Grundwasserstände

Die nachfolgende Darstellung und Beschreibung der Grundwasserverhältnisse im Jahr 2020 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 2019 bis Dezember 2020. 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 wirken sich einzelne Niederschlagsereignisse im Jahresverlauf nur geringfügig auf die Grundwasserverhältnisse aus. Diese gedämpfte Reaktion auf Niederschlagsereignisse ist typisch für Gebiete mit größeren Flurabständen, wohingegen in Gebieten mit geringem Flurabstand oder in Fließgewässernähe die Grundwasserstände üblicherweise schneller und deutlicher reagieren.

Die Messstelle Eching 275D (Abbildung 1) zeigt stellvertretend die Grundwasserstandsentwicklung für die quartären Schotterflächen. Die stark überdurchschnittlichen Niederschlagsmengen im Februar 2020 führten zu einem leichten Anstieg der Grundwasserstände. Bis Mai folgten dann mehrere zu trockene Monate, von Juni bis Oktober wechselten sich feuchte und trockene Monate ab, so dass die Grundwasserstände in etwa auf einem gleichbleibenden Niveau verharrten. Die Monate November und Dezember fielen dann erneut markant zu trocken aus, was in einem leichten Abfall des gemessenen Grundwasserspiegels resultierte.

Die gemessenen Grundwasserstände bewegten sich im Jahr 2020 durchgehend auf einem niedrigen Niveau unterhalb des langjährigen Mittelwertes. Der Jahreshöchstwert wurde Anfang Juli und der Jahresniedrigstwert Anfang Februar registriert.

Abbildung 1: Verlauf der Grundwasserstände im Niederterrassenschotter der Münchener Schotterebene (Messstelle Eching 275D, beobachtet seit 1939) - HHW: 465,59m ü.NN, MW: 463,42m ü.NN, NNW: 462,68m 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. Dies gilt vor allem in Abschnitten mit Stauhaltungen. Sie zeigen deshalb oftmals rasche Grundwasserstandsschwankungen als Folge von Niederschlagsereignissen oder Wasserstandsänderungen in den angekoppelten Fließgewässern.

Die ausgeprägten Niederschläge im Laufe des Februars und Anfang März führten an der Referenzmessstelle Rattelsdorf 136 (Abbildung 2) zu einem deutlichen Anstieg der Grundwasserstände, so dass Mitte März der Jahreshöchstwert erreicht wurde. Nach einer anschließenden Absenkphase führten die Niederschlagsereignisse im Juni erneut zu einem leichten Anstieg des Grundwassers. Von Mitte Juni bis zum Jahresende folgte eine langanhaltende Absenkphase, so dass Ende Dezember das Jahresminimum erreicht wurde. Über das gesamte Jahr gesehen blieben die Grundwasserstände mit Ausnahme von Mitte März bis Ende April unter dem Niveau des langjährigen Mittelwertes.

Abbildung 2: Verlauf der Grundwasserstände im Quartär (Messstelle Rattelsdorf 136, beobachtet seit 1972) - HHW: 245,33m ü.NN, MW: 242,13m ü.NN, NNW: 241,08m ü.NN

Molassebecken (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 2019 führten an der Referenzmessstelle Mauern T1 die Niederschlagsereignisse im Februar zu keiner nennenswerten Reaktion der Grundwasserstände (Abbildung 3). Im weiteren Jahresverlauf fielen die Grundwasserstände stetig weiter, bis Ende Dezember das Jahresminimum, welches zugleich einen neuen NNW-Wert markiert, erreicht wurde. Der Grundwasserspiegel verblieb während des gesamten Jahres 2020 durchgehend unterhalb des langjährigen Mittelwertes. Der an vielen Grundwassermessstellen zu beobachtende, mehrjährige Trend fallender Grundwasserstände im Molassebecken hat sich somit auch im Jahr 2020 weiter fortgesetzt.

