration der Grundwasservorräte sehr mäßig. Nach den niedrigen Grundwasserständen zum Ende des Vorjahres wurde an der Referenzmessstelle Stadtwald / Würzburg (WÜ-MU 4) Anfang Februar ein neuer Niedrigstwert gemessen (Abb.6). Über den gesamten weiteren Jahresverlauf hinweg zeigte die Messstelle eine sehr geringe Dynamik. Die Grundwasserstände bewegten sich nur geringfügig über dem Niveau des Niedrigstwertes.
Abb.6: Verlauf der Grundwasserstände im Muschelkalk (Messstelle Stadtwald / Würzburg (WÜ-MU 4), beobachtet seit 2003) HHW: 223,08m ü.NN, MW: 217,77m ü.NN, NNW: 216,48m ü.NNBuntsandstein
Für die Kluftgrundwasserleiter des Buntsandsteins ist die Entwicklung der Grundwasserstände abhängig von der Ausbildung der Klüfte und deren Anbindung an die Erdoberfläche. Dementsprechend prägen sich Niederschlagsereignisse unterschiedlich rasch und intensiv bis auf die Grundwasseroberfläche 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 2019, ausgehend von einem geringen Niveau, mit steigenden Grundwasserständen. Mitte April wurde dann der Jahreshöchstwert erreicht. Das überdurchschnittlich trockene zweite Halbjahr sorgte für eine deutliche Absenkung, bis Anfang Dezember der Jahrestiefstwert erreicht wurde. Zum Jahresende stiegen die Grundwasserstände dann wieder geringfügig an, blieben aber deutlich unter dem Niveau des langjährigen Mittels. Abb.7 veranschaulicht die genannte Entwicklung beispielhaft an der für Buntsandstein repräsentativen Messstelle Stetten S1.
Abb.7: Verlauf der Grundwasserstände im Buntsandstein (Messstelle Stetten S1, beobachtet seit 2002) - HHW: 396,45m ü.NN, MW: 394,07m ü.NN, NNW: 392,43m ü.NN