Grundwasserstände
Die nachfolgende Darstellung und Beschreibung der Grundwasserverhältnisse im Jahr 2021 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 Meter über Normal Null, die x-Achse den zeitlichen Verlauf über die Monate November 2020 bis Dezember 2021. 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 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. Von Januar bis Ende Juni bewegten sich die Grundwasserstände auf einem niedrigen Niveau unterhalb des langjährigen Mittelwertes. Im Januar wurde der Jahresniedrigstwert detektiert. Die leicht überdurchschnittlichen Niederschlagsmengen Ende Januar und Anfang Februar 2021 führten zu einem geringen Anstieg der Grundwasserstände. In den Monaten März und April verharrten die Grundwasserstände in etwa auf einem gleichbleibenden Niveau, was auf mäßige Niederschlagsmengen in diesen Monaten zurückzuführen ist. Die folgenden, teils sehr niederschlagsreichen Monate von Mai bis August führten zunächst lediglich zu einem schwachen Anstieg der Grundwasserstände im Mai. Erst Ende Juni erfolgte dann ein sprunghafter Anstieg der Grundwasserstände, jedoch immer noch unter dem Niveau des langjährigen Mittelwertes. Anfang September wurde schließlich der Jahreshöchstwert, welcher jedoch nur geringfügig über dem langjährigen Mittelwert lag, registriert. Von diesem Zeitpunkt an fielen die Grundwasserstände, bedingt durch die trockenen Herbstmonate, kontinuierlich bis Ende Dezember.
Abbildung 1: Verlauf der Grundwasserstände im Niederterrassenschotter der Münchener Schotterebene (Messstelle Eching 275D, beobachtet seit 1939) - HHW: 465,59m ü.NN, MW: 463,76m 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 in vielen Fällen mit den zugehörigen Fließgewässern in enger hydraulischer Wechselwirkung. Dies gilt vor allem in Abschnitten mit Stauhaltungen. Insgesamt ist die Entwicklung der Grundwasserstände zu einem hohen Maße abhängig von der Nähe zum Fließgewässer und deren Anbindung an den Aquifer. Dementsprechend prägen sich Niederschlagsereignisse oder Wasserstandsänderungen in den angekoppelten Fließgewässern unterschiedlich rasch und intensiv auf die gemessenen Grundwasserstände aus.
Die niederschlagsarmen Monate Ende des Jahres 2020 verursachten an der Referenzmessstelle Rattelsdorf 136 (Abbildung 2) sehr niedrige Grundwasserstände. Im Januar 2021 wurde dann der niedrigste gemessene Grundwasserstand seit Beginn der Wasserstandsmessungen an der Messstelle erfasst. Durch ausgeprägte Niederschläge im Januar erholte sich ab Februar die Situation. Es kam bis März zu einem stetigen Anstieg der Grundwasserstände, kurzzeitig bis über das Niveau des langjährigen Mittelwertes. Ende März wurde der Jahreshöchstwert erreicht. Trotz teils überdurchschnittlich feuchter Monate (zum Beispiel Mai, August) folgte von hier an bis Anfang Dezember eine langanhaltende Absenkphase. Die Grundwasserstände gingen deutlich unter das Niveau des langjährigen Mittelwertes zurück.
Abbildung 2: Verlauf der Grundwasserstände im Quartär (Messstelle Rattelsdorf 136, beobachtet seit 1972) - HHW: 245,33m ü.NN, MW: 242,14m ü.NN, NNW: 241,07m ü.NNMolassebecken (Tertiär)
Das Grundwasser des ersten Hauptgrundwasserleiters im tertiären Molassebecken südlich der Donau liegt in vielen Fällen in Tiefen von ≤50 m 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.
Der an vielen Grundwassermessstellen im Molassebecken zu beobachtende, mehrjährige Trend fallender Grundwasserstände hat sich an der Referenzmessstelle Mauern T1 bis Mitte Februar 2021 fortgesetzt (Abbildung 3). Mitte Februar wurde das Jahresminimum, welches zugleich einen neuen Niedrigstwert (NNW) markiert, erreicht. Im weiteren Jahresverlauf verblieben die Grundwasserstände auf einem sehr niedrigen Niveau, woran auch die ausgeprägten Sommerniederschläge nahezu nichts änderten. Das Jahresmaximum der Grundwasserstände wurde Ende November 2021 detektiert. Der Grundwasserspiegel verblieb während des gesamten Jahres 2021 deutlich unterhalb des langjährigen Mittelwertes.
Abbildung 3: Verlauf der Grundwasserstände der Oberen Süßwassermolasse des Tertiärs (Messstelle Mauern T 1, beobachtet seit 2005) - HHW: 425,39m ü.NN, MW: 424,79m ü.NN, NNW: 424,10m 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 (Abbildung 4) gingen die Grundwasserstände bis Ende Januar 2021 bis auf das Jahresminimum zurück. Erst die Februarniederschläge führten anschließend zu einem markanten Anstieg der Grundwasserstände und zum Erreichen des Jahreshöchstwertes Mitte Februar. Anschließend sanken die gemessenen Grundwasserstände erneut kontinuierlich bis Dezember ab. Der an vielen Grundwassermessstellen zu beobachtende, mehrjährige Trend fallender Grundwasserstände in weiten Bereichen des Malms hat sich in Summe auch im Jahr 2021 fortgesetzt.
