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Grundwasser,

 

das dicht unter der Erdoberfläche bis in größere Tiefen die Hohlräume der oberen Erdkruste zusammenhängend ausfüllende Wasser (im Gegensatz zum Bodenwasser). Natürliches oder echtes Grundwasser stammt von in Poren, Haarrissen, Klüften und Spalten versickerten Niederschlägen, daneben auch aus der Uferfiltration über natürliche Zusickerung von Oberflächenwasser; ein sehr kleiner Anteil kommt aus juvenilem Wasser. Unechtes Grundwasser oder künstliches Grundwasser beruht auf Grundwasseranreicherung, d. h. Erzeugung von Grundwasser durch Versickerung oder Einleitung von aufbereitetem Oberflächenwasser zur Stützung eines ausgeglichenen Grundwasserhaushalts. Grundwasser sammelt sich über einer wasserundurchlässigen Schicht, der Grundwassersohle (Grundwasserstauer), und füllt besonders Lockersedimente (Grundwasserleiter, -Träger, -Horizont, Aquifer), aber auch die Hohlräume von porösen und klüftigen Festgesteinen. Im Karst kann es zur Ausbildung von Höhlenflüssen kommen.

 

Wenn durchlässige und undurchlässige Schichten mehrfach übereinander liegen, bilden sich Grundwasserstockwerke, in denen man oft Grundwasser verschiedener Art und Herkunft antrifft. Grundwasