Merkblatt DWA-M 641 „Methoden zur Charakterisierung von Grundwasser-See-Interaktionen“

Hennef, 1. Februar 2025. Die DWA hat das Merkblatt DWA-M 641 „Methoden zur Charakterisierung von Grundwasser-See-Interaktionen“ veröffentlicht.

Seen sind ein wesentlicher Bestandteil der mitteleuropäischen Landschaft und häufig einem hohen Nutzungs- und Siedlungsdruck ausgesetzt. Seen stehen oftmals in Verbindung zu anderen oberirdischen Gewässern oder werden von diesen gespeist. Bei Quellseen beginnen die Fließgewässer am Ausfluss des Sees. Mit dem Untergrund besteht – je nach Ausprägung und Durchlässigkeit der Sedimente am Seeboden – eine hydraulische Verbindung zum Grundwasser. Über die Kopplung von Seen mit dem Grundwasser ergeben sich neben den oberirdischen Zu- und Abflüssen weitere Eintragspfade in Seen, die neben dem Wasserhaushalt auch den Stoffhaushalt der Seen beeinflussen können.

Der Eintragspfad über das Grundwasser kann für Seen quantitativ sehr bedeutsam sein und kann dann langfristige Auswirkungen auf die Seen haben, da Grundwassertransportprozesse oft auf mehrjährigen Skalen oder innerhalb von Dekaden stattfinden. Meist wird dieser Pfad als die vergessene oder verborgene Komponente der Wasserbilanz bezeichnet, da diese nicht sichtbar und schwer messbar ist, sowie von der Heterogenität des Aquifers und Sediments abhängt. Daraus ergibt sich das Ziel, diese bisher häufig „unbekannte Komponente“ des Wasserhaushalts in Seen besser zu erfassen, um den damit verbundenen Stoffeintrag und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Gewässerqualität zu quantifizieren und zu bewerten.

Das Merkblatt DWA-M 641 „Methoden zur Charakterisierung von Grundwasser-See-Interaktionen“ wurde von der DWA/DGL-Arbeitsgruppe GB-3.7 „Methoden zur Charakterisierung von Grundwasser-See-Systemen und deren Interaktion“ (Sprecher: Dr.-Ing. Ulrich Lang), einer gemeinsamen Arbeitsgruppe der Deutschen Gesellschaft für Limnologie e. V. (DGL) und der DWA, erarbeitet, um die Lücke zwischen der Seenkunde und der Hydrogeologie zu schließen, da die Interaktion zwischen Grundwasser und See eine wichtige Rolle für beide Wasserkörper spielt. Das Merkblatt soll den aktuellen Stand der Technik darstellen und damit die Basis für fachgerechte Untersuchungen sein und gegebenenfalls die Entwicklung von Maßnahmen unterstützen.

Da sowohl das Grundwasser als such die Seen in Mitteleuropa den zunehmenden Folgen der Klimakrise ausgesetzt sind, ist die Kenntnis über die Austauschvorgänge zwischen Grundwasser und See sowohl hinsichtlich Menge als auch Wasserinhaltsstoffen von großer Bedeutung. In Zukunft ist mit weiter abnehmenden Neubildungsraten für das Grundwasser zu rechnen und damit auch mit verminderten Zustromraten aus dem Grundwasser in Seen. Bei gleichbleibenden Nährstofffrachten kann dies vor allem Auswirkungen auf die Wasserqualität und Eutrophierung von Seen haben. Aber auch der zunehmende Siedlungs- und Nutzungsdruck auf die Seen mit deren ober- und unterirdischen Einzugsgebieten stellt das wasserwirtschaftliche Management vor weitere Herausforderungen zusammen mit dem Klimawandel.

Das Merkblatt befasst sich zunächst mit den Methoden, um die Wasserbilanz des Einzugsgebiets nach dem aktuellen Stand der Technik erfassen zu können, und beschreibt kurz die wesentlichen Prozesse in Seen. Im Merkblatt wurde ein Schwerpunkt auf die messtechnische Erfassung der Wasseraustauschraten gelegt, und es werden physikalische, chemische und biologische Methoden aufgezeigt.

Ein weiterer Schwerpunkt des Merkblatts liegt in der Anwendung von numerischen Modellen, um einerseits quantitative Aussagen zu den Austauschraten zu erhalten und andererseits die gemessenen Informationen interpretieren zu können. Denn vor allem die unterschiedliche Dynamik in den Seen gegenüber dem Grundwasser macht den Einsatz von numerischen Werkzeugen zur Identifizierung der Austauschprozesse unabdingbar. Zusätzlich gibt das Merkblatt auch Hinweise, mit welchen Aufwendungen bei der Anwendung zu rechnen ist.

Das Merkblatt ist zunächst an Fachbehörden und Fachbüros adressiert. Es gibt aber auch Hinweise, um politische Entscheidungsprozesse im Management von Seen und deren Einzugsgebiet zu unterstützen. Hier soll vor allem der nicht zu unterschätzende Aufwand für eine fachgerechte Untersuchung und Planung von Maßnahmen vermittelt werden. Mit der Einbindung von numerischen Methoden ermöglicht die im Merkblatt vorgeschlagene Vorgehensweise auch die Prognose bei veränderten Rahmenbedingungen, zum Beispiel, bei sich weiterhin ändernden hydrologischen Verhältnissen aufgrund des Klimawandels.

Die in dem Merkblatt dokumentierten Methoden basieren auf Forschungsprojekten, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurden. Wichtige Bausteine der Veröffentlichung wurden im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundprojekts „Seezeichen“ des Förderschwerpunkts „Nachhaltiges Wassermanagement2 bearbeitet. Für weitergehende detaillierte Informationen sei auf die Forschungsliteratur verwiesen.

Merkblatt DWA-M 641 „Methoden zur Charakterisierung von Grundwasser-See-Interaktionen“, Januar 2025, 76 Seiten
Print
ISBN 978-3-96862-788-5, Ladenpreis: 146 Euro, fördernde DWA-Mitglieder: 116,80 Euro
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ISBN 978-3-96862-789-2, Ladenpreis: 127 Euro, fördernde DWA-Mitglieder: 101,60 Euro
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Ladenpreis: 184 Euro, fördernde DWA-Mitglieder: 147,20 Euro

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