Bodenwasser

Zur medienübergreifenden Beobachtung von Stoffflüssen und Stoffbelastungen im Wasserkreislauf wird im Rahmen des Integrierten Hydrologischen Monitorings (IHM) der Weg des Wassers mit seinen Inhaltsstoffen vom Niederschlag über das Sickerwasser bis zum Grundwasser und Gebietsabfluss untersucht.

Im Folgenden beschrieben ist der Jahresverlauf der Bodenfeuchte als wesentliche Steuerungsgröße für Sickerwasser- und Grundwasserneubildung am Beispiel eines bewaldeten Standorts im Bereich des Bayerischen Waldes (Nationalpark). Durchfeuchtung und Austrocknung des Bodens werden vom Wechselspiel aus Niederschlag und Verdunstung bestimmt. Bei hoher Bodenfeuchte bildet sich freies Sickerwasser, das in durchlässigen Böden der Schwerkraft folgend dem Grundwasser zufließt. Die Bodenfeuchte wird direkt als Bodenwassergehalt (Vol.%) und indirekt als Bodensaugspannung in Hektopascal (hPa) gemessen. In der Grafik ist die Bodensaugspannung dargestellt. Sehr niedrige negative Werte zeigen eine starke Austrocknung, Werte nahe Null eine starke Durchfeuchtung mit Bildung von Sickerwasser an. Bei Werten um oder über Null bildet sich Stauwasser, an Hängen auch oberflächennaher Abfluss. Als Messgeräte sind pro Messtiefe (-50cm und -200cm) je vier Tensiometer für die Saugspannungsmessung und acht Saugkerzen zur Entnahme von Bodenwasser eingebaut.

Der Standort Bayerischer Wald ist durch Silikatgesteine des kristallinen Grundgebirges (vor allem Granite und Gneise) und deren Verwitterungsprodukte geprägt. Das Speichervolumen der Gesteine bzw. der zugehörigen Verwitterungsprodukte ist nicht besonders hoch, so dass sich Änderungen des Niederschlagsgeschehens hier vergleichsweise schnell auf die Grundwasserneubildung auswirken können.

Abbildung 1: Jahresverlauf 2023 von Bodenfeuchte, Sickerwasserbildung und Grundwasserstand am Messstandort "Bayerischer Wald"

Das Jahr 2023 reiht sich, wie die vorausgegangen Jahre 2003, 2018 bis 2020 und 2022 meteorologisch betrachtet, ebenfalls in die vorgenannten Trockenjahre ein bzw. war sogar das wärmste seit Aufzeichnungsbeginn (siehe Kapitel Meteorologie). Das vorangegangene Jahr 2022 war dazu im Herbst (September bis November) deutlich zu trocken. Diese Witterungsverhältnisse spiegeln sich auch in der Grafik (Abbildung 1) wider. Die Sickerwasserbildung war Ende 2022 nur gering ausgeprägt. Erst Ende Dezember 2022 wurde ein Anstieg der Sickerwasserbildung verzeichnet, der auch – zeitlich verzögert – einen Anstieg des Grundwasserstandes zur Folge hatte.

Überdurchschnittliche Temperaturen und eine Verlagerung des Wassers während der Vegetationspause in tiefere Schichten führten zum Jahreswechsel 2022/2023 zu einem merklichen Grundwasseranstieg. Von Januar bis Ende Februar fiel die Sickerwasserbildung kontinuierlich ab, der Grundwasserstand mit zeitlicher Verzögerung ebenso. Durch Schneefall, Schneeschmelze und Regen Mitte/Ende Februar stieg die Sickerwasserbildung stark an. Mit zeitlicher Verzögerung stieg auch der Grundwasserstand bis Ende Februar kontinuierlich an und pendelte sich anschließend auf einem etwas niedrigerem Niveau ein. Ab Mitte April – mit Nachlassen der Sickerwasserbildung aufgrund der einsetzenden Vegetationsperiode – sank der Grundwasserspiegel langanhaltend ab. Ergiebiger Dauerniederschlag Ende Juli/Anfang August sorgte erst Mitte August für ein signifikantes Ansteigen der Bodenfeuchte und damit einhergehende Sickerwasserbildung, welche jedoch nur zu einem ganz leichten, weiterhin unterdurchschnittlichen Grundwasseranstieg führte, da das Wasser in der Bodenzone verblieb und nur geringe Anteile das Grundwasser erreichten. Erst am Ende der Vegetationsperiode im, laut Witterungsbericht markant zu nassem, November war wieder ein deutlicher Grundwasseranstieg zu verzeichnen.