Abbildung 3: Verlauf der Grundwasserstände der Oberen Süßwassermolasse des Tertiärs (Messstelle Mauern T 1, beobachtet seit 2005) - HHW: 425,39m ü.NN, MW: 424,81m ü.NN, NNW: 424,12m ü.NN

Malm (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 (Abbildung 4) stiegen, ausgehend von einem sehr niedrigen Niveau Ende 2019, die Grundwasserstände etwas an, blieben aber unterhalb des langjährigen Mittelwertes. Die ausgeprägten Februarniederschläge führten anschließend zu einem markanten Anstieg der Grundwasserstände und zum Erreichen des Jahreshöchstwertes Mitte März. Anschließend sanken die gemessenen Grundwasserstände bis Jahresende kontinuierlich ab, bis Mitte Dezember das Jahresminimum erreicht wurde. Über das gesamte Jahr gesehen blieben die Grundwasserstände mit Ausnahme von Anfang Februar bis Ende April unter dem Niveau des langjährigen Mittelwertes. Der an vielen Grundwassermessstellen zu beobachtende, mehrjährige Trend fallender Grundwasserstände in weiten Bereichen des Malm hat sich auch im Jahr 2020 weiter fortgesetzt.

Abbildung 4: Verlauf der Grundwasserstände im Malmkarst (Messstelle Heiligenstadt 9, beobachtet seit 1996) - HHW: 458,69m ü.NN, MW: 445,88m ü.NN, NNW: 441,02m ü.NN

Sandsteinkeuper

In den Kluftgrundwasserleitern des Sandsteinkeupers fand zu Jahresbeginn aufgrund der geringen Niederschläge nur wenig Grundwasserneubildung statt. So stiegen an der Referenzmessstelle Hallstadt 16 (Abbildung 5) die Grundwasserstände in den ersten Monaten 2020 nur geringfügig an, bis Anfang April der Jahreshöchstwert erreicht wurde. Bedingt durch die vergleichsweise niederschlagsarmen Folgemonate sanken die Grundwasserstände dann bis Jahresende wieder kontinuierlich ab, bis Mitte Dezember ein neuer Niedrigstwert erreicht wurde. Über das gesamte Jahr gesehen blieben die Grundwasserstände unter dem Niveau des langjährigen Mittelwertes. Der an vielen Grundwassermessstellen zu beobachtende, mehrjährige Trend fallender Grundwasserstände in weiten Bereichen des Sandsteinkeupers hat sich auch im Jahr 2020 weiter fortgesetzt.

Abbildung 5: Verlauf der Grundwasserstände im Sandsteinkeuper (Messstelle Hallstadt 16, beobachtet seit 1997) - HHW: 243,14m ü.NN, MW: 241,74m ü.NN, NNW: 240,92m ü.NN

Muschelkalk

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 2020 in den oberflächennahen und überdeckten Grundwasserleitern vergleichsweise gering aus. Auch im tiefliegenden Karstaquifer verlief die Regeneration der Grundwasservorräte eher mäßig. Nach den sehr niedrigen Grundwasserständen zum Ende des Vorjahres wurde an der Referenzmessstelle Stadtwald/Würzburg (WÜ-MU 4) Anfang Januar der Jahresniedrigstwert gemessen (Abbildung 6). Die ausgeprägten Niederschläge im Laufe des Februars und Anfang März führten zu einem deutlichen Anstieg der Grundwasserstände, so dass Ende März der Jahreshöchstwert erreicht wurde. Daran anschließend folgte bis zum Jahresende eine langanhaltende Absenkphase, in deren Verlauf ab Oktober/November wieder deutlich unterdurchschnittliche Grundwasserstände registriert wurden. Über das gesamte Jahr gesehen blieben die Grundwasserstände lediglich von Mitte März bis Mitte Juli oberhalb des Niveaus des langjährigen Mittelwertes.

Abbildung 6: Verlauf der Grundwasserstände im Muschelkalk (Messstelle Stadtwald/Würzburg (WÜ-MU 4), beobachtet seit 2003) HHW: 223,08m ü.NN, MW: 217,76m ü.NN, NNW: 216,48m 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 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 2020, ausgehend von einem geringen Niveau, mit steigenden Grundwasserständen. Mitte März wurde dann der Jahreshöchstwert erreicht. Daran anschließend folgte bis zum Jahresende eine langanhaltende Absenkphase mit über weite Strecken sehr niedrigen Grundwasserständen. Über das gesamte Jahr gesehen blieben die Grundwasserstände nur von Mitte Februar bis Ende Juni oberhalb des Niveaus des langjährigen Mittelwertes. Abbildung 7 veranschaulicht die genannte Entwicklung beispielhaft an der für den Buntsandstein repräsentativen Messstelle Stetten S1.

Abbildung 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