22.07.2020 Hydrogeologie / Ressourcenmanagement

Neue Ansätze zur überregionalen Bewirtschaftung von Grundwasserleitern

Neue Ansätze zur überregionalen Bewirtschaftung von Grundwasserleitern

Zur Deckung des steigenden Bedarfs an Grundwasserentnahmen für die Feldberegnung ist eine nachhaltige, angepasste Bewirtschaftung des Grundwasserdargebots notwendig. Die Herausforderung besteht darin, die Auswirkungen der nur saisonal, aber über viele Brunnen gleichzeitig stattfindenden und von Jahr zu Jahr stark schwankenden Grundwasserentnahmen für die Feldberegnung auf die relevanten Schutzgüter zu quantifizieren. Diese wirken abhängig vom hydrogeologischen Aufbau des Untergrunds häufig erst verzögert, gedämpft und zeitlich gestreckt.

Im Rahmen des EU-Forschungsprojekts "TOPSOIL - AquaModul" wurde hierfür von der CONSULAQUA Hildesheim für den Dachverband Feldberegnung Uelzen ein neuartiges Monitorungsystem entwickelt und erprobt. Hiermit sollen auch für große Bewirtschaftungsgebiete, wie dem Landkreis Uelzen, zeitnah und mit möglichst geringem Messaufwand die erforderlichen Informationen leiferbar sein, so dass eine ressourcen- und bedarfsgerechte Steuerung der Grundwasserentnahmen ermöglicht wird.

Das Monitoringkonzept sieht „repräsentative Leitmessstellen“ in ökologisch sensiblen und von Grundwasserentnahmen besonders betroffenen Gebieten vor. Diese Gebiete sind charakterisiert durch geringe Grundwasserflurabstände, grundwasserabhängige Landökosysteme, kleine Gewässer (Oberläufe) und eine hohe Grundwasserentnahme durch die Feldberegnung in ihrem Einzugsgebiet.

Für die Erprobungsphase wurden zunächst in 3 Pilotgebieten Grundwasserdoppelmessstellen zur Aufzeichnung der Standrohrspiegelhöhen im oberflächennahen Grundwasserleiter (AQ2) und im Haupt-Förderhorizont (AQ3) errichtet und mit Datensammlern ausgestattet, sowie jeweils eine Oberflächengewässermessstelle zur Erfassung der Wasserstände und Abflüsse. Hierbei wurden neuartige "Acoustuc Doppler Current Profiler" (ADCP) installiert und erprobt, die eine Abflussmessung ohne größere Eingriffe ins Gewässer erlauben. Ein entscheidender Aspekt dieser Messstellenanordnung ist die Analyse der Beziehung verschiedener Grundwasserhorizonte sowie der Interaktion des Grundwassers mit den Oberflächengewässern.

Das Monitoringsystem hat zwei unterschiedliche Aufgaben: Einerseits die Überwachung der Auswirkungen der Grundwasserentnahmen auf die einzelnen Schutzgüter sowie auf die Be-wirtschaftungsziele gemäß EU-WRRL und andererseits eine zeitnahe Bereitstellung der Da-tengrundlage für die Ermittlung des in der folgenden Beregnungsperiode zur Verfügung ste-henden Grundwasserdargebots. Hiermit soll eine damit einhergehende mengenmäßige und räumliche Anpassung der Beregnungstätigkeit ermöglicht werden.

Ein das gesamte Untersuchungsgebiet umfassendes instationäres numerisches Grundwas-serströmungsmodell stellt das wesentliche Prognose- und Steuerungsinstrument dar. Dieses wird auf Grundlage der Daten von Grundwasser- und Abflussmessstellen des NLWKN sowie den neu eingerichteten Messstellengruppen des Monitoringsystems kalibriert und regelmäßig angepasst.

Hierauf aufbauend ist die Prognose der Auswirkungen verschiedener Grundwasserentnahmen (Szenarien) für das Folgejahr auf die Standrohrspiegelhöhen und die grundwasserbürtigen Abflüsse in den Gewässern, insbesondere die Niedrigwasser-Basisabflüsse, möglich, sodass eine ressourcen- und bedarfsgerechte Steuerung der Grundwasserentnahmen zur Feldberegnung erfolgen kann.

Die Erprobungsphase umfasste mit den Jahren 2018 und 2019 zwei aufeinanderfolgende Trockenwetterperioden, sodass die gewonnenen Erfahrungen sowie die Kalibrierungen der Abflussmessstellen und des Grundwassermodells auf diese Extremjahre fokussiert sind. Hierbei zeigten sich auch die messtechnischen Grenzen bei der Aufzeichnung der Niedrigwasserabflüsse in den Sommermonaten. Um auch durchschnittliche und feuchte Jahre messtechnisch zu erfassen und nachvollziehen zu können, wurde das Projekt daher um ein weiteres Jahr verlängert.

Weitere Informationen zum Projekt: northsearegion.eu/topsoil/pilot-areas/ge-4/

Ansprechpartner:

Björn Stiller, Daniel Nienstedt, Michael Bruns (CONSULAQUA Hildesheim)

Tel.: 05121 / 76 82 27

hildesheim@consulaqua.de