Veranstaltungsprogramm

Aufgrund des Klimawandels werden voraussichtlich extreme Wetterereignisse wie Dürren und Überschwemmungen in Zukunft häufiger auftreten. Aufgrund ihres Einflusses auf die Grundwasserneubildung werden sich solche Wetterextreme auf das Süßwasservolumen kleiner Barriereinseln auswirken. Dies ist besonders auf Inseln kritisch, auf denen die Süßwasserlinse die einzige Trinkwasserquelle ist. Um potenzielle, mittelfristige Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen, wurde der Einfluss fünf aufeinanderfolgender trockener oder nasser Jahre auf die Süßwasserlinse unter Verwendung eines dichteabhängigen Grundwasserströmungs- und Transportmodells berechnet. Die gewählten Grundwasserneubildungsraten basieren ebenso wie die verwendeten Tidedaten und Grundwasserförderraten auf realen Einzelwerten aus der Vergangenheit und werden daher als realistisch für Langeoog angesehen. Die Ergebnisse zeigen, dass fünf extrem trockene Jahre das Volumen der Süßwasserlinse um 20% schrumpfen lassen. Extrem nasse Jahre führen zu grundwasserbürtigen Überschwemmungen großer Gebiete im Inneren der Insel. Da sich der Grundwasserstand schnell an neue Grundwasserneubildungsbedingungen anpasst, sind die Überschwemmungen im zweiten Winter bereits fast genauso stark wie im fünften Winter. Das Modell zeigt zudem, dass Gezeiten und Sturmfluten an der mesotidalen deutschen Nordseeküste einen großen Einfluss auf die Süßwasserlinse haben, da sie das Gebiet, in dem sich süßes Grundwasser bildet, einschränken und den Grundwasserstand im Inneren der Insel beeinflussen.

Grundwasserversalzung ist für das Grundwassermanagement weltweit ein bedeutendes Thema. In Niedersachsen sind neben den Küstengrundwasserleitern auch im Binnenland vielerorts die Grundwasserleiter von Versalzung betroffen. Die Versalzungen stehen oftmals in Zusammenhang mit oberflächennahen Salzstrukturen, deren Ablaugung das Grundwasser aufsalzen. Vor allem in den Niederungssystemen der großen Flussläufe kommt es durch Potentialentlastung zu einem Aufstieg der salinaren Wässer in die für die Grundwasserbewirtschaftung wichtigen Grundwasserleiter.

Für die Kartierung der Versalzungsbereiche werden aeroelektromagnetische Daten verwendet. Die Daten geben einen Einblick in die Verteilung des spezifischen elektrischen Widerstandes im Untergrund, aus dem Rückschlüsse über die Mineralisation des Grundwassers und die Lithologie gewonnen werden konnten. Anhand der Daten werden detaillierte 3D-Modelle über die Tiefenlage der Süß-/Salzwassergrenze abgeleitet.

Die Kartierung der Grundwasserversalzung in Niedersachsen wird exemplarisch anhand von zwei Projekten dargestellt.

Im Teilprojekt „GE-2 Geest Adaptation“ des Interreg Nordseeprogrammes „Blue Transition“ wird die Süß-/Salzwassergrenze in der Hamme-Oste-Niederung sowie in den angrenzenden Geestbereichen mithilfe aeroelektromagnetischer SkyTEM-Daten kartiert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf dem Bereich Minstedt, wo zusätzlich vom LIAG-Institut für Angewandte Geophysik semi-aerogeophysikalische (sAEM) Daten erhoben wurden. Ein Vergleich der beiden Methoden zeigt, dass die Ergebnisse miteinander vergleichbar sind, aber die sAEM-Daten eine höhere laterale Auflösung haben und daher ein detailliertes Bild des Untergrundes darstellen können. Die geophysikalischen Daten bilden zusammen mit einem detaillierten hydrogeologischen Strukturmodell die Grundlage für ein Grundwasserströmungsmodell, das die Auswirkungen des Klimawandels sowie möglicher Klimaanpassungsmaßnahmen auf die Lage der Süß-/Salzwassergrenze simuliert.

Im Projekt „KliWaMoL“ (Klimaangepasstes Grundwassermanagement und 3D-Modellierung im Raum Lüneburg; finanziert vom Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz) soll am Beispiel einer typischen Binnenversalzung exemplarisch eine Planungsgrundlage entwickelt und zur Verfügung gestellt werden, um mit gezielten Bewirtschaftungsmaßnahmen den Auswirkungen des Klimawandels auf die Grundwasserversalzung entgegenwirken zu können. Außerdem sollen Konzepte zur künstlichen Grundwasseranreicherung erarbeitet werden. Nach dem dafür notwendigen Arbeitsprogramm wird die Versalzung des Grundwassers im Raum Lüneburg aufbauend auf einem detaillierten hydrogeologischen 3D-Modell untersucht, u.a. mit aerogeophysikalischen Verfahren (SkyTEM). Hierzu werden Gebiete identifiziert, in denen eine künstliche Grundwasseranreicherung möglich und sinnvoll ist, um zukünftigen Beeinträchtigungen durch voranschreitende Grundwasserversalzung entgegenzuwirken.

Das grenzüberschreitende Cuvelai-Etosha-Becken (CEB) beherbergt ausgedehnte Grundwasserleiter, die für die aktuelle und zukünftige Wasserversorgung in den semiariden Regionen im Norden Namibias und im Süden Angolas von zentraler Bedeutung sind. Die Volumina und Fließrichtungen, Voraussetzungen für eine nachhaltige Bewirtschaftung, sind jedoch kaum bekannt. Der nördliche Teil des CEB wird von einem klastischen Megafan-Binnendelta, dem sogenannten Cubango-Megafan, gebildet, in dem der Ohangwena Aquifer (KOH‑1) mit sehr flachen hydraulischen Gradienten entstanden ist. Der südliche Teil enthält einen primären Karst-Grundwasserleiter (DO) und einen sekundären Sinter-Grundwasserleiter (KEL) mit deutlich höheren hydraulischen Gradienten. Die Grundwasserneubildung erfolgt sowohl am südlichen als auch am nördlichen Rand des Beckens, von wo aus das Grundwasser zum Zentrum des Beckens fließt. Die sehr verschiedenen hydrogeochemischen Signaturen ermöglichen eine klare Abgrenzung der beiden Systeme (s. Abb.). Sedimentologische Merkmale und hydrochemische Muster im KOH-1 deuten darauf hin, dass der Grundwasserleiter ursprünglich weitgehend mit brackigem bis salzhaltigem Wasser gesättigt war.

Mittels eines konzeptionellen numerischen Modells soll die vermutete Verdrängung von Salzwasser und die Entwicklung der Wasserqualität auf der Grundlage unserer aktuellen Interpretation der Grundwasserströmung nachgebildet und verifiziert werden.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass zur Reproduktion der aktuellen Salzgehaltsverteilung die regionale Strömung im östlichen Teil des CEB wahrscheinlich in südöstlicher Richtung zum Okavango und schließlich zum Okavango-Delta verläuft. Obwohl die Hydrogeologie des Systems weitaus komplexer ist, als wir es derzeit modellieren können, verbessert unser vereinfachtes Konzeptmodell das allgemeine Verständnis der Grundwasserströmung in der Region erheblich. Unter Verwendung einfacher zeitunabhängiger Randbedingungen, eines idealisierten homogenen, isotropen Grundwasserleitersystems mit konstanter Mächtigkeit und aktueller Beobachtungen des Grundwasserspiegels im KOH-1 konnten wir eine gute Übereinstimmung mit der aktuellen räumlichen Verteilung der wichtigsten hydrochemischen Parameter nachweisen.

Unser subregionales reaktives Transportmodell innerhalb des Cubango-Megafans bildet ein regionales Ionenchromatographie-Muster im KOH-1 ab. Es zeigt somit, dass der ursprünglich salzhaltige Grundwasserleiter eine sukzessive Aussüßung (englisch: „freshening“) durchläuft. Unser Modell trägt wesentlich zum Verständnis der hydraulischen Funktionsweise dieses wichtigen grenzüberschreitenden Grundwasserleiters bei. Dadurch lassen sich die Zonen mit Süß- und Salzwasser besser abgrenzen, was für die Standortwahl von Brunnen sehr wichtig ist.

Literatur:

Appelo, C. A. J. (1994). "Cation and proton exchange, pH variations, and carbonate reactions in a freshening aquifer." Water Resources Research 30(10): 2793-2805.

Bäumle, R., et al. (2024). "New insights into the flow dynamics of a deep freshwater aquifer in the semi-arid and saline Cuvelai-Etosha Basin, Northern Namibia: Results of a multi-environmental tracer study." Journal of Hydrology: Regional Studies 52.

Houben, G. J., et al. (2020). "Stacked megafans of the Kalahari Basin as archives of paleogeography, river capture, and Cenozoic paleoclimate of southwestern Africa." Journal of Sedimentary Research 90(9): 980-1010.

Abb.:Karte der hydrochemischen Fazien aus Wasserqualitätsdaten im östlichen CEB

Im Rahmen von radiochemischen Untersuchungen des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) zwischen 2003 und 2008 wurden in mehreren Roh- und Trinkwasserproben im südlichen Sachsen-Anhalt für den natürlich vorkommenden Alpha-Strahler Polonium-210 (Po-210) Aktivitätskonzentrationen >100 mBq/l gemessen (Beyermann et al., 2009). Der bundesweit mittlere Gehalt von Po-210 im Trinkwasser in dieser Studie lag bei 1,4 mBq/l (Median, 95. Perzentil 10 mBq/l). Die Internationale Strahlenschutzkommission (ICRP) ordnet Polonium-210 aufgrund seiner hohen spezifischen Aktivität sowie der Halbwertszeit von 138,4 Tagen als hoch radiotoxisch ein (ICRP, 1994).

Mit dem Ziel ein besseres Verständniss von Auftreten und Herkunft von Po-210 im Grundwasser zu erlangen, wurden weitergehende hydro- und radiochemische Untersuchungen an über 40 Brunnen (Monitoring, Trinkwassernutzung) und Analysen zum Mineral-, Element- und Radionuklidbestand an einem Bohrkern dieser Region durchgeführt. Geographisch gehört das Untersuchungsgebiet zum südöstlichen Harzvorland, wobei der überwiegende Teil der Querfurter Platte zuzuordnen ist, welche nach Osten allmählich in die Merseburger Buntsandsteinplatte übergeht (Bauer, 1959; Schröder, 1997). Das Gebiet ist durch einen teilweise intensiven Abbau von tertiärzeitlichen Braunkohleflözen und anschließender Flutung von Tagebaurestlöchern geprägt. Die untersuchten Grundwasserleiter sind in Formationen des Mittleren und Oberen Buntsandstein, im Unteren Muschelkalk und im Tertiär ausgebildet. Erhöhte Po-210 Gehalte >20 mBq/L wurden hauptsächlich in Grundwasserproben festgestellt, die dem Mittleren Bundsandstein zugeordnet werden. Ausnahme bildet eine Probe aus dem Abstrom einer unabgedeckten Kippe mit einer hohen Polonium-Aktivitätskonzentration von >500 mBq/l.

Bzgl. der Herkunft des Po-210 bzw. seines Mutternuklids Blei-210 (Pb-210) werden im Wesentlichen folgende Ansätze diskutiert: (1) Anthropogene Herkunft (Kippe), ggf. mit Beeinflussung des Transportpfads durch Tagebauflutung, (2) Geogene Verbreitung der Mutternuklide des Po-210 im Mittleren Buntsandstein und (3) Aufstieg von salinaren radioaktiven Tiefenwässern über überwiegend herzynisch-streichende Störungen im mesozoischen Deckgebirge. Die bisher erhobenen hydrogeologischen und geochemischen Daten sowie die Abwesenheit des langlebigen Mutternuklids Pb-210 im Grundwasser deuten auf eine lokale Mobilisation von Po-210 im Mittleren Buntsandstein hin. Als mögliches Mobilisationsszenario wird eine mikrobiell induzierte Po-210-Freisetzung diskutiert, die bereits von Seiler et al. (2011) in einem sulfatreduzierenden Grundwasserleiter beschrieben wurde.

Beyermann, M., Bünger, T., Gehrcke, K., Obrikat, D., 2009. Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in der Bundesrepublik Deutschland. Bundesamt für Strahlenschutz, Salzgitter.

ICRP, 1994. Dose Coefficients for Intakes of Radionuclides by Workers. Ann. ICRP, 24. ICRP Publication 68.

Seiler, R.L., Stillings, L.L., Cutler, N., Salonen, L., Outola, I., 2011. Biogeochemical factors affecting the presence of ²¹⁰Po in groundwater. Applied Geochemistry, 26(4): 526-539.

Aluminum (Al) is one of the most abundant metals in soils and rocks with no biological function and exhibits a pronounced toxicity to plants particularly under acidic conditions. Dissolved Al can further strongly affect the microstructure of clay minerals, pore spaces and binding strength between particles, modifying water stability and expansion. The mobility of Al in soil environment is largely governed by sorption to Fe oxides such as goethite and ferrihydrite, which exhibit large specific surface areas and high surface reactivity suggesting marked binding capacity for Al. Therefore, it is important to improve the understanding of sorption and immobilization of Al to these common Fe oxides. To elucidate the molecular mechanisms of Al sorption, this study combined batch sorption experiments, extended X-ray absorption fine structure spectroscopy (EXAFS) and surface complexation modelling. To quantitatively describe the experimental sorption edge data, the charge distribution multisite ion complexation (CD-MUSIC) model was applied using Visual MINTEQ.

The experiments revealed that sorption of Al on goethite and ferrihydrite takes place over a wide pH range including acidic and alkaline conditions. Sorption increased with rising pH. In the circumneutral pH range the formation of Al(OH)₃ can occur. At alkaline pH marked sorption capability for anionic [Al(OH)₄]^- was observed. Kinetic experiments at pH 4 and 5 in the concentration range up to 3 mM showed rapid Al sorption at pH 5 with equilibrium near conditions reached within a few hours, while at pH 4 the adjustment took several days. Ferrihydrite demonstrated higher sorption than goethite with a sorption capacity (per gram) about twice that of gothite at pH 5 as estimated by the Langmuir model.

Spectra obtained by XAS were modelled using an Al-O and Al-Fe single-scattering paths, as well as different multi-scattering paths. Also, the implementation of Al-Al paths was tested. The preliminary shell-fit results suggest inner-sphere surface complexation with Al bound to the Fe oxides surfaces by different binding modes, possibly including edge-sharing as well as corner-sharing surface complexes. Based on the molecular level information from EXAFS, the sorption edge data of Al on ferrihydrite and goethite were fitted. The experimental sorption edges could be satisfactorily reproduced with optimized constants.

Overall, this study provides molecular-level insights into the mechanisms controlling Al binding to two common Fe oxides. The combination of spectroscopic analysis and surface complexation modeling improves predictive capabilities for Al mobility and availability in acidic soil/rock environments and thereby contributes to a better understanding of Al toxicity for plants and microorganisms and its microstructural impact.

Microbial processes play a crucial role in the natural attenuation and engineered remediation of groundwater pollutants, yet their spatial distribution and metabolic dynamics remain challenging to monitor non-invasively. Recent advancements have highlighted a strong correlation between spectral induced polarization (SIP) signals and the presence and metabolic activity of microbial communities. The fundamental mechanisms underlying these responses, particularly those involving nanoscale microbial–mineral interactions, remain poorly understood. A critical area of inquiry is whether SIP signals are generated directly by (individuals or groups of) microbial cells or through their interactions solid interface. This study investigates the use of SIP as a geophysical tool to detect and quantify microbial metabolic activity under controlled conditions. Laboratory-scale experiments were conducted with Shewanella oneidensis MR-1, Pseudomonas sp., and a mixed culture of iron-dependent denitrifiers (KS) in an inert porous medium and in retentostat cell-suspension systems. To isolate the effects of different bacterial strains compositions on SIP responses, we synthesized alginate beads that do not contribute to polarization as a synthetic porous medium and used a retentostat setup to ensure homogenous cell mixing in suspension. In parallel incubations, we quantify molecular-biological markers, colony-forming units (CFUs), and adenosine triphosphate (ATP) to track microbial abundance and activity. The temporal evolution of polarization spectra closely followed a classic microbial growth curve: SIP responses increased during the logarithmic growth phase, correlating more strongly with metabolic activity (ATP) than with cell abundance. These findings provide compelling evidence that microbial activity itself contributes directly to measurable SIP signals. This work advances the mechanistic understanding of bio-geoelectrical coupling and supports the development of SIP-based, non-invasive monitoring tools for targeted observation of microbially mediated reactions in groundwater remediation.

Uran ist ein lithophiles Element, das vorwiegend in silikatreichen Gesteinen wie Granit vorkommt. Aufgrund der Redox-Sensitivität des Urans mit den Oxidationszahlen +IV unter aeroben Bedingungen und +IV unter anaeroben Bedingungen unterläuft Uran diverse Umlagerungsprozesse in Uranerzlagerstätten. Dabei ist das +IV-wertige Uran schwer wasserlöslich und bildet verschiedene Minerale wie Uraninit und Coffinit und das unter aeroben Bedingungen vorherrschende +VI-wertiges Uran ist gut wasserlöslich und an Transportprozessen beteiligt. Insbesondere das +VI-wertige Uran weist durch die Bildung von Uranyl-Kation-Monomeren (UO₂²⁺) ein vielseitiges Verhalten in der Natur auf, da es durch Bildung unterschiedlichster Komplexverbindungen je nach vorherrschendem Milieu mobil (Carbonato-, Sulfato-, Aqua-, Hydroxo-Komplexe) oder fixiert vorliegen kann (Autunit-Gruppen- und Carnotit-Gruppen-Minerale, Sorption an Fe-OH- und Ti-OH-Gruppen).

Die Uranerzgrube Königstein liegt im Elbsandsteingebirge. Die Lagerstätte liegt im kreidezeitlichen Cenoman. Bei der Uranerzgrube Königstein wurde Uran, speziell ab 1981 unter Einsatz von Schwefelsäure zur in-situ Laugung, zwischen 1967 und 1990 abgebaut. Die Veränderung der Hydrochemie durch die Schwefelsäure und Pyrit-Oxydation infolge des abgesenkten Wasserspiegels stellen eine besondere Herausforderung bei der Sanierung der Grube dar. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem natürlichen, vorbergbaulichen Zustand im Umfeld der Uranerzgrube.

50 Sandsteinproben wurden aus 14 verschiedenen Bohrkernen entnommen und mit Backenbrecher zerkleinert. Batch-Schüttelversuche mit zur Grube zufließendem Grundwasser und 25 g Trockensubstanz wurden durchgeführt, um Urankonzentrationen sowie pH, Standard-Wasserstoff-Redoxpotenzial gelöster Sauerstoff und den Konzentrationen der Haupt-Kat- und Haupt-Anionen sowie weiterer Metalle und Halbmetalle im chemischen Gleichgewicht nach unterschiedlichen Schüttelzeiten (1 Tag, 3 Tage, 9 Tage, 27 Tage und 81 Tage) zu bestimmen. Die Batchversuche wurden unter 13°C und unter 22,1°C im Labor durchgeführt. Weiterhin wurde eine sequentielle Extraktion durchgeführt, um die Bindungsformen des Urans in unterschiedlichen Gesteinen unterscheiden zu können und die Uranmobilisierung unter verschiedenen Szenarien bewerten zu können.
Bei den Batchversuchen unter aeroben Bedingungen zeigte sich die Limitierung des Urans im Grundwasser durch die Ausfällung von (meta-)Autunit-Gruppen-Minerale, insbesondere von (meta-)Autunit (Ca(UO2)₂(PO₄)₂*6H₂O). So lagen die Urankonzentrationen im Eluat meist unterhalb von 20 µg/l. Das chemische Gleichgewicht wurde im Zeitraum zwischen 27 Tage und 81 Tage Schütteldauer erreicht.

Bei der sequentiellen Extraktion zeigte sich ein unterschiedliches Lösungsverhalten von Proben aus dem aeroben Bereich der Rollfront-Lagerstätte und den Proben aus dem anaeroben Bereich der Lagerstätte. Besonders relevant für Uran war der säurelösliche und der oxidierbare Teil des Gesteins. Dies unterstreicht die Bedeutung der Oxidationsreaktionen im Gestein sowie die pH-Wert-Abhängigkeit des +VI-wertigen Urans im natürlichen Grundwasserleiter der Uranerzgrube Königstein.

In vielen Teilen der Welt ist Grundwasser von entscheidender Bedeutung für die (Trink‑)Wasserversorgung, so auch in Äthiopien. In Bezug auf geogene Kontaminanten lag hier der Fokus bislang u.a. auf Fluorid und Arsen. Radionuklide fanden hingegen wenig Beachtung, obwohl entsprechende Belastungen in einigen Ländern der Region bekannt sind. Einige ägyptische Grundwässer zeigen beispielsweise erhöhte ²²⁸Ra-Aktivitäten (Sherif et al., 2018; Sherif & Sturchio, 2018), v.a. ältere Wässer mit erhöhten Salzgehalten.

In dieser Studie wurden Grundwässer des paläozoischen Enticho-Sandsteinaquifers in Nord-Äthiopien beprobt. Neben der allgemeinen Hydrochemie (Hauptionen, Spurenelemente) wurden Isotopenanalysen durchgeführt, wobei sowohl stabile Isotope (δ¹⁸O, δ²H) als auch Radionuklide untersucht wurden (³H, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra, ²³⁴U, ²³⁸U, ²¹⁰Po, ²¹⁰Pb). Die Geochemie der Gesteine wurde ebenfalls betrachtet.

Auffällig sind v.a. erhöhte ²²⁸Ra-Werte – etwa die Hälfte der Aktivitäten liegt über dem von der WHO vorgeschlagenen Trinkwassergrenzwert von 100 mBq/L (max. 790 mBq/L). Dabei ist festzuhalten, dass die betroffenen Wässer wenig mineralisiert und recht O₂-reich sind (LF < 1000 µS/cm, mehrere mg/L O₂) und eine isotopische Signatur (δ¹⁸O, δ²H) zeigen die der des heutigen Niederschlags ähnelt. Auch ³H war nachweisbar. Es handelt sich hier also nicht um salzige und reduzierende Wässer mit langer Verweilzeit. Dies zeigt, dass auch junge, oxische Grundwässer mit ²²⁸Ra belastet sein können. In potentiell betroffenen Regionen sollten daher vermehrt entsprechende Untersuchungen durchgeführt werden.

Bezüglich der Gesteinsgeochemie sind besonders die Th-Gehalte von Interesse, da ²²⁸Ra das Zerfallsprodukt von ²³²Th ist. Der Enticho-Sandstein zeigt jedoch keine erhöhten Werte, was die Eingrenzung potentiell ²²⁸Ra-kontaminierter Regionen weiter erschwert.

Sherif, M.I., Lin, J., Poghosyan, A., Abouelmagd, A., Sultan, M.I., Sturchio, N.C., 2018. Geological and hydrogeochemical controls on radium isotopes in groundwater of the Sinai Peninsula, Egypt. Science of the Total Environment 613–614, 877–885.

Sherif, M.I., Sturchio, N.C., 2018. Radionuclide geochemistry of groundwater in the Eastern Desert, Egypt. Applied Geochemistry 93, 69–80.

Das Temperaturregime des urbanen Grundwassers wird durch natürliche und anthropogene Faktoren beeinflusst. Darunter sind insbesondere Wechselwirkungen mit der Atmosphäre, mit geothermischen Systemen, zwischen Flüssen und Grundwasser, sowie mit der unterirdischen Infrastruktur (z.B. Fernwärme, Abwassernetze, beheizte Gebäude, Tunnel, Tiefgaragen). In zahlreichen Regionen weltweit werden in diesem Zusammenhang erhöhte urbane Grundwassertemperaturen beobachtet. Diese unterirdischen urbanen Wärmeinseln weichen dabei signifikant von natürlichen thermischen Verhältnissen ab.

Dieser Beitrag richtet den Fokus auf das kontinuierliche Fortschreiten des Wärmeinseleffektes am Standort „Basel-Stadt, Schweiz“ im Laufe der 2010er Jahre. Hierzu erfolgt eine Analyse der Temperaturentwicklung des Grundwassers basierend auf Messwerten des konventionellen Überwachungsnetzwerks und von sieben hochauflösenden Multi-Level-Systemen. In diesem Rahmen wurden räumlich begrenzte Temperatur-Hotspots im Grundwasser mit Werten bis zu 20 °C beobachtet. Bereiche mit erhöhten Temperaturen breiten sich in nahezu allen Quartieren aus und der thermische Einfluss der Urbanisierung ist quantifizierbar.

Zwecks weiterer Untersuchung des Wärmeinseleffektes wurden dreidimensionale Thermo-Hydraulik-Modelle (3D-TH) erarbeitet. Die 3D-TH-Modelle, umgesetzt in FEFLOW, bilden das hydraulische und thermische Grundwasserregime der vier Grundwasserkörper im Basler Stadtgebiet ab (Kleinbasel, Kleinhüningen, Grossbasel-Nordwest sowie Grossbasel-Südost). Bisher basieren die Modelle auf einer einjährigen Kalibrierung (Jahr 2010). Im Rahmen einer Modellaktualisierung wurden umfangreiche Datensätze verschiedener Herkunft – darunter Grundwasserstände und -temperaturen, Oberflächengewässertemperaturen und -pegel, klimatische Parameter sowie Informationen zu Grundwassernutzungen – zusammengeführt, qualitätsgeprüft und in das Modell integriert. Die aktualisierten Modelle basieren nun auf einer erweiterten Kalibrierungsperiode von sechs Jahren (2010–2015) und einer anschließenden Validierungsperiode von fünf Jahren (2016–2020). Auf dieser Grundlage lässt sich die langfristige Dynamik des Basler Grundwassersystems, einschließlich des unterirdischen urbanen Wärmeinseleffekts, konsistent und realitätsnah abbilden.

Parallel dazu erfolgte die Entwicklung eines Konvertierungstools durch die hydrocomputing GmbH & Co. KG. Dieses Werkzeug kann hochauflösende FEFLOW-Modelle semi-automatisiert in MODFLOW-6-Modelle überführen. Diese Ersatzmodelle sind zum Teil schneller ausführbar und daher besonders für Tests, fortgeschrittene Auswertungen wie z.B. Unsicherheitsanalysen oder als Grundlage für KI-Modelle von großer Bedeutung. Die Entwicklung einer thermischen Cauchy-Randbedingung für das neue MODFLOW-6-Energietransportmodul mittels pymf6 ermöglicht es die diesbezüglichen Fähigkeiten von FEFLOW abzubilden. Diese Randbedingung wurde am Beispiel des großen Vorfluters Rhein getestet.

Die Arbeiten unterstreichen die besondere Bedeutung von kombinierten Monitoring-Modellierungs-Ansätzen als sehr robuste Instrumente für das thermische Management urbaner Grundwasserressourcen. Diese Instrumente bilden die Grundlage für eine nachhaltige Nutzung der oberflächennahen Geothermie und für die Formulierung von Strategien zur Minderung der Wärmeinseleffekte.

Die Temperatur des Grundwassers ist ein sensibler Indikator für Umweltveränderungen im Untergrund. Mit einer gewissen Verzögerung führen anthropogene Einflüsse, wie z. B. die Auswirkungen des Klimawandels, ein Wechsel der Landnutzung oder auch geothermische Nutzungen, zu veränderten Grundwassertemperaturen. Langfristige Änderungen der Grundwassertemperatur können in der Folge (hydro-) chemische, biologische und physikalische Prozesse in Grundwasserleitern signifikant beeinflussen und sind daher für das hydrogeologische Verständnis, für die Grundwasserökologie und für Fragen der nachhaltigen Nutzung relevant. Trotz dieser Relevanz liegen oftmals nur begrenzt systematische, regionale Auswertungen auf Basis langfristiger Temperaturmessungen vor.

Seit Jahrzehnten werden in Hessen im Rahmen des behördlichen Monitorings durch das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) Grundwassertemperaturdaten erhoben, sowohl während der jährlichen hydrochemischen Probenahme als auch anhand von Datenloggern mit täglicher Aufzeichnung. In dieser Studie wird die zeitliche Entwicklung und die räumliche Variabilität der gemessenen Grundwassertemperaturen in Hessen untersucht. Nach einer systematischen Sichtung und Prüfung der landesweiten Daten erfolgt anschließend die Identifizierung möglicher Trends sowie saisonaler und räumlicher Muster unter Anwendung statistischer und hydrogeologischer Verfahren. Es werden erste Rückschlüsse sowohl auf lokale als auch überregionale Ursachen gezogen. Perspektivisch sollen aus den Ergebnissen Empfehlungen für das zukünftige landesweite, behördliche Temperaturmonitoring abgeleitet werden.

Eine fundierte und ausreichende Datengrundlage zu Grundwassertemperaturen ist unabdingbar für eventuelle zukünftige Anpassungsstrategien. Die Auswertungen im Rahmen diese Studie tragen zum Verständnis der thermischen Dynamik des Grundwassers in Hessen bei und bilden eine erste Grundlage für die Bewertung künftiger Entwicklungen im Kontext des Klimawandels und der hydrogeologischen Resilienz.

Das Grundwasser in städtischen Gebieten wird durch verschiedene anthropogene und natürliche Faktoren beeinflusst, z. B. geologische und hydrogeologische Eigenschaften, sowie durch anthropogene Infrastruktur wie beheizte Keller, Tiefgaragen und Bahntunnel. Ein gutes Verständnis von Grundwasserströmung und Wärmetransportprozessen in komplexen städtischen Gebieten ist nicht nur für die Planung von thermischen und hydraulischen Nutzung essentiell, sondern auch für den ökologischen Schutz und die nachhaltige Bewirtschaftung städtischer Grundwasserleiter. Darüber hinaus hilft die Kenntnis der wichtigsten hydrogeologischen und anthropogenen Faktoren, die thermischen Bedingungen im Untergrund beeinflussen, bei Entscheidungsprozessen für ein nachhaltiges Bewirtschaftung. Physikalische numerische Modelle eignen sich hervorragend für die Simulation von Strömungs- und Wärmetransportprozessen unter Berücksichtigung verschiedener Annahmen und Randbedingungen. Eine realistische 3D-Untergrundsimulation in einem komplexen städtischen Gebiet erfordert jedoch einen effizienten Rechenansatz, da für Managementzwecke iterative Simulationen verschiedener Nutzungsszenarien erforderlich sind.

Das Ziel dieser Studie ist es den thermischen Zustand des Untergrunds in Berlin in 3D zu ermitteln, um Archetypen für das Grundwasser und geothermische Nutzungen zu identifizieren. Zu diesem Zweck wird ein detailliertes 3D Grundwasserströmungs- und Wärmetransportmodell für Berlin entwickelt. Um die Rechenzeit zu reduzieren, wird der Modellbereich in Blöcke gleicher Größe (500 × 500 × 50 m) unterteilt, wobei jeder Block die hydrogeologischen und anthropogenen Faktoren des jeweiligen Gebiets repräsentiert. Danach werden Simulationen mit verschiedenen Kombinationen hydrogeologischer und anthropogener Faktoren für alle Blöcke durchgeführt, um Input-Output Beziehungen zwischen den Einflussfaktoren und der Grundwassertemperatur herzustellen. Die resultierenden Input-Output Paare werden dann verwendet, um die Blöcke mithilfe eines regressionsbasierten Entscheidungsbaums in Grundwasser-Archetypen zu clustern. Schließlich werden die identifizierten Grundwasser-Archetypen anhand vereinfachter Kriterien in geothermische Archetypen klassifiziert.

Die Modellergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen simulierten und großräumig interpolierten Grundwassertemperaturen. Darüber hinaus erfassen die Blockmodelle thermische Anomalien, die in den interpolierten Karten nicht zu erkennen sind. Mithilfe der regressionsbasierten Entscheidungsbäume wurden 38 Grundwasser-Archetypen für die oberflächennahe, anthropogen beeinflusste Schicht der Blockmodelle, und 21 Archetypen für tiefere Schichten (> 50 m) identifiziert. Beheizte Keller und lokale Grundwassergradienten tragen am stärksten zur Einteilung der Archetypen für die oberflächennahe Schicht der Blöcke bei, während die untere Temperaturrandbedingung die Auswahl der Archetypen in tieferen Schichten dominiert. Anhand geologischer und thermischer Kriterien, z. B. Archetypen mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1.5 W/m·K und einer Bodentemperatur von über 13 °C, wurden 10 der identifizierten Grundwasserarchetypen weiter in geothermische Archetypen unterteilt, die verschiedenen Abstufungen für die Eignung für Erdwärmesondenanlagen ausweisen. Der Archetypenansatz kann daneben auch erweitert werden, um andere Formen der Untergrundnutzung abzudecken, z. B. die Trinkwassernutzung oder den Schutz ökologischer Lebensräume.

Zürich Airport (Flughafen Zürich AG) is pioneering a large-scale sustainable energy initiative by developing an Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) system within a deep, buried glacial channel approximately 300 m below the surface. The open-loop system is designed to cyclically store excess thermal energy during summer for subsequent retrieval in winter. The technical success and economic efficiency of such a system, which involves the injection and abstraction of groundwater at varying temperatures, rely on careful consideration of interactions between the geothermal fluid, the subsurface environment, and the technical infrastructure.

An aspect in the planning and optimization of an ATES system is understanding the microbial community of the aquifer. Microorganisms are an integral part of the natural system and, when properly managed, can contribute to sustaining ecosystem functions and long-term environmental stability. Functional groups may affect the hydraulics and accelerating pitting corrosion which can be mitigated through measures such as the use of high-quality stainless-steel piping, which provides strong resistance to corrosion and ensures operational stability.

Our study focused on characterizing the native microbial community of the 300 m deep, water-bearing gravel aquifer and assessing its suitability for ATES. Online flow cytometry during a pumping circulation test established a microbial baseline with a Total Cell Count of approximately 50,000 cells/mL, comparable to values observed in shallower aquifer systems with drinking water quality (Besmer et al., 2016; Kötzsch and Sinreich, 2014). The analysis also revealed a high fraction of High Nucleic Acid (HNA) cells (~80%), indicating relatively large pore spaces within the aquifer. However, uncertainty remains regarding bacteria or nutrients that may have been introduced and stimulated growth prior to the measurements.

These data provide a first basis for estimating operational parameters according to the thermal regime of the project and for designing management strategies that maintain long-term system efficiency and longevity.

Furthermore, future measurements during operation will help track microbial dynamics, revealing ecological changes and supporting adaptive optimization strategies.

Literature:

Besmer, M. D., Epting, J., Page, R. M., Sigrist, J. A., Huggenberger, P., & Hammes, F. (2016). Online flow cytometry reveals microbial dynamics influenced by concurrent natural and operational events in groundwater used for drinking water treatment. Sci. Rep., 6, 38462. https://doi.org/10.1038/srep38462

Köztsch, S. & Sinreich, M. (2014): Zellzahlen zum Grundwasser. Bestimmung mittels Durchflusszytometrie. Aqua et Gas 94(3), 14-21.

Observational data are inherently subject to considerable uncertainties and errors. Whether measuring groundwater levels, solute concentrations, or other hydrogeological variables, the accuracy and precision of recorded values cannot be entirely assured. These measurement uncertainties propagate through groundwater flow and transport models, and if inadequately accounted for during calibration, their important influence is consequently absent from model forecasts.

Theoretically, parametric uncertainties can be derived from the underlying governing equations using Gaussian error propagation principles. However, except for straightforward applications with low structural complexity, this approach is often computationally intractable. In practice, ensemble-based methods (requiring numerous additional runs of a complex model) or linear post-calibration uncertainty analyses are more commonly employed. While ensemble approaches can be computationally very tedious, linear methods are constrained by the assumption of strictly linear model behaviour, potentially yielding physically unrealistic parameter ranges.

This contribution will provide a short overview on selected classic and novel uncertainty analysis methods discussing their respective advantages and disadvantages. Furthermore, it will outline the methodological concept and planned implementation of the recently started DFG-funded project PathTrAce-GwT (2025 – 2028), which will address the existing methodological gaps through hybrid machine learning approaches.

Im Projekt „KliBoG1“ wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem Entwässerungsgräben auf Basis des Digitalen Geländemodells (DGM1) und weiterer Geofachdaten automatisiert erkannt werden können (Wessels et al., 2025). Hierbei kamen unter anderem zwei Methoden aus dem Bereich Machine Learning (ML) zum Einsatz. Anhand eines Random-Forest-Modells wurde jeder Rasterzelle Niedersachsens zunächst eine Grabenwahrscheinlichkeit zugeordnet. Anschließend wurden zusammenhängende potentielle „Grabencluster“ ermittelt. Da hierbei häufig auch andere Strukturen wie etwa natürliche Geländeeinschnitte oder Vertiefungen als Graben ausgewiesen wurden, wurden die einzelnen Cluster in einem weiteren Schritt mit ergänzenden Informationen angereichert. Unter anderem wurden die „Kompaktheit“ und die „Tiefe“ sowie die Höhenlage und die Lage im Wald bzw. im Offenland ermittelt und als Parameter eingesetzt. Anhand dieser Informationen erfolgte die Erstellung von XGBoost-Modellen, anhand derer die zunächst fälschlicherweise als Graben ausgewiesenen Cluster herausgefiltert wurden (Wessels et al., 2025).

Bei dem entwickelten Verfahren handelt es sich um einen „hands-on“-Ansatz, welcher in erster Linie im Hinblick auf seine Funktionalität entwickelt wurde. Allerdings wurde stets Wert auf eine möglichst hohe Plausibilität bzw. Interpretierbarkeit der eingesetzten Modelle gelegt. Eine Möglichkeit für eine modell-agnostische Interpretation stellen beispielsweise die sogenannten Shapley Additive exPlanations (SHAP) dar, z.B. nach Covert & Lee (2021). Die Abb. 1a zeigt beispielhaft für ein einzelnes Cluster, bei dem es sich nicht um einen Graben handelt, welche Parameter wie stark zu der Vorhersage der Klasse „kein Graben“ beitragen haben. In der Abb. 1b sind die aggregierten SHAP values von 1.000 Clustern für die Vorhersage der vorgenannten Klasse dargestellt. Für eine bessere Darstellung wurden jeweils nur die sieben Parameter angegeben, die den stärksten Einfluss bei der Vorhersage aufweisen.

Demnach ist vor allem die Kompaktheit der Cluster relevant für die Vorhersage der Klasse „kein Graben“ und damit für das Herausfiltern von zunächst fälschlicherweise als Graben erkannten Strukturen. Die Abbildung 1b zeigt, dass hohe Kompaktheitswerte tendenziell positiv zur Vorhersage „kein Graben“ beitragen, während geringe Kompaktheitswerte sich negativ auf diese Vorhersageklasse auswirken. Dies ist insofern plausibel, als dass Entwässerungsgräben in der Regel schmale, längliche Strukturen mit geringer Kompaktheit sind. Auch die weiteren Parameter sind auf diese Weise interpretierbar. Im konkreten Fall des einzelnen dargestellten Clusters der Abb. 1a ist beispielsweise zu erkennen, dass sich das geringe rechnerische Volumen der Struktur von rund 8,5 m³ positiv auf die Vorhersageklasse „kein Graben“ auswirkt. Auch dies ist plausibel, da Entwässerungsgräben in der Regel höhere Volumina aufweisen.

Insgesamt können SHAP values also zu einer besseren Interpretierbarkeit der eingesetzten ML-Modelle beitragen. Bei entsprechender Darstellung wird zudem eine intuitive Plausibilitätsprüfung ermöglicht.

Literatur

COVERT, I. & LEE, S.-I. (2021): Improving Kernel-SHAP: Practical Shapley Value Estimation via Linear Regression. – arXiv:2012.01536; https://doi.org/10.48550/arXiv.2012.01536.

WESSELS, J., HAJATI, M. & ELBRACHT, J. (2025): Erkennung von Entwässerungsgräben mit Methoden des Maschinellen Lernens. – GeoBerichte 54: 51 S., 29 Abb., 6 Tab., Anh.; Hannover (LBEG); DOI 10.48476/geober_54_2025.

In order to manage groundwater effectively at the pan-European scale, it is essential to treat groundwater as a shared, transboundary resource and to assess it consistently from in-situ observations. In the course of the Geological Service for Europe (GSEU) project, we compiled groundwater-level records from participating national and regional surveys. These records were subsequently harmonized into the European Groundwater Monitoring (EUGM) database. Groundwater level time series encompass diverse data sampling intervals, record lengths, continuity, and quality, frequently exhibiting non-uniform spatial coverage. The data undergoes a quality assurance process comprising the detection of stagnation periods, outlier screening, and the imputation of missing values. After the quality assurance process, the EUGM release contains 12,797 groundwater-level time series, of which 2,654 are designated as near-real-time (NRT) monitoring points, with expected monthly updates across 11 European countries.

Focusing on NRT stations, we plan to develop an operational forecasting system for monthly groundwater levels using a single LSTM model trained at sites with a minimum of 20 years of observations. Meteorological predictors include precipitation, air temperature, relative humidity, and standardized precipitation indices (SPI) from ERA5-Land. The modelling period varies by site according to record length and, with the earliest possible start being 1950 in order to align with ERA5-Land availability. Forecasts will be based on non-exceedance-probability scenarios with a three-month lead time. Results are intended for integration into the European Geological Data Infrastructure (EGDI) platform with the objective of enabling Europe-wide access, comparison, and operational use. The EUGM thereby provides a consistent observational base for cross-border assessment, modelling, and forecasting of groundwater dynamics.

Das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) begleitet die Bergbautätigkeit im Rheinischen Braunkohlerevier langjährig mit einem großräumigen Grundwassermodell. Das dreidimensionale und instationäre Strömungsmodell wird mit der Software Feflow® betrieben.

Eine Herausforderung für die Modellierung ist die hinreichende Abbildung des montanhydrologischen Lebenszyklus eines Tagebaus. Die kontinuierliche Fortschreitung der Tagebaue erfordert einen räumlich heterogenen und zeitlich variablen Wechsel der hydraulischen Parameter für individuelle Modellelemente im Simulationsverlauf von der ursprünglichen geologischen Schichtung zu Tagebaurestloch und abschließender Rekultivierung (Kippe bzw. Tagebaurestsee). Eine hinreichende Abbildung dieses Lebenszyklus ist essenziell für eine gute Modellkalibrierung und damit für die Prognosefähigkeit des Modells. Feflow bietet hierfür bereits softwareinterne Lösungen an. Das Grundwassermodell wird fortlaufend aktualisiert, um die sich stetig verändernde Datenlage über die Modellkalibrierung in eine jederzeit bestmögliche Prognosefähigkeit des Modells umzusetzen. Unter diesen Bedingungen sind die erwähnten Bordmittel von Feflow nur begrenzt effektiv einsetzbar. Um die hierfür notwendigen Parameteränderungen effizienter umsetzen zu können, wurde im Rahmen des Projektes die Modellsoftware um bergbauspezifische Funktionalitäten erweitert (IFM-Modul). Das Modul ermöglicht eine effektive Vorgabe der Modellzustände in Teilbereichen des Tagebaus. Wesentliche Aspekte der Steuerung umfassen

(1) zeitliche Berücksichtigung des Tagebaufortschritts,

(2) zeit- und potentialabhängige ortsspezifische Vorgabe von Randbedingungen zur Tagebauentwässerung, die über die üblichen Randbedingungen von Feflow hinausgehen

(3) der Wechsel der Parameter k_f-Werte, Porosität und spez. Speicher im Bereich des Tagebaus (geologische Schicht – Kippe – Tagebaurestsee)

Im Abbaugebiet kommt es zu signifikanten Veränderungen der Geländeoberfläche. Die größten topographischen Überformungen bilden die Tagebaurestlöcher, welche im Rheinischen Revier künftig als großflächige Tagebaurestseen rekultiviert werden sollen. Die Tagebaurestseen werden im Modell über die „high-k-method“ abgebildet, d.h. das Seevolumen wird im Modellgitter berücksichtigt und mit hohen k_f-Werten und einer Porosität von 1 belegt. Um die künftig zu erwartende Interaktion zwischen See und Grundwasser verlässlich mit dem Modell beschreiben und bilanzieren zu können, bedarf es einer Berücksichtigung der Bathymetrie im Modellgitter. Mittels eines weiteren eigenentwickelten IFM-Moduls ist es möglich, eine adaptive Anpassung des Modellgitters in der Vertikalen während der Laufzeit gezielt zu einem definierten Zeitpunkt vorzunehmen. Die Bathymetrie wird entsprechend der Planungsvorgaben im Modell abgebildet und die Modellschichten zwischen Seeboden und definierter Seespiegelhöhe gleichverteilt.

Die Braunkohlenförderung hat die hydrologischen und hydrogeologischen Rahmenbedingungen in den mitteldeutschen Tagebaugebieten grundlegend verändert. Dadurch steht die Wasserwirtschaft vor komplexen Herausforderungen in den Bereichen Wasserhaushalt, Hochwasservorsorge, Niedrigwasser- und Ressourcenmanagement. Ein prägnantes Beispiel ist der Flusslauf der Weißen Elster zwischen Zeitz und Leipzig, welcher über Jahrzehnte stark vom Braunkohlenbergbau beeinflusst wurde. Neben der Umgestaltung der Flussmorphologie, etwa durch die Verlegung des Flussbetts im Bereich des heutigen Zwenkauer Sees, führten insbesondere die Grundwasserabsenkungen zur Entwässerung der Tagebaue zu weitreichenden Veränderungen im Wasserhaushalt.

Diese Eingriffe haben unter anderem auch Auswirkungen auf die Dynamik von Hochwasserereignissen. Hydrologische Beobachtungen und Modellrechnungen im Auenbereich der Weißen Elster zeigen, dass infolge der Grundwasserabsenkungen während Hochwasserwellen eine verstärkte Infiltration stattfindet. Dieser Effekt kann Hochwasserspitzen dämpfen und verändert dadurch den Oberflächenabfluss und die Ganglinien an flussabwärts gelegenen Pegeln. So ergaben instationäre Modellierungen mit der Ganglinie des Pegels Zeitz, dass am Pegel Kleindalzig höhere Durchflüsse erwartet wurden, als tatsächlich gemessen werden konnten – ein Hinweis auf bislang unzureichend erfasste Infiltrations- und Speicherprozesse, die den Austausch zwischen Grund- und Oberflächenwasser wesentlich prägen.

Um diese Prozesse besser zu verstehen zu können, wurde in einer ersten Projektphase eine Offline-Kopplung zweier vorhandener Modelle realisiert. Ausgangspunkt war die Nutzung eines bestehenden 2D-hydrodynamisch-numerischen Oberflächenabflussmodells der Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen für die Weiße Elster (HydroAS) sowie des hydrogeologischen Großraummodells Leipzig-Süd „HGMS“ von LMBV und MIBRAG (PCGEOFIM). Dabei wurden die Modelle zunächst getrennt berechnet und anschließend die Ergebnisse ausgetauscht, um den Grundwasserpfad näherungsweise abzubilden. Diese Methode bildet eine wichtige Grundlage zur Identifikation der Austauschmechanismen und zur gegenseitigen Modellkalibrierung.

Bereits die Offline-Kopplung zeigt, dass die Weiße Elster auch im Hochwasserfall stark durch die Interaktion mit dem bergbaulich beeinflussten Grundwasserleiter geprägt ist. Dieses Wissen nutzen wir auch zur Weiterentwicklung beider Modelle. Ziel ist die Entwicklung eines Werkzeuges, mit dessen Hilfe die Auswirkungen unterschiedlicher bergbaulicher bzw. nachbergbaulicher Zustände auf Hochwasserwellen analysiert werden kann. Zudem wird zukünftig eine Online-Kopplung angestrebt, bei welcher der Datenaustausch zwischen den Modellen in jedem Berechnungszeitschritt erfolgt. Dadurch lassen sich Infiltrations- und Rückkopplungsprozesse realitätsnah abbilden. Dieser online-Ansatz ermöglicht eine verbesserte Validierung und Präzisierung der Modellierungen.

Langfristig soll die gekoppelte Modellumgebung als Planungs- und Vorsorgeinstrument zur Verfügung stehen. Damit können Hochwasserwellen unter verschiedenen Rahmenbedingungen – beispielsweise unterschiedlichen Bergbauzuständen, Klimaszenarien oder Grundwasserständen – realistisch simuliert und bewertet werden. Dies eröffnet neue Perspektiven für ein integriertes Wassermanagement in ehemaligen Bergbauregionen und unterstützt eine nachhaltige Steuerung wasserwirtschaftlicher Maßnahmen im Zuge des Strukturwandels.

Die Naabtaler Milchwerke GmbH & Co.KG im Markt Schwarzenfeld (Oberpfalz) nutzt fünf Grundwasserbrunnen auf ihrem Betriebsgelände. Zur Einordnung der komplexen hydrogeologischen Verhältnisse der tertiären Naab-Flussrinne mit den drei Grundwasserstockwerken (A-C, bis über 100 m Tiefe) und des Einflusses der Naab als Vorfluter werden seit 2018 durch die ENVITEC GmbH die fünf Brunnen und bis zu 28 Grundwassermessstellen regelmäßig auf hydrochemische, gasphysikalische und isotopische Parameter untersucht.

Ziel der Studie ist die Abgrenzung der Grundwasserstockwerke und das Verständnis ihrer Wechselwirkungen. Hierzu wurden über 1.600 Proben auf die Analyseparameter Sauerstoff-18 (δ¹⁸O-H₂O) und Deuterium (δ²H-H₂O) untersucht, In geringerem Ausmaß wurden zusätzlich die Parameter Tritium (³H-H₂O), die Kohlenstoffisotopie (¹³C-H₂O, ¹⁴C-H₂O), Schwefelhexafluorid (SF₆), FCKW-Spurengase (F11, F12 und F113) und Helium (³He, ⁴He, ³He/⁴He, ³He_trit) bestimmt.

Das oberflächennahe Stockwerk A liegt in gut durchlässigen tertiären Flusskiesen mit direktem Anschluss an die Naab. Darunter folgt Stockwerk B in den Sanden der Ur-Naabrinne (bis 100 m mächtig). Das Stockwerk C im kristallinen Grundgebirge mit geringen Durchlässigkeiten steht durch Störungszonen im Austausch mit Stockwerk A und B. Die Milchwerke nutzen Grundwasser aus den Stockwerken A und B.

Die Auswertung der Jungwassertracer zeigt eine erwartbare Abnahme junger Grundwasseranteile mit zunehmender Tiefe, allerdings ohne klare Altersgrenzen. Jüngere Komponenten treten vereinzelt auch in den tieferen Stockwerken B und C auf. FCKW- und SF₆-Daten erweisen sich aufgrund anthropogener und geogener Störeinflüsse als wenig belastbar. Dagegen ermöglichen Heliumisotope und tritigenes Helium konsistente Modellierungen.

Die Analyse der stabilen Wasserisotope zeigt für Stockwerk A eine Bildung unter rezenten Klimabedingungen (Holozän). Im Stockwerk B zeigt sich eine Zumischung von unter kälteren Bedingungen neugebildeten Grundwasserkomponente. In Stockwerk C sind überwiegend kühlklimatische Signaturen zu beobachten.

Die Altersverteilung gemäß der Kohlenstoffisotopie zeigt im Stockwerk A überwiegend rezente ¹⁴C-Modellalter (wenigen Jahre - ca. 1.000 Jahre). In B reichen die Modellalter von wenigen Jahren bis ca. 7.000 Jahre, in C von einigen tausend Jahren bis etwa 18.000 Jahre. Besonders in Stockwerk B ist die Altersstruktur heterogen, was auf eine Mischung junger und kaltzeitlich gebildeter Grundwässer hindeutet.

Teilweise zeigen Proben aus A und B Verdunstungseinflüsse – deren genaue Ursache (z. B. größere freie Wasserflächen) bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen. Insgesamt weist Stockwerk B eine deutliche Mischsignatur auf, was auf hydraulische Verbindungen zu A und C schließen lässt.

Die regelmäßige Untersuchung hydrochemischer und isotopischer Parameter zeigt über die Jahre nicht nur Schwankungen der Mischwassersystematik, sondern auch sich wandelnde Altersstrukturen in den genutzten Brunnen. Ob diese Veränderungen stärker durch Nutzungsintensität oder klimabedingte Änderungen der Grundwasserneubildung beeinflusst werden, bleibt Gegenstand künftiger Untersuchungen.

Stabile Isotope sind effiziente Tracer, um die Wasserbewegung im Boden zu beschreiben. Isotopenbasierte Methoden zur Abschätzung von Sickerwasserraten gehen jedoch oft von vereinfachten Annahmen zu Auswirkungen der Bodenmatrix auf die Isotopensignatur des Wassers aus. Ein Beispiel hierfür sind mögliche Fraktionierungseffekte bei verschiedenen Bodenwasserspannungen, die bisher oft vernachlässigt werden, was zu fehlerhaften Abschätzungen von Fließ- bzw. Grundwasserneubildungsraten führen kann.

Wir diskutieren Experimente zur systematischen Untersuchung der Beziehung zwischen Bodenwasserspannung und Isotopensignaturen in natürlichen Böden durch, die über eine Kopplung von HYPROP-Systemen mit einem PICARRO Isotopenanalysator durchgeführt wurden (Abb. 1). Hierbei werden an verschiedenen Bodentypen hochaufgelöste Wasserretentionskurven an Stechzylinderproben im Labor mittels Verdunstungsmethode bestimmt, und dabei gleichzeitig ¹⁸O und ²H Signale am Wasserdampf gemessen. Untersuchungen umfassen natürliche Isotopensignale und isotopisch markiertes Wasser. Dies ermöglicht eine bessere quantitative Bewertung von Wasserbewegung durch die ungesättigte Zone und der Grundwasserneubildung. In diesem Beitrag erläutern wir die experimentellen Ansätze und erste Ergebnisse.

Pyritoxidation und die daraus resultierende Freisetzung von eisen- und sulfatreichen Wässern sind eine der Folgen des jahrzehntelangen Braunkohleabbaus in der Lausitz (Frei et al., 2024). Die sich daraus ergebende Versauerung und Verockerung der angeschlossenen Vorfluter stellen eine Bedrohung für die entsprechenden Ökosysteme dar und verursachen Probleme bei der Trinkwasseraufbereitung (Friedland et al., 2021). Die Herkunft und Genese des Sulfats in Grundwässern soll zukünftig besser erforscht werden um Aussagen über die Entwicklung saurer Bergbauwässer und ihrer Folgen treffen zu können. Stabile Isotopen können zusätzliche Informationen zu herkömmlichen Konzentrationsbestimmungen liefern, wenn gemessene Isotopensignaturen hinreichende Unterschiede aufweisen. So wären potenziell verschiedene Quellen und Senken des Sulfats unterscheidbar. In einer ersten Explorativstudie wurden deshalb Grundwasserproben in Kippen- und Hangendpegeln im Einflussbereich von Bergbaufolgeseen sowie entlang eines Transekts in der Spreewitzer Rinne genommen und hinsichtlich ihrer Schwefel- und Sauerstoffisotopensignaturen analysiert. Resultierende Isotopenverhältnisse des Sulfats zeigen eine Variationsbreite von 57 ‰ für δ³⁴S und 19 ‰ für δ¹⁸O, die damit prinzipiell genügend Spielraum zur Identifikation von Sulfat aus unterschiedlichen Quellen zulässt und den Nachweis eventuell ablaufender biochemischer Reaktionen, wie z.B. Sulfatreduktion erlauben kann.

In der vorliegenden Studie ist das Sulfat in den analysierten Wässern, wie erwartet, meist durch Pyritoxidation unter anaroben Verhältnissen entstanden, beziehungsweise haben Zumischungen von aerob oxidiertem Sulfid stattgefunden. Insbesondere in den Sedimenten der Spreewitzer Rinne ist der Einfluss von Oberflächenwasser sichtbar, das aus dem Speicherbecken Lohsa II eindringt. Hinweise auf natürlich ablaufende Selbstreinigungsvorgänge, wie zum Beispiel Sulfatreduktion, konnten in der vorliegenden Studie nicht eindeutig festgestellt werden. Im Bereich der Kippen- und Hangendpegel war keine eindeutige Entwicklungstendenz der Isotopenwerte feststellbar, was vor allem an der unzureichenden Auflösung der Beprobung liegen dürfte. In zukünftigen Untersuchungen ist hier eine höhere Probenahmedichte notwendig um Veränderungen der Isotopenwerte entsprechenden Prozessen zuordnen zu können.

Literatur:

Frei, S., Klostermann, L., and Gilfedder, B. S.: Eisenrückhalt in der Lausitz: Eine räumlich differenzierte Analyse der Spree, Grundwasser - Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie, 29, 213–228, https://doi.org/10.1007/s00767-024-00576-7, 2024.

Friedland, G., Grüneberg, B., and Hupfer, M.: Geochemical signatures of lignite mining products in sediments downstream a fluvial-lacustrine system, Science of The Total Environment, 760, 143942, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143942, 2021.

Vor dem Hintergrund zunehmender Trockenperioden, klimatischer Veränderungen und steigendem Wasserbedarf in Landwirtschaft, Industrie und kommunaler Versorgung wächst der Druck auf die verfügbaren Wasserressourcen. Um auch künftig eine verlässliche Wasserversorgung sicherzustellen, besteht dringender Bedarf an robusten, datenbasierten und praxisnahen Verfahren zur Bewertung der Grundwasserneubildung – der zentralen Komponente im regionalen Wasserhaushalt.

Mit dem Forschungsprojekt VAGRO – „Entwicklung eines Verfahrens zur verlässlichen Abschätzung der Grundwasserneubildung für eine verbesserte Wasserhaushaltsmodellierung als Basis für eine adaptive Grundwasserbewirtschaftung“ – soll ein innovativer methodischer Ansatz zur Quantifizierung der Grundwasserneubildung entwickelt werden. Das Projektkonsortium besteht aus der Technische Universität Dresden, Institut für Grundwasserwirtschaft, der Pikobytes GmbH sowie der IoT-Plan GmbH.

Im Mittelpunkt steht ein ganzheitliches Verfahren, das Bodenfeuchte- und Wasser-isotopenmessungen mit einer prozessbasierten Modellierung und einer webbasierten, interaktiven Visualisierung der Ergebnisse kombiniert. Ziel ist die Entwicklung eines digitalen Werkzeugs zur Berechnung der Grundwasserneubildung in (quasi) Echtzeit – ein „Digital Twin“ des Wasserhaushalts. Dieses soll für unterschiedlich genutzte Einzugsgebiete – von Wald über landwirtschaftliche Flächen bis hin zu urbanen Räumen – anwendbar sein und verlässlichere Entscheidungsgrundlagen liefern.

Ein wesentlicher Innovationsaspekt des Projekts ist die Integration stabiler Wasserisotope zur Kalibrierung und Validierung des Modells. Diese liefern zusätzliche Informationen über Prozesse der Infiltration und Grundwasserbildung und sind bislang in praktischen Anwendungen noch wenig etabliert. Ergänzt wird dies durch ein energieeffizientes, funkautonomes Bodenfeuchtemessnetz, das auch an abgelegenen Standorten ohne Mobilfunkanbindung betrieben werden kann.

Das digital nutzbare Werkzeug soll in die Praxis überführt werden und dort von Wasserversorgern, Behörden oder landwirtschaftlichen Betrieben zur Optimierung der Bewirtschaftung genutzt werden. So leistet VAGRO einen konkreten Beitrag zur Klimaanpassung und zur nachhaltigen Sicherung der Wasserressourcen.

Ammonium stellt in vielen Grundwasserleitern eine bedeutende Stickstoffverbindung dar, deren erhöhte Konzentrationen häufig auf komplexe Umsetzungsprozesse und verschiedene Eintragspfade zurückzuführen sind. Im Rahmen des Projektes „Wassersystemmodell Rhein/Main“ (WaRM) wird die Herkunft des Ammoniums im Grundwasser des Hessischen Rieds untersucht, um bestehende Wissenslücken zur Rolle von Stickstoff-Umwandlungsprozessen in landwirtschaftlich und urban beeinflussten Grundwassersystemen zu schließen. Ziel der Studie ist die Differenzierung potenzieller Ammoniumquellen wie landwirtschaftliche Düngung, mikrobieller Nitratabbau oder Einträge aus belasteten Oberflächengewässern mithilfe von Isotopensignaturen (δ¹⁵N).

Hierzu wurden an mehreren Messstellen im Hessischen Ried Grundwasserproben entnommen, die unterschiedliche hydrogeologische Bedingungen und Belastungssituationen repräsentieren. Neben den physikalisch-chemischen Vor-Ort-Parametern wurde die hydrochemische Zusammensetzung der Proben bestimmt. Gelöstes Ammonium wurde mittels Kjeldahl-Destillation in eine messbare Form (Ammoniumsulfat) überführt. Die Isotopensignaturen wurden anschließend mit einer Elementaranalysator-Isotopenpenverhältnis-Massenspektrometer-Gerätekombination (EA-IRMS) analysiert. Ergänzend wurden die δ¹⁵N -Werte von Düngemitteln, Gülle und Klaranlagenabläufen bestimmt, um typische Endmember-Signaturen zu erfassen. Zur quantitativen Herkunftszuordnung wird ein Bayes’sches Isotopenmischungsmodell (MixSIAR) eingesetzt, das auf Basis der gemessenen δ¹⁵N-Werte und der Endmember-Isotopensignaturen die relativen Beiträge verschiedener Quellen statistisch abschätzt. Zusätzlich werden bestehende Monitoringdaten des HLNUG, insbesondere N₂/Argon-Verhältnisse sowie δ¹⁵N- und δ¹⁸O-Werte des Nitrats, einbezogen, um mikrobiell vermittelte Umwandlungsprozesse wie Denitrifikation und Ammonifikation zu bewerten.

Die Isotopensignaturen ermöglichen eine differenzierte Bewertung der Ammoniumquellen und liefern Hinweise auf die zugrunde liegenden Transformationsprozesse. Die Ergebnisse tragen zum besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Nitrat- und Ammoniumdynamik unter variierenden Redoxbedingungen bei und unterstützen die Entwicklung nachhaltiger Strategien zur Reduktion von Stickstoffeinträgen in das Grundwasser des Hessischen Rieds. Damit leistet die Arbeit einen Beitrag zur Verbesserung der Grundwasserschutz- und Bewirtschaftungskonzepte für die Grundwasserressource des Hessischen Rieds.

Die klimatischen Bedingungen im Nordosten Deutschlands, zu dem auch das Lausitzer Braunkohlerevier gehört, sind geprägt durch zunehmend heiße und trockene Frühjahre und Sommer. Diese Entwicklung hat potentiell negative Auswirkungen auf Wasserressourcen, Ökosysteme und die Gesellschaft. In dieser Studie wurden Veränderungen in (i) extremen Klima- und meteorologischen Dürreindikatoren (1948–2022) sowie in (ii) dem Gehalt stabiler Isotope (δ18O, δ2H) des Niederschlags (1978–2022) quantifiziert. Unsere Ergebnisse zeigen eine erhöhte Häufigkeit von temperaturbedingten Extremereignissen ((sehr) heiße Tage, warme Nächte) und Tagen ohne Niederschlag (> 6,5 % in Berlin 1991–2020 im Vergleich zu 1961–1990). Gleichzeitig hat die Anzahl an Frost- und Schneetagen insbesondere in den letzten Jahren abgenommen. Die Analyse des Standardisierten Niederschlag-Evapotranspirations-Index (SPEI) zeigt eine Zunahme der Häufigkeit schwerer und extremer meteorologischer Dürreperioden. Berlin verzeichnete zwischen 2018 und 2022 den längsten zusammenhängenden Zeitraum mit einem Wasserbilanzdefizit seit 1948. Die beobachteten klimatischen Veränderungen gehen mit einem signifikanten positiven Trend im Gehalt der stabilen Isotope des Niederschlags einher (1978-2022). Dieser Trend ist sowohl auf Jahresbasis als auch im Sommer statistisch signifikant (p > 0,05). Unsere Ergebnisse zeigen zudem, dass der positive Trend im Isotopengehalt des Niederschlags in starkem Maße (r > 0,5) mit der Temperatur im Winter korreliert, während die Korrelation im Frühling und Sommer moderater (0,3 < r < 0,5) ausgeprägt ist. Dies deutet darauf hin, dass die Klimaerwärmung nun im Isotopensignal der Niederschläge in Berlin nachweisbar geworden ist. Für die Lausitzer Bergbauregion, in der es noch keine langen Isotopenzeitreihen gibt (Station Cottbus seit 2023), deuten die Ergebnisse darauf hin, dass der Klimawandel eine größere Berücksichtigung im regionalen Wassermanagement erfordert. Die hier vorgestellten isotopenhydrologischen Untersuchungen zeigen eine Bestimmung der lokalen Niederschlagslinie und der Isotopensignatur des Niederschlags, sowie lokaler Verdunstungslinien und können zu einer besseren Bilanzierung des regionalen Wasserhaushalts beitragen.

Erstmalig erfolgt in einem Forschungsprojekt eine grenzübergreifende Untersuchung des Vorkommens von PFAS auf den Watteninseln entlang der Nordseeküste. Kern des Projekts ist eine breit angelegte Analyse von Grundwasser sowie möglicher Wasserquellen, die als Eintragspfad auftreten können. Das Projektkonsortium besteht aus dem Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverband (OOWV) mit Sitz in Brake (Landkreis Wesermarsch) und Vitens N.V. mit Sitz in Leeuwarden (Provincie Fryslan). Das Untersuchungsgebiet umfasst die deutschen und niederländischen Watteninseln der Ems-Dollart-Region sowie Teile des küstennahen Festlandes in Niedersachsen.

Auf den Watteninseln wird ein relevanter Eintrag von PFAS in das Grundwasser über Seaspray vermutet. Neueste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Aerosole, die durch das Brechen von Meereswellen entstehen, eine bedeutende Rolle beim Transport von PFAS über die Atmosphäre spielen und zu ihrer Verbreitung und Anreicherung insbesondere auf den Inseln beitragen können.

In einem umfassenden Monitoring werden Proben von Meerwasser-Aerosolen mittels Air Sampler gesammelt und analysiert. Ein Monitoring des Sickerwassers und Grundwassers in unterschiedlichen Tiefen soll Aufschluss über den Verbleib der PFAS im Untergrund liefern. Zusätzlich erfolgt eine Beprobung von Einträgen aus dem Abwasser sowie ausgewählter Altlasten, die zu einem Eintrag von PFAS beitragen könnten.

Die Ergebnisse dieses breit angelegten Monitorings sollen für die Küstenregionen in Deutschland und den Niederlanden zusammengeführt, Eintragspfade herausgestellt und – sofern möglich – Frachten ermittelt werden. Damit wird eine wesentliche Grundlage für weiterführende Modelle zur Prognose von PFAS-Konzentrationen im Grundwasser der Watteninseln und dem küstennahen Festland geschaffen.

The development of sustainable per- and polyfluoroalkyl (PFAS) remediation techniques is critical for the removal of contaminants from soil and water at sites impacted by aqueous film-forming foam (AFFF). This study is the first to explore the feasibility of flushing PFAS with a rhamnolipid biosurfactant solution using column testing and soil from an AFFF-contaminated site. Soil is flushed by tap water alone and a 0.005% rhamnolipid solution. PFAS concentrations in eluate and mass balances are compared for each test. In the first 12 pore volumes, 91% of the total perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) flushed by the rhamnolipid solution was removed, while only 64% of PFOS was flushed in that time by tap water alone. Phosphate leached from soil and PFOS measured in the same eluate had similar concentration patterns, suggesting competitive sorption occurs with negatively charged phosphate, PFOS, and the anionic biosurfactant rhamnolipid. The flushing tests also show that there is no significant difference in flushing with a biosurfactant for PFAS compounds other than PFOS.

Transport modeling confirmed that PFOS retardation (R-value) was lower with the rhamnolipid solution (R=9.76) than with tap water (R=22.3) which indicates that it is more efficient at removing PFOS from soil than water alone. This concept study provides understanding of the release of PFAS compounds in a real contaminated saturated soil with organic carbon, clay and complex mixture of PFAS. It shows promising first results for the use of biosurfactants as sustainable flushing strategy.

Die zunehmende Vielfalt anthropogener Substanzen im Wasserkreislauf führt zu einer umfassenderen chemischen Zusammensetzung des Grundwassers. Klassische Monitoringprogramme erfassen diese Stoffvielfalt nur unvollständig. Zahlreiche Spurenstoffe wie z. B. Transformationsprodukte oder industrielle Additive sind zwar analytisch messbar, jedoch wegen fehlender systematischer Messung nur eingeschränkt bewertbar.

Im Interreg Projekt ERMES-ii Rh(e)in untersuchten die beteiligten Partner der jeweiligen Fachbehörden aus Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Hessen, dem französischen Elsass (Region Grand Est) und der Schweizer Kantone Basel-Stadt und Basel-Landschaft rund 1.500 Grundmessstellen flächendeckend im Oberrheingraben von Basel bis Mainz-Wiesbaden mit der klassischen Target-Analytik auf bis zu 200 Parameter für eine Bestandsaufnahme der Grundwasserqualität. Erweitert wurde dies mit einem Non-Target-Screening (NTS) in sechs räumlich abgegrenzten und abwasserbeeinflussten Pilotgebieten. Während über die Target-Analytik gezielt bekannte Substanzen untersucht wurden, ermöglichte das NTS die Detektion und Identifizierung einer Vielzahl bisher unbekannter oder nicht routinemäßig erfasster organischer Verbindungen und deren Infiltration aus dem Oberflächenwasser ins Grundwasser. Ziel von ERMES-ii ist die umfassende Erfassung organischer Spurenstoffe im Grundwasser des Oberrheingrabens, die Bewertung der Vulnerabilität des Grundwassers und die Bereitstellung neuer Erkenntnisse für das Grundwassermonitoring.

Die Target-Analysen bestätigen das Vorkommen eines breiten Spektrums bekannter Stoffe im Grundwasser des Oberrheingrabens, darunter Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und Metaboliten, Arzneimittelrückstände, PFAS, TFA und Stickstoffverbindungen. Für das ergänzende NTS wurden im hessischen Pilotgebiet drei Grundwassermessstellen, eine Kläranlageneinleitung sowie das dazugehörige Einleitgewässer an zwei Stellen im Abstrom der Kläranlage in zwei Kampagnen beprobt. Dies führte zur Identifizierung von bislang nicht erfassten Substanzen, darunter neuartige PFAS-Homologe sowie bisher nicht systematisch analysierte Arznei- und Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und Metaboliten. Die NTS-Ergebnisse zeigen ein deutlich komplexeres Belastungsbild als bislang angenommen und verdeutlichen insbesondere eine erhöhte Stoffvielfalt in Gebieten mit intensiver Flusswasser-Grundwasser-Interaktion sowie im Abstrom kommunaler Kläranlageneinleitungen. Solche qualitativen Ergebnisse stellen eine fundierte Grundlage für gezielte Folgeanalysen dar. Die Kombination von Target- und Non-Target-Analytik bringt wichtige neue Erkenntnisse hervor und stellt somit ein innovatives Instrument für ein adaptives, zukunftsorientiertes Grundwassermonitoring dar, das auf Basis neu identifizierter Spurenstoffe gezielt angepasst werden kann. Das Interreg Projekt ERMES-ii leistet damit einen zentralen Beitrag zu einer umfassenden Erfassung der chemischen Zusammensetzung des Grundwassers und stärkt die wissenschaftliche Basis für behördliche Entscheidungen zum nachhaltigen Schutz des Grundwassers im Oberrheingraben.

Interreg ERMES-ii Rh(e)in 2022-2026 - Entwicklung der Ressource und Monitoring des Eintrags von Spurenstoffen in das Grundwasser des Oberrheingrabens mit innovativen Instrumenten: Dieses Projekt wird kofinanziert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) [https://www.ermes-rhin.eu/DE]

Die rund 660 rheinland-pfälzischen Kläranlagen verfügen derzeit noch nicht über eine vierte Reinigungsstufe, so dass mit dem geklärten Abwasser organische Spurenstoffe wie z. B. Medikamente in Gewässer eingetragen werden. Die vorliegende Studie untersuchte an einem Standort im nördlichen Oberrheingraben, ob und über welche Pfade Spurenstoffe vom Gewässer in das Grundwasser gelangen und wie verbreitet dieses Problem in Rheinland-Pfalz ist.

Hierfür wurden im Landkreis Bad Dürkheim der Auslauf der kommunalen Kläranlage Grünstadt (KLA), der Bach „Landgraben“ zwischen Grünstadt und Dirmstein sowohl ober- als auch unterhalb der Einleitung des geklärten Abwassers sowie eine Grundwassermessstelle (GWM) im Abstand von ca. 160 m zum Landgraben beprobt. An allen vier Standorten wurden zu Niedrigwasserbedingungen physikalisch-chemische Parameter, die allgemeine Wasserchemie sowie organische Spurenstoffe (Pflanzenschutzmittel und Metaboliten, Pharmazeutika und Metaboliten, PFAS, Industriechemikalien und weitere abwasserbürtige Stoffe) untersucht. Ebenfalls an allen Standorten wurden Non-Target-Screening(NTS)-Untersuchungen vorgenommen, um die Belastungsprofile der Messstellen miteinander zu vergleichen und um auch Stoffe zu identifizieren, die nicht anhand der Target-Analysen erfasst werden.

Die Gesamtbelastung durch organische Spurenstoffe war im geklärten Abwasser am größten und im Landgraben unterhalb der Kläranlageneinleitung am zweitgrößten, gefolgt von der GWM und dem Landgraben oberhalb der KLA. Die Belastungsprofile des KLA-Auslaufs und des Landgrabens unterhalb der KLA wiesen große Übereinstimmung auf. Die GWM unterschied sich stärker von den beiden erstgenannten Messstellen, wies in der NTS-Analyse durch Übereinstimmungen mit dem KLA-Belastungsprofil sowie mit der Quantifizierung von Carbamazepin (Antiepileptikum) und Amidotrizoesäure (Röntgenkontrastmittel) jedoch ebenfalls eine abwasserbürtige Verunreinigung auf.

Für den Eintrag der Spurenstoffe in das Grundwasser werden im Beitrag mögliche Eintragspfade aufgezeigt und diskutiert: Neben dem direkten Eintrag durch Interaktion mit dem Oberflächengewässer erscheint auch ein Eintragspfad plausibel, der bisher wenig beachtet wurde: Entlang des Landgrabens gibt es zahlreiche landwirtschaftliche Bewässerungsbrunnen in weniger als 30 m Abstand zum Gewässer. Möglicherweise fördern die Brunnen aus direkter Nähe des Landgrabens Grundwasser mit einer erhöhten Fracht an organischen Spurenstoffen, mit welchem die landwirtschaftlichen Flächen im Umfeld der GWM beregnet werden. Von der Kulturpflanze nicht aufgenommenes Beregnungswasser kann unterhalb des durchwurzelbaren Bodenraumes versickern und zur Grundwasserneubildung beitragen.

Mittels GIS-Analyse wurde abgeschätzt, wie viele Kleingewässer in Kombination mit KLA-Einleitungen und Bewässerungsbrunnen von dieser Problematik betroffen sein könnten. Aufgrund des Ausmaßes wird angeregt, diese Problematik eingehender zu untersuchen und bei der Genehmigungspraxis für Bewässerungsbrunnen zu berücksichtigen.

Die Arbeiten wurden im Rahmen des Interreg-Projekts ERMES-ii-Rhein 2022-2025 durchgeführt.

Karstquellen sind ein wichtiger Bestandteil des alpinen Wasserkreislaufs und von zentraler Bedeutung für die regionale Trinkwasserversorgung. Zugleich wirken sich ändernde klimatische Bedingungen auf die Dynamik der Karstquellschüttungen aus und können beispielsweise zu Verschiebungen in saisonalen Abflussmustern führen. Ein besseres Verständnis der vorherrschenden hydrologischen Prozesse sowie belastbare quantitative Vorhersagen alpiner Karstquellschüttungen erfordern eine umfassende Datengrundlage. Im Rahmen des durch die DFG geförderten Projekts AlKa-DL (Prediction of Alpine karst spring discharges in view of climate change using recent advances in Deep Learning) wurde ein umfangreicher Datensatz aus Karstquellschüttungsreihen, hydrometeorologischen Zeitreihen und statischen Einzugsgebiets-Attributen im gesamten Alpenraum (EUSALP) erstellt, der als Basis für vielfältige Anwendungen in der alpinen Karsthydrologie dienen kann.

Den Kern des Datensatzes bilden über 200 Karstquellschüttungsreihen, die einer einheitlichen Datenvorverarbeitung unterzogen wurden. Die Zeitreihen wurden mittels manueller und automatischer Verfahren von Ausreißern und Artefakten bereinigt und mit Qualitätskennzeichen (Flags) versehen. Abhängig von der ursprünglichen zeitlichen Auflösung wurden die Daten auf stündliche und tägliche Zeitschritte aggregiert. Die in der Literatur bereits bekannten Abgrenzungen der unterirdischen Einzugsgebiete wurden in den Datensatz integriert. Zusätzlich wurden die Einzugsgebiete aller Karstquellen mittels eines Pufferansatzes abgeschätzt. Der Datensatz wurde um Zeitreihen aus regionalen und nationalen meteorologischen Datenprodukten sowie um zahlreiche statische Attribute aus Topografie, Landbedeckung, Boden und Hydrogeologie ergänzt, die jeweils innerhalb der definierten Einzugsgebiete räumlich aggregiert bereitgestellt werden. Aus den Hydrographen wurden zudem statistische Kenngrößen sowie Indikatoren für Speichereigenschaften, Abflussverhalten und Verkarstungsgrad abgeleitet.

Der Datensatz ermöglicht (i) vergleichende Analysen und Klassifikationen von Karstsystemen, (ii) Training und Benchmarking klassischer wie datengetriebener Modelle sowie (iii) Vorhersagen von Karstquellschüttungen und Szenarioanalysen zu Klimaänderungen im Alpenraum. Der Aufbau orientiert sich an den CAMELS-Datensätzen aus der klassischen Einzugsgebietshydrologie. Die umfangreichen, einheitlich aufbereiteten Attribute bilden insbesondere eine geeignete Grundlage, um als Prädiktoren in globalen datengetriebenen Modellierungsansätzen des Maschinellen Lernens eingesetzt zu werden.

Subaquatische Quellen sind Grundwasseraustritte, die sich unter dem Wasserspiegel von Seen, Flüssen oder Meeren befinden. Messtechnisch sind sie schwer direkt zu überwachen. Im Königssee, einem der größten Gebirgsseen Deutschlands, befindet sich eine solche Quelle. Sie wird aus dem anstehenden Karstgrundwasserleiter gespeist, entwässert das Karstgrundwasser in einer Tiefe von 18 Metern unter dem Seewasserspiegel und besitzt einen spektakulären, trichterförmigen Austritt, daher auch der Name „Trichter im Königssee“. Die erste Forschungsarbeit an dieser Quelle begann im Jahr 1995 mit einer geomorphologischen Kartierung durch Höhlenforscher. Zur hydrodynamischen Charakterisierung der Quelle wird seit 2017 ein tiefenorientiertes Monitoringsystem auf Basis automatischer Messdatenerfassung etabliert und kontinuierlich betrieben. Dabei werden der Seewasserspiegel, der Wasserdruck in unmittelbarer Nähe des Quellaustritts sowie die Temperatur und die elektrische Leitfähigkeit des Wassers an der Oberfläche und in der Tiefe mit hoher zeitlicher Auflösung erfasst. Im Jahr 2023 wurde diese subaquatische Quelle hydrochemisch und isotopenhydrologisch untersucht und mit den Karstquellen in höheren Lagen verglichen, die vermutlich dem gleichen Karstsystem angehören. Darüber hinaus wurden weitere für das Untersuchungsgebiet verfügbare hydrologische Messdaten herangezogen und ausgewertet, um einerseits die Herkunft des Karstgrundwassers der subaquatischen Quelle zu bestimmen und andererseits das dazugehörige Karstsystem zu charakterisieren. Letzteres ist auch für die lokale Trinkwasserversorgung im Nationalpark Berchtesgaden von Bedeutung. Die Schüttungen einiger im Untersuchungsgebiet beobachteter Karstquellen haben sich in der Vergangenheit bereits spürbar verändert. Ursache hierfür könnten veränderte klimatische Bedingungen sein. Um diesen Prozess besser zu verstehen und fundierte Prognosen für die zukünftige Entwicklung erstellen zu können, wird eine ganzheitliche Betrachtung des gesamten Karstsystems unter Einbeziehung sich verändernder hydrologischer Randbedingungen empfohlen.

Im Rahmen des EU-Interreg Projektes Blue Transition wird ein systemischer Wandel durch ein integriertes Wasser- und Bodenmanagement angestrebt. Dazu werden im Teilprojekt GE-2 am Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) im Bereich der Bederkesaer Geest und des Gnarrenburger Moores die Auswirkungen unterschiedlicher künstlicher (Grund-) Wasseranreicherungs-Maßnahmen getestet.
Das Gnarrenburger Moor ist ein ca. 60 km2 großes Hochmoor in Niedersachsen. Seit gegen Ende des 18. Jahrhunderts dort die Besiedlung begann, ist der Torfabbau die Existenzgrundlage der dort lebenden Bevölkerung. Heutzutage sind große Areale des Moores drainiert und werden als Ackerfläche genutzt. In wenigen Bereichen gibt es ebenfalls noch aktiven Torfabbau. Auf Grund der vorhandenen Siedlungen und der landwirtschaftlichen Nutzung der Flächen erscheint eine totale Renaturierung des Gnarrenburger Moores als nicht umsetzbar. Stattdessen sollte es als Möglichkeit betrachtet werden, Gebiete zu identifizieren, in denen zeitnah eine Wiedervernässung erfolgen soll. Somit kann in Teilen die heutige landwirtschaftliche Nutzung weiterhin ermöglicht werden und auch die Siedlungsbereiche wären durch die Maßnahmen nicht betroffen. Strömungsmodelle können bei der Identifizierung dieser Bereiche helfen, in dem mit ihnen unterschiedliche Maßnahmen, wie beispielsweise der Einbau von Stauwehren oder eine Minderung der Drainagewirkung in der vorhandenen Grabenstruktur, simuliert werden.
In der benachbarten Bederkesaer Geest wird seit den 1960er Jahren Grundwasser für die öffentliche Trinkwasserversorgung gefördert. Zu dem Wasserwerk Minstedt gehören aktuell 10 Förderbrunnen mit einer Jahresfördermenge von 2 Mio. m3. Seit den 1990er Jahren hat der Wasserversorger Probleme mit steigenden Chlorid-Konzentrationen an einzelnen Förderbrunnen, sodass einige dieser Brunnen bereits außer Betrieb genommen wurden. Betroffen waren zu Beginn die Brunnen mit geringer Entfernung zur Oste. Jedoch zeigt sich ein fortschreitendes Vordringen der Versalzungsfront ausgehend von der Oste ins Innere des Wassergewinnungsgebietes. Basierend auf Aeroelektromagnetik-Daten (SkyTEM und sAEM) konnte der Status Quo der Grundwasserversalzung (Grenzwert 250 mg/L Chlorid) kartiert werden. Darauf aufbauend ist ein Strömungsmodell in der Entwicklung, das die Herkunft der Versalzung aufzeigen soll und mit dem Maßnahmen getestet werden sollen, die es ermöglichen ein Vordingen der Versalzungsfront zu verhindern oder diese zurückzudrängen.
Das Projekt wird gefördert von Interreg North Sea Region VIb.

Zur Vorhersage von Grundwasserniedrigständen wird im Projektverbund KIMoDIs ein auf
Künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Monitoring-, Datenmanagement- und
Informationssystem entwickelt. Ziel ist unter Verwendung von Klimavorhersagen und -
projektionen eine Frühwarnung vor Grundwasserniedrigständen zu ermöglichen. Das LBEG ist mit
dem Pilotgebiet West-Hümmling Praxispartner in dem Projekt.
Das Projektgebiet West-Hümmling liegt inmitten der Sögelner Geest, etwa 10 km östlich der Ems,
im Westen von Niedersachsen. Namensgebend ist der Hümmling, der den Kernbereich der
Sögeler Geest bildet. Das dortige Wasserwerk Surworld fördert seit Mitte der 1970er Jahre
Grundwasser und bereitet es für die öffentliche Trinkwasserversorgung auf. Das
Wassereinzugsgebiet umfasst in etwa 2680 ha.
Ziel des Teilprojektes ist ein Ergebnisvergleich von numerisch simulierten Grundwasserständen
mit KI-modellierten Grundwasserständen. Dafür wurde ein numerisches
Grundwasserströmungsmodell in Zusammenarbeit zwischen dem LBEG und der Leibniz
Universität Hannover für das Wasserversorgungsgebiet erarbeitet. An der BGR wurden KI-Modelle
für ausgewählte Messstellen entwickelt.
Im Vergleich zeigt sich, dass die KI-Modelle die tatsächlichen Grundwasserstände etwas präziser
abbilden können als das numerische Modell. Dies ist darauf zurückzuführen, dass für jede
Messstelle ein individuelles KI-Modell erstellt wird, das erlernt wie der Grundwasserstand auf
Änderungen in Niederschlag, Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit reagiert. Bei der
numerischen Modellierung hingegen werden alle vorhandenen Messstellen in einem Modell
abgebildet. Durch die Kalibrierung des Modells wird insgesamt eine hohe Modellgüte erreicht,
wobei die Vorhersagegüte an einzelnen Messstellen variieren kann. Des Weiteren wurden bei dem
Aufbau des numerischen Modells neben den atmosphärischen Parametern auch
hydrogeologische Informationen wie hydrostratigrafische Einheiten und kf-Werte berücksichtigt,
wodurch die räumlichen Zusammenhänge im Grundwasser explizit abgebildet werden können.
Der Fokus der eingesetzten KI-Modelle liegt auf präzisen Vorhersagen an einzelnen Messstellen.
Sie ermöglichen präzise Prognosen an den vorhandenen Messstellen, erfassen jedoch keine
Entwicklungen im Gebiet zwischen diesen Punkten.
Mit beiden Modellen wurden auch Prognosen gerechnet. Das numerische Modell weißt eine
höhere Amplitude bei den berechneten Grundwasserständen auf und errechnet somit größere
Extremwerte als das KI-basierte Modell. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass in das
numerische Modell die atmosphärischen Parameter wie Niederschlag und Verdunstung über die
Grundwasserneubildung nach mGROWA 22 (Ertl et al., 2024) eingehen. Die berechneten
Ganglinien an den einzelnen Messstellen zeigen somit eine ähnliche Dynamik wie die
prognostizierte Grundwasserneubildung.
Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt fördert das Verbundprojekt
„KIMoDIs“ zur Fördermaßnahme „Nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung (LURCH)“ im
Rahmen des Bundesprogramms „Wasser: N“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung
für Nachhaltigkeit (FONA)“. Förderkennzeichen: 02WGW1662H

Literatur:

Ertl, G., Bug, J., Ghalichehbaf, S., Hajati, M.-C., Herrmann, F., Waldeck, A. & Elbracht, J. (2024):
Die Grundwasserneubildung und weitere Wasserhaushaltskomponenten von Niedersachsen –
Berechnungen mit dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA22. – GeoBerichte 51: 66 S., 30 Abb.,
3 Tab., Anh.; Hannover (LBEG).

Wie steht es um die Quantität des Grundwassers in meiner Region?

Das Interesse der niedersächsischen Bevölkerung an der Entwicklung des Grundwassers als zentrale Trinkwasserressource ist, gerade im Hinblick auf den fortschreitenden Klimawandel, groß. Besonders die seit 2018 wiederholt auftretenden Trockenjahre mit langanhaltenden Trockenperioden, hohen Temperaturen und ausbleibenden Niederschlägen haben nachhaltig bewirkt, dass ein hoher Bedarf an zeitnah verfügbaren Informationen hinsichtlich der aktuellen Situation des Grundwasserstands und dessen zeitlicher Entwicklung besteht. Um diesem
Interesse nachzukommen, hat der NLWKN im Sommer 2023 das Portal „Grundwasserstandonline“ veröffentlicht. Dieses Informationsportal ermöglicht erstmals eine landesweite, tagesaktuelle Darstellung der Grundwasserstände an ausgewählten Messstellen des NLWKN. Als anwenderfreundliche Webanwendung bietet es der Öffentlichkeit und Fachakteuren die Möglichkeit, die tagesaktuelle Entwicklung des Grundwasserstands in Niedersachsen nachzuverfolgen und einen landesweiten Überblick über den Zustand dieser wichtigen Ressource zu erhalten.

Grundwasserstandonline visualisiert die tagesaktuelle Entwicklung des Grundwasserstands sowie langjährige Datenreihen anschaulich per Kartenansicht, interaktiver Grundwasserganglinien und tabellarischer Darstellungen. Die Webanwendung bietet darüber hinaus eine statistisch basierte Einordung der aktuellen Daten in die langjährige Grundwasserstandsdynamik in klassifizierter Form. Durch die Darstellung jährlicher und langjähriger statistischer Kennwerte in Form von Hauptwerten lassen sich zudem Grundwasserstände einzelner hydrologischer Jahre beurteilen sowie Wasserstände verschiedener hydrologischer Jahre vergleichen. Neben den messstellenspezifischen Messwerten und Datenauswertungen sind auf Grundwasserstandonline auch ergänzende Messstelleninformationen (Stammdaten) sowie Angaben zu den hydrogeologischen Verhältnissen verfügbar.

Die veröffentlichten Wasserstandsdaten sollen die natürliche, witterungs- und klimatisch bedingte, d.h. eine anthropogen möglichst unbeeinflusste Grundwasserstandsentwicklung sichtbar machen. Grundlage bilden 161 repräsentativ ausgewählte Grundwassermessstellen in den verschiedenen Regionen Niedersachsens, die eine Auswahl von den weit über 1.000 Messstellen darstellen, die der NLWKN zu Beobachtung des Grundwasserstands landesweit
betreibt. Die Datenerhebung und Datenfernübertragung an den ausgewählten Messstellen erfolgen automatisiert, um eine kontinuierliche und zeitnahe Bereitstellung der Messwerte zu gewährleisten.

Mit Grundwasserstandonline bietet der NLWKN ein weiteres Informationsangebot mit umfangreichen Umweltdaten. Eingegangene Anfragen und Rückmeldungen belegen ein großes Interesse seitens Presse und breiter Öffentlichkeit an dieser Darstellungsform. Der sehr niederschlagsreiche Winter 2023/2024 hat zudem verdeutlicht, dass auch bei besonders hohen Wasserständen ein großes Interesse an zeitnah verfügbaren Informationen zur Entwicklung des Grundwasserstands besteht.

Das WasserBuch- und WasserEntnahmeprogramm Niedersachsen (WBE) bildet die zentrale Datengrundlage für die Erfassung, Verwaltung und Auswertung von Wasserrechten sowie tatsächlich erfolgten Wasserentnahmen. Es dient dabei als wichtige Informationsquelle für Fachleute und die Öffentlichkeit gleichermaßen. Angesichts wachsender Anforderungen an das Wassermanagement, durch z.B. Auswirkungen des Klimawandels oder demografische Entwicklungen soll das landesweite Strömungsmodell „STELLAR“ (STrömungsmodELl LAnd NiedeRsachsen) zukünftig als übergeordnetes Planungsinstrument die langfristige Sicherstellung der Wasserversorgung in Niedersachsen unterstützen. Für die Entwicklung, Kalibrierung sowie Validierung des numerischen Strömungsmodells sind dabei eine umfassende Aufbereitung, detaillierte Analyse und ein vertieftes Verständnis, der Eingangsdaten - insbesondere der eingetragenen tatsächlichen Entnahmedaten - unerlässlich.

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neu entwickeltes Dashboard vorgestellt, das auf Daten eines Auszuges aus dem niedersächsischen WBE basiert. Dieses Dashboard erlaubt nicht nur eine transparente und nutzerfreundliche Visualisierung der Entnahmen, sondern eröffnet auch die Möglichkeit zu tiefergehenden Analysen selektiver Regionen, was für das hydrogeologische Gesamtverständnis für die Strömungsmodellierung im STELLAR Projekt unerlässlich ist. Durch Filter- und Auswertungsfunktionen können räumliche und zeitliche Muster von Wasserentnahmen praxisnah untersucht werden.

Das Dashboard schafft damit einen innovativen Zugang zu den niedersächsischen Wasserentnahmedaten, der über klassische Berichtsformate hinausgeht. Für die Entwicklung und im späteren Schritt der Optimierung des Grundwasserströmungmodells bietet es eine neuartige Schnittstelle zwischen Datenaufbereitung, geostatistischer Analyse und Modellierungsanwendungen in einer landesweiten Größenordnung. Damit leistet das Tool einen wertvollen Beitrag zur nachhaltigen Bewirtschaftung und zum besseren Verständnis der Wasserressourcen in Niedersachsen.

Literatur:

Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) (2024). Wasserbuch Niedersachsen. Zugriff am 16.09.2025, von https://www.nlwkn.niedersachsen.de/startseite/service/daten_karten/wasserbuch/wasserbuch-niedersachsen-45652.html

Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWN) (2025). Wasser- und Entnahmebuch Niedersachsen. Elektronische Datenbank. Zugriff am 09.11.2024, https://intra.wbe.niedersachsen.de/ [Zugang nur für Berechtigte].

Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Niedersachsen (LBEG) (2025). Landesweites Strömungsmodell STELLAR. Zugriff am 16.09.2025, https://www.lbeg.niedersachsen.de/startseite/boden_grundwasser/grundwasser/grundwasser_dyn amik/stellar/landesweites-stromungsmodell-stellar-242612.html

Das Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz (LfU RLP) ermittelt die Grunddaten zur Ausweisung der mit Nitrat belasteten Gebiete im Rahmen der Landesdüngeverordnung (LDüVO, AVV GeA, BAnz AT 16.08.2022 B2). An hierfür genutzten Grundwasser-Messstellen wurde zur Klärung ihrer Eignung für das Nitrat-Ausweisungsmessnetz der Jungwasseranteil und die mittlere Verweildauer des jeweiligen Grundwassers bestimmt, um die Entwicklung der Nitratgehalte über die letzten Jahrzehnte besser zu verstehen und die zeitliche Verzögerung eventueller Sanierungsmaßnahmen bewerten zu können.

Hierfür wurden vom LfU RLP 31 Messstellen mit Teufen von ca. 2,6 bis 88,3 m ausgewählt. Die Messstellen wurden im Winter 2024 und Frühjahr 2025 beprobt und auf die Parameter Tritium (³H-H₂O), Schwefelhexafluorid (SF₆), FCKW-Spurengase (F11, F12 und F113) sowie die stabilen Isotope Sauerstoff-18 (δ¹⁸O-H₂O) und Deuterium (δ²H-H₂O) hin untersucht.

Nach Bewertung möglicher Sekundäreinflüsse auf die Jungwassertracer erfolgte die Modellierung von Jungwasseranteil und mittlerer Verweilzeit je Grundwasserprobe.

Die Grundwässer in quartären und tertiären Lockergesteinen/Sedimenten (selten Festgesteinen) zeigen Jungwasseranteile von 10 bis 100 % und Grundwasserverweildauern im vollen Spektrum des von den Jungwassertracern erfassten Zeitraums von 5 bis 70 Jahren. Die überwiegend flachen Grundwassermessstellen - nur vereinzelte Messstellen erschließen Grundwasser aus Tiefen von >40 m - weisen relativ lange Verweilzeiten von >20 und z.T. >40 Jahren auf. Nur vereinzelte flache Messstellen weisen mittlere Verweilzeiten des Grundwassers von <20 Jahren auf. Lange Verweildauern bedingen einen stark verzögerten Austrag unerwünschter Stoffe, wie z.B. Nitrat oder anthropogene Rückstandsparameter von Pflanzenbehandlungsmitteln.

Die Auswertungen zeigen mehrfache Besonderheiten. So werden Tritiumgehalte beobachtet, die im Vergleich zu den Spurengehalten und modellierten Altersstrukturen deutlich erhöht sind. Als Ursache hierfür können verschiedene Möglichkeiten diskutiert werden wie höhere Beiträge von Sommerniederschlägen zur Neubildung oder ein bedeutender Einfluss von Beregnungsanlagen. Dies würde durch die Beobachtung von Verdunstungssignaturen der stabilen Wasserisotope gestützt.

Das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie erstellt derzeit ein landesweites Grundwasserströmungsmodell (STELLAR) für Niedersachsen mit MODFLOW 6. Es wird ein stationäres Grundwasserströmungsmodell aufgebaut, welches einen mittleren Zustand der hydraulischen Potenziale darstellen soll.

Die Einbindung der Fließgewässer in MODFLOW 6 ist mit dem „River Package“ (3. Art Randbedingung) geplant. Dies erfordert die Aufbereitung und Auswertung landesweiter Datensätze zu Wasserständen an Gewässerpegeln sowie die Interpolation von Wasserständen zwischen den Pegelstandorten. Des Weiteren müssen Gewässerinformationen wie Breite, Tiefe und Eigenschaften der Sohle aus anderen Datensätzen abgeleitet werden. Hierfür werden z.B. digitale Geländemodelle und Geodatensätze zur Strukturkartierung von Gewässern herangezogen. Die hieraus gewonnenen Daten sind vor allem für die Definition der „Conductance“ im „River Package“ notwendig, welche die hydraulische Anbindung des Gewässers an den Grundwasserkörper durch das Sohlensediment beschreibt.

Dieser Beitrag bietet einen Überblick über das methodische Vorgehen für die Gewinnung der benötigten landesweiten Datensätze. Es werden die Herausforderungen beschrieben, welche sich auf Grund der Größe des Untersuchungsgebiets und der damit einhergehenden großen Datenmenge ergeben, und mögliche Lösungsansätze aufgezeigt.

Das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) erarbeitet hydrogeologische Regionalmodelle zur Darstellung des (hydro)geologischen Untergrundes, die auf dem NIBIS-Kartenserver sowie dem NIBIS3D-Viewer zur Verfügung gestellt werden (LBEG 2021c). Die Modelle stützen sich auf Eingangsdaten wie Bohrungen, Profilschnitte, Aero- und Bohrloch-geophysikalische Daten, die Geologische Karte 1:50 000 (GK50, LBEG 2021a), die Quartärgeologische Übersichtskarte 1:500 000 (GKTQ 500, LBEG 2021b) sowie bestehende (meist von Wasserversorgern erstellte) hydrogeologische 3D-Modelle.

Die Modelleinheiten sind lithostratigraphisch gegliederte Basisflächen, die nach einheitlicher Nomenklatur und vorgegebenen Workflows modelliert werden. Angrenzende Modellgebiete werden aufeinander abgestimmt, wobei die Informationsdichte der Eingangsdaten und damit auch der Detailgrad der Modelle regional sehr unterschiedlich sein kann. Die lithostratigraphischen Modellflächen werden zudem als hydrostratigraphische Einheiten nach Geofakten 21 (Reutter, 2011) übersetzt und entsprechenden Durchlässigkeitsklassen zugeordnet.

Als Ergänzung zu diesen in Geofakten 21 veröffentlichten Durchlässigkeitsklassen (Reutter, 2011) hat das LBEG regionalisierte Durchlässigkeitsbeiwerte der känozoischen Grundwasserleiter in den Geofakten 48 veröffentlicht (Hartmann et al., 2025). Basierend auf über 10.000 Korngrößenanalysen, aus überwiegend an Bohrkernen gewonnenen Proben, wurden Durchlässigkeitsbeiwerte für die hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens (HUEK500, LBEG, 2021d) bestimmt, statistisch ausgewertet und die Ergebnisse auf dem NIBIS Kartenserver bereitgestellt. Insgesamt wurden vier (semi)empirische Berechnungsverfahren zur Ableitung des Durchlässigkeitsbeiwertes verwendet, die eine gute Übereinstimmung mit den Durchlässigkeitsklassen in Geofakten 21 zeigen. In Gebieten hoher Probendichte konnten auch statistisch signifikante regionale Unterschiede in den Durchlässigkeitsbeiwerten hydrostratigraphisch gleicher Einheiten herausgearbeitet werden. Mit wachsender Probenmenge soll damit zukünftig eine regionalisierte Parametrisierung der 3D-Modelle, aber auch von Transport- oder Grundwasserströmungsmodellen möglich sein.

Literatur

Hartmann, T., Dohrmann, R., Griffel, G., González, E., Elbracht, J. (2025): Flächendeckende Auswertungen des hydraulische Durchlässigkeitsbeiwertes aus Korngrößenanalysen – Geofakten 48. 12 S., Hannover (LBEG)

LBEG (Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie) (2021a): Geologische Karte 1 : 50 000. - NIBIS® KARTENSERVER <http://nibis.lbeg.de/cardomap3/>, Hannover.

LBEG (Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie) (2021b): Quartärgeologische Übersichtskarte 1: 500 000. - NIBIS® KARTENSERVER, <http://nibis.lbeg.de/cardomap3/>, Hannover.

LBEG (Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie) (2021c): 3D-Modelle. – NIBIS® KARTENSERVER, <http://nibis.lbeg.de/cardomap3/>, Hannover.

LBEG (Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie) (2021d): Hydrogeologische Übersichtskarte 1:500 000. – NIBIS® KARTENSERVER, <http://nibis.lbeg.de/cardomap3/>, Hannover.

Reutter, E. (2011): Hydrostratigrafische Gliederung Niedersachsen. – Geofakten 21: 11 S.; Hannover (LBEG).

Zur Umsetzung des niedersächsischen „Masterplan Wasser“ wurden von einer Arbeitsgruppe mit Vertreterinnen und Vertretern des MU¹, NLWKN² und LBEG³ verschiedene Maßnahmen zur Grundwasseranreicherung und zum Wasserrückhalt hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und Randbedingungen bewertet.

Ein Ergebnis des Projektes sind landesweite, maßnahmenspezifische Potenzialkarten für Niedersachsen, die im LBEG mittels einer räumlichen multikriteriellen Entscheidungsanalyse mittels Python berechnet wurden. Eingangsdaten für die Berechnung der Karten sind intrinsische Standortfaktoren wie z.B. der Grundwasserflurabstand, die Durchlässigkeit des Untergrundes, die Infiltrationsleistung des Bodens oder der Abstand zu Oberflächengewässern. Die Karten weisen das hydrogeologische Standortpotenzial einer Maßnahme in Rasterzellen mit einer Größe von 100 m x 100 m aus. Es wurden Karten zu nachfolgenden Maßnahmen erstellt: Versickerungsteich, Versickerungsmulde, Düneninfiltration, Infiltrationsbrunnen, Rigole, Rückhalt von Hangabfluss, Retentionsdamm sowie Grabeneinstau.

Die Potenzialkarten können bei der Auswahl von geeigneten Maßnahmen an potenziellen Standorten, bzw. bei der Identifizierung von potenziellen Standorten für gewünschte Maßnahmen unterstützen. Sie ersetzen allerdings keine detaillierte Einzelfallprüfung vor Ort, da sie keine Raumordnungs- und Flächennutzungsfestlegungen oder andere gesetzliche oder untergesetzliche Regelungen berücksichtigen.

Die Potenzialkarten sowie weiterführende Informationen sind auf dem NIBIS® Kartenserver verfügbar. Neben den Potenzialkarten werden in dem Projekt maßnahmenspezifische Steckbriefe sowie eine Handreichung für die Maßnahmenumsetzung erstellt, in der die Methodik zur Berechnung der Karten sowie deren Betrachtungs- und Anwendungsgrenzen detailliert erläutert werden.

¹Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz

²Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz

³Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie

Im Rahmen des Projektes STELLAR (Landesweites 3D Grundwasserströmungsmodell für Niedersachsen) wird basierend auf Testmodellen evaluiert, welche Meshgenerierung für die MODFLOW6-Modlleirung Anwendung finden wird.

Voronoi-Tessellierungen bieten eine robuste geometrische Grundlage für die Erzeugung unstrukturierter Netze in der Grundwasserströmungsmodellierung. Sie ermöglichen eine flexible Darstellung komplexer geologischer Strukturen und unregelmäßiger Gebietsgrenzen. Durch die Integration voronoi-basierter Diskretisierungen in moderne Modellierungsumgebungen wie MODFLOW können heterogene Systeme mit höherer räumlicher Auflösung und angepasster Gitterdichte abgebildet werden. Dadurch lassen sich hydraulische Gradienten und Strömungsbahnen präziser erfassen und numerische Instabilitäten reduzieren.

Diese Arbeit untersucht verschiedene Ansätze zur voronoi-basierten Netzgenerierung, die mit aktuellen Python-Bibliotheken und spezialisierten Anwendungen erstellt werden. Ziel ist es, die erzeugten Netze hinsichtlich ihrer geometrischen Eigenschaften und ihrer Eignung für den Einsatz in Grundwasserströmungsmodellen zu vergleichen. Dabei wird besonderes Augenmerk auf Struktur, Regelmäßigkeit und die geometrische Qualität der Netze gelegt.

Die Netzqualität wird anhand geometrischer Kennwerte bewertet, darunter die Abweichung einer Zelle von der sogenannten Centroidal-Voronoi-Tessellierung (CVT), die den Abstand zwischen dem Generierungspunkt und dem Zellschwerpunkt beschreibt, sowie die Orthogonalitätsabweichung, die den Winkel zwischen den Verbindungslinien der Zellzentren und den zugehörigen Flächennormalen beschreibt. Zusätzlich werden numerische Leistungskennzahlen wie Massenbilanzfehler, Reduktionsrate der Residuen und die Glätte der hydraulischen Potentialverteilung berücksichtigt.

Der Vergleich der unterschiedlichen Voronoi-Netze dient dazu, Gemeinsamkeiten und Unterschiede in ihrer geometrischen Struktur und potenziellen Modellanwendbarkeit herauszuarbeiten. Auf diese Weise wird ein besseres Verständnis der Einflüsse von Netzaufbau und Gitterqualität auf die Zuverlässigkeit und Effizienz von Grundwasserströmungsmodellen gewonnen.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung liefern eine Grundlage für die Bewertung und Auswahl geeigneter Strategien zur Erstellung unstrukturierter Voronoi-Netze und unterstützen die Weiterentwicklung effizienter und stabiler Modellierungsansätze in der Hydrogeologie.

Grundwasserströmung im Festgestein lässt sich mit verschiedenen numerischen Ansätzen, die für verteilt-parametrische Systeme entwickelt werden, simulieren. Die Wahl der Methode hängt von der Zielsetzung, dem Untersuchungs­aufwand, der praktischen Anwendbarkeit und insbesondere der Verfügbarkeit von Informationen zum Aufbau und zur räumlichen Heterogenität des Untergrundes ab. Das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie entwickelt derzeit ein landesweites stationäres 3D-Grundwasserströmungsmodell für Niedersachsen (STELLAR, vgl. Abstract ID 150), mit der Zielsetzung, unterschiedliche hydrogeologische und wasserwirtschaftliche Daten systematisch und einheitlich miteinander zu verknüpfen, um landesweit vollständige Bilanzen und Grundwasserinformationen bereit zu stellen und die Interaktion zwischen Grundwasser und Oberflächengewässern sowie den Grundwasseraustausch im Untergrund darzustellen. Die Berechnungsergebnisse des Modells sind entscheidend für ein ganzheitliches Verständnis des Wasserhaushalts in Niedersachsen.

In Niedersachsen sind in zwei Regionen großflächig aufgeschlossene Festgesteinsgebiete mit teilweise verkarsteten Einheiten auf (zusammen ≈11.000 km², ~23 % der Landesfläche) verbreitet. Aufgrund der regionalen Ausdehnung, der erforderlichen Kopplung mit dem im Aufbau befindlichen MODFLOW-6-Modell der niedersächsischen Lockergesteinsgebiete im Rahmen von STELLAR sowie des verfügbaren Datenbestands soll das Festgestein als Äquivalentes Porenmedium (EPM) mit effektiven Parametern modelliert werden. Für den Modellaufbau sollen Informationen aus bestehenden geologischen 3D-Strukturmodellen (TUNB3D-NI [„Tieferer Untergrund Norddeutsches Becken“ für Niedersachsen und Bremen] und GTA3D [„Geotektonischer Atlas 3D“]) mit geologischen Karteninformationen verknüpft werden, und anhand von hydrogeologischen Datensätzen für die Strömungsmodellierung parametrisiert werden. Darüber hinaus werden modellrelevante Eingangsdaten (z. B. Beobachtungsdaten von Quellen, Oberflächengewässer sowie Daten aus Beobachtungs- und Entnahmebrunnen) berücksichtigt, um konsistente Konzeptmodelle im Rahmen eines Multimodell-Konzepts zu erstellen.

Die besonderen Herausforderungen beim Modellaufbau umfassen:

• die Ableitung repräsentativer effektiver Modellparameter, insbesondere im Hinblick auf die 3D-Diskretisierung;
• die Konzeptualisierung einer oberflächennahen Verwitterungszone;
• die Repräsentation bekannter präferenzieller Fließwege (z. B. südlich des Harzgebirges)
• die Berücksichtigung von hydrogeologisch relevanten Hauptstörungen.

In diesem Posterbeitrag werden konzeptuelle Ansätze zum Umgang mit diesen Herausforderungen dargestellt und deren Verwendung in MODFLOW-6 diskutiert.

Der Klimawandel ist im Landschaftswasserhaushalt in Niedersachsen messbar. Die letzte Dekade (2015-2024) war von Extremen geprägt. So ist das Sommerhalbjahr 2018 durch eine seit der Wetteraufzeichnung einzigartige Dürresituation mit extremem Niederschlagsmangel und Hitzerekorden und gleichzeitig ist der Jahreswechsel 2023/2024 mit einer ebenfalls bisher einzigartigen Überschwemmungssituation mit anhaltenden Niederschlägen über das gesamte 4. Quartal 2023 den Menschen in Erinnerung geblieben. Diese Dynamik im Klimasystem ist für konzeptionelle Wasserhaushaltsmodelle, deren Methodik für Auswertungen von langjährigen Zeiträumen entwickelt sind, eine Herausforderung. Relevante Einflussgrößen wie die vegetations- und wachstumsphasenabhängigen kc-Faktoren zur Berechnung der tatsächlichen Verdunstung oder Grundwasserstände müssen teils aufgrund eingeschränkter Verfügbarkeit mit langjährigen Mitteln angenommen werden, so dass die Bilanz eines 30-jährigen Zeitraums ausgeglichen ist. Es stellt sich die Frage, ob diese Parametrisierung in einem sich wandelnden Klima und zur Auswertung von Extremereignissen Anpassungen bedarf.

Exemplarisch wurde ein landwirtschaftlich geprägtes Einzugsgebiet im Landkreis Diepholz (Zentralniedersachsen) untersucht. Dabei wurden die gemittelten kc-Faktoren der Klasse Ackerland in 78 feldfruchtspezifische Klassen und anschließend jeweils in 4 ertragsspezifische Klassen unterteilt. Diese schlaggenauen Anbaukulturen liegen seit 2016 durch die Daten der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) und der Erntestatistik des Landesamts für Statistik Niedersachsen (LSN) vor. Der Anbau von Winterzwischenfrüchten wird in den GAP-Daten nicht erfasst. Daher musste hier eine expertenbasierte Annahme getroffen werden. Berücksichtigt wurde hierbei, ob das Einzugsgebiet Wasserschutzgebiete enthält (der Anbau von Zwischenfrüchten wird hier gefördert) oder in einer der Kulissen der mit Nitrat belasteten Gebiete nach NDüngGewNPVO lag. Die Berechnung des Landschaftswasserhaushalts und die Berechnung der Grundwasserwasserneubildung sind mit dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA exemplarisch mit dem ursprünglichen und dem angepassten Set-up durchgeführt und anschließend mit dem Pegelabfluss des Einzugsgebiets und der tatsächlichen Verdunstung mittels Satellitendaten MODIS (MOD16A2, MOD16A3) evaluiert worden.

Die Verdunstung ist in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gestiegen und hat einen starken Einfluss auf den Landschaftswasserhaushalt. Dies, der ertragsspezifische Effekt von differenzierten Feldfrüchten auf die Verdunstung, sowie Extremereignisse verändern die Wasserbilanz des Einzugsgebiets erheblich und haben einen Einfluss auf die Grundwasserneubildung. Im nächsten Schritt wird diese Pilotstudie auf weitere Einzugsgebiete erweitert werden, um den großräumigen Effekt auf Niedersachsen abzuschätzen.

Im Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel (PSM) gewinnen zielgerichtete Monitoringstudien zunehmend an Bedeutung. Voraussetzung dafür sind belastbare Einschätzungen zur Vulnerabilität von Standorten und Messstellen gegenüber Einträgen von PSM-Wirkstoffen und ihren Abbauprodukten ins Grundwasser. Ziel des Projektes war es, zu identifizieren, welche Standortfaktoren die Vulnerabilität maßgeblich bestimmen und wie sich diese quantifizieren, klassifizieren und räumlich vorhersagen lässt.

Dazu wurden Grundwasserqualitätsdaten der 13 Flächenbundesländer harmonisiert und mit Informationen zu Stoff- und Standorteigenschaften verknüpft. Die daraus entstandene Datenbank umfasst über 26.000 ausgewertete Messstellen und mehr als 500 Stoffe. An 58 % der Messstellen wurden mindestens einmal Wirkstoffe oder Metaboliten nachgewiesen, an rund 20 % Überschreitungen des Grenzwertes von 0,1 µg L⁻¹ festgestellt.

Zur Identifikation relevanter Einflussgrößen und zur räumlichen Prognose wurden Klassifikationsmodelle auf Basis von Random Forest und neuronalen Netzen angewendet. Aufgrund des hohen Zensurgrades – über 95 % der Messwerte lagen unterhalb der Bestimmungsgrenze – wurden Konzentrationsklassen als Zielvariablen definiert. Für acht mobile und persistente Metaboliten konnten robuste Modelle (Macro-F1 > 0,7) trainiert werden. Die landwirtschaftliche Nutzung, insbesondere die Hauptkultur im Umfeld der Messstelle, erwies sich als wichtigstes Merkmal, gefolgt von Filtertiefe, Sandgehalt und Grundwasserneubildung. Hydrogeologische Parameter, wie Hohlraumart und hydraulische Leitfähigkeit der Aquifere, zeigten dagegen einen deutlich geringeren Einfluss. In erweiterten Modellansätzen erwiesen sich Nitrat-, Sulfat- und Kaliumgehalte im Grundwasser als Indikatoren landwirtschaftlicher Aktivität und somit als ergänzende Prädiktoren.

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass sich die Vulnerabilität des Grundwassers gegenüber PSM-Einträgen mit hoher Persistenz und Mobilität in Deutschland stärker durch landnutzungsbezogene als durch intrinsisch hydrogeologische Faktoren erklären lässt. Für die Planung künftiger Nachzulassungsmonitoring-Studien wird empfohlen, standortbezogene, großmaßstäbliche Daten und Modelle sowie lokale Fachkenntnis einzubeziehen. Die teilweise heterogenen analytischen Bestimmungsgrenzen und der hohe Zensurgrad der Monitoringdaten erschweren jedoch die bundesweite Vergleichbarkeit; eine Harmonisierung würde die Aussagekraft und Modellierbarkeit künftig weiter verbessern.

In der Kooperation KLIWA „Klimaveränderung und Konsequenzen für die Wasserwirtschaft“ beobachten und bewerten die Bundesländer Baden-Württemberg, Bayern, Hessen, Rheinland-Pfalz und Saarland gemeinsam mit dem Deutschen Wetterdienst die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt. Grundwasser spielt dabei eine zentrale Rolle für die Wasserverfügbarkeit für Mensch und Ökosysteme und liefert einen bedeutenden Beitrag zur Speisung von Fließgewässern in Trockenperioden. Langfristige Veränderungen von Grundwasserständen und Quellschüttungen, die innerhalb der KLIWA-Arbeitsgruppe Grundwasser für den süddeutschen Raum untersucht werden, sind wichtige Indikatoren für die hydrologischen Auswirkungen des Klimawandels. Bisherige Studien zu langfristigen Trends der Grundwassermenge basieren häufig auf Grundwasserstandsdaten mit sehr ungleichmäßiger Messstellenverteilung und z. T. unterschiedlichen Zeitreihenlängen, was flächendeckende Aussagen und die regionale Vergleichbarkeit erschwert. In der vorliegenden Studie werden daher sowohl Zeitreihen von Quellschüttungen als auch von Grundwasserständen betrachtet, wodurch insbesondere die Mittelgebirgsregionen im süddeutschen Raum, die durch Grundwassermessstellen typischerweise unterrepräsentiert sind, besser abgebildet werden. Gleichzeitig wurde der Datensatz in Regionen mit hoher Messstellendichte gezielt ausgedünnt, um räumliche Verzerrungen zu reduzieren. Anhand des resultierenden Datensatzes von 125 Grundwassermessstellen und Quellen werden Extremwerte und Trends über den Zeitraum 1971-2024 in Süddeutschland betrachtet. Die Auswertung der Extremwerte zeigt ein gehäuftes Auftreten von Grundwasserniedrigstständen in den 1970er-Jahren sowie erneut in den letzten zehn Jahren. Grundwasserhöchststände wurden dagegen besonders häufig in den 1980er-Jahren sowie regional im Jahr 2024 beobachtet. Die Trendanalyse ergibt für den Gesamtzeitraum 1971-2024 mehr negative als positive Trends. Zusammenhänge mit klimatischen Treibern werden diskutiert. Die Ergebnisse liefern Kenntnisse zur zeitlichen und räumlichen Dynamik von Grundwasserressourcen und bilden damit eine wichtige Basis für eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung.

Im Zuge verstärkter Nutzungskonflikte und klimatischer Änderungen rückt die effiziente und gleichzeitig umweltschonende Nutzung von Grundwasserressourcen immer mehr in den Fokus. Durch ganzheitliche Ansätze, wie dem integrierten Wasserressourcenmanagement (IWRM), sollen im Kontext der nachhaltigen Nutzung des Grundwassers wirtschaftliche, ökologische und soziale Ziele gegeneinander abgewogen und in Einklang gebracht werden. Hierbei spielt neben der Datengrundlage auch der Dialog der beteiligten Akteure aus Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Umwelt etc. eine bedeutende Rolle. Eine gesetzliche Grundlage für eine verpflichtende Beteiligung fehlt jedoch.

Die im Dezember 2023 in Kraft getretene Trinkwassereinzugsgebieteverordnung (TrinkwEGV) schafft die rechtliche und strukturelle Voraussetzung dafür, dass Einzugsgebiete von Trinkwasser­gewinnungsanlagen abgegrenzt und Daten zur Bewertung der standortbezogenen Geschütztheit des Rohwassers systematisch erfasst und bewertet werden müssen. Sie leistet damit durch die Erweiterung der Datengrundlage, die Identifizierung von Ressourcen und Risiken sowie die konkrete, gesetzlich verbindliche Formulierung von Maßnahmen zumindest in Teilbereichen auch einen grundlegenden Beitrag für die Entwicklung und Umsetzung weiterführender Konzepte wie dem integrierten Wasserressourcenmanagement (IWRM).

Mit Einführung der Trinkwassereinzugsgebieteverordnung (TrinkwEGV) in Hessen entstand bei den zuständigen hessischen Behörden die Notwendigkeit, neue Arbeitsabläufe zu etablieren. Dazu gehören die Prüfung, Speicherung und Auswertung der durch die Betreiber von Trinkwasser­gewinnungs­anlagen bereitzustellenden Daten und Dokumente zu den Trinkwassereinzugsgebieten und der daraus abgeleiteten Risikobewertungen. Bislang ist das Abgabeformat der Berichts- und Geodaten, die im Rahmen der Umsetzung der TrinkwEGV vorgelegt werden müssen, den Betreibern in Hessen weitgehend freigestellt und es bestehen nur behördliche Empfehlungen. Daraus resultiert ein erheblicher Aufwand für die Behörden, die Daten aus den eingereichten Unterlagen unterschiedlicher Formate in datenbankähnliche, auswertbare Systeme zu überführen. Für die effiziente Umsetzung der TrinkwEGV in Hessen soll daher eine webbasierte Anwendung mit angegliederter Datenbank aufgebaut werden, die die Rollen und Arbeitsschritte der beteiligten Akteure (Betreiber von Trinkwasser­gewinnungsanlagen, Ingenieurbüros, Genehmigungs- und Fachbehörden) abbildet, vereinheitlicht und die behördenübergreifende Zusammenarbeit und Berichtspflicht vereinfacht. Ein Schwerpunkt soll dabei sein, sowohl für Betreiber als auch die Behörden unabhängig von kostenpflichtiger Software technische Voraussetzungen zu schaffen, Daten im erforderlichen Format erstellen und im räumlichen Kontext prüfen zu können. Durch eine Versionierung der eingereichten Daten ist nach der ersten Abgabe in den Folgezyklen eine erhebliche Zeitersparnis sowohl seitens der Betreiber als auch der Behörden zu erwarten, da auf vorhandene Daten zugegriffen und lediglich Änderungen neu eingegeben werden müssen.

In dem Vortrag soll die Umsetzung der TrinkwEGV in Hessen im Kontext der entwickelten Web-Applikation erläutert und sich daraus ergebende Vorteile aufgezeigt werden. Die Applikation befindet sich derzeit in der Entwicklungsphase. Es ist vorgesehen, sie für die Behörden bereits im ersten Prüfzyklus und für Betreiber ab dem zweiten Abgabezyklus zur Verfügung zu stellen.