Abbildung 4: Verlauf der Grundwasserstände im Malmkarst (Messstelle Heiligenstadt 9, beobachtet seit 1996) - HHW: 458,69m ü.NN, MW: 445,70m ü.NN, NNW: 441,02m ü.NNSandsteinkeuper
In den Kluftgrundwasserleitern des Sandsteinkeupers fand, aufgrund der niederschlagsarmen Monate Ende 2020, zu Jahresbeginn nur wenig Grundwasserneubildung statt. Die Grundwasserstände an der Referenzmessstelle Hallstadt 16 bewegten sich im Januar nur knapp oberhalb des NNW-Wertes (Abbildung 5). Bedingt durch das Niederschlagsgeschehen Ende Januar und Anfang Februar stiegen die Grundwasserstände bis März 2021 an. Während der überwiegend durchschnittlichen Niederschlagsmengen in den Monaten Mai bis August (Ausnahme Juli: deutlich überdurchschnittliche Niederschlagsmengen) kam es zu einem mäßigen Rückgang der Grundwasserstände im weiteren Jahresverlauf. Das Jahresminimum der Grundwasserstände wurde Ende Januar und das Jahresmaximum im März erreicht. 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 2021 entweder fortgesetzt oder die Grundwasserstände haben sich auf einem niedrigen Niveau stagniert.
Abbildung 5: Verlauf der Grundwasserstände im Sandsteinkeuper (Messstelle Hallstadt 16, beobachtet seit 1997) - HHW: 243,14m ü.NN, MW: 241,77m ü.NN, NNW: 240,92m 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 2021 in den oberflächennahen und überdeckten Grundwasserleitern vergleichsweise gering aus. Auch im tiefliegenden Karstaquifer verlief die jährliche Regeneration der Grundwasservorräte mäßig. Nach den sehr niedrigen Grundwasserständen zum Ende des Vorjahres wurde an der Referenzmessstelle Volkach MU 16 Mitte Januar der Jahresniedrigstwert gemessen (Abbildung 6). Die ausgeprägten Niederschläge Ende Januar und im Laufe des Februars führten zu einem deutlichen Anstieg der Grundwasserstände, so dass Mitte Februar der Jahreshöchstwert erreicht wurde. Daran anschließend folgte bis Juli eine Absenkphase. Diese wurde, bedingt durch die niederschlagsreichen Monate Juni und Juli durch einen erneuten Anstieg der Grundwasserstände kurzzeitig unterbrochen. Die trockenen Monate September, Oktober und November verursachten eine erneut langanhaltende Absenkphase. Über das gesamte Jahr gesehen blieben die Grundwasserstände lediglich für wenige Wochen (Februar bis März, Mitte Juli bis Anfang August) oberhalb des Niveaus des langjährigen Mittelwertes.
Abbildung 6: Verlauf der Grundwasserstände im Muschelkalk (Messstelle Volkach MU 16,beobachtet seit 2008) HHW: 193,44m ü.NN, MW: 188,51m ü.NN, NNW: 187,64m 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 2021 auf einem sehr geringen Niveau mit einem Jahresniedrigstwert im Januar. Aufgrund der ausgeprägten Niederschläge Ende Januar stiegen die Grundwasserstände an. Von Ende Februar bis Anfang Mai stellte sich ein Plateau auf Höhe des langjährigen Mittelwertes ein. Anfang April wurde der Jahreshöchstwert der Grundwasserstände erfasst. Von Mitte Mai bis November folgte eine langanhaltende Absenkphase bis auf ein erneut sehr niedriges Niveau. Abbildung 7 veranschaulicht die genannte Entwicklung beispielhaft an der für den Buntsandstein repräsentativen Messstelle Stetten S1. (Hinweis: Auf Grund der Umrüstung der Messtechnik liegen über weite Teile des Jahres 2021 keine kontinuierlichen Messdaten an der Messstelle vor.)
Abbildung 7: Verlauf der Grundwasserstände im Buntsandstein (Messstelle Stetten S1, beobachtet seit 2002) - HHW: 396,45m ü.NN, MW: 394,01m ü.NN, NNW: 392,43m ü.NNDie Entwicklung der Grundwasserstände und Quellschüttungen in Bayern kann im Internet dem Gewässerkundlichen Dienst (GKD) entnommen werden. Hier ist auch ein Download der Tagesmittelwerte möglich. Im Niedrigwasser-Informationsdienst (NID) wird eine fachliche Einschätzung der aktuellen Grundwasserstände im Hinblick auf eine Niedrigwassersituation getroffen. Der Hochwassernachrichtendienst (HND) bietet ausgewählte Grundwassermessstellen mit Bezug zu hochwassergefährdeten Bereichen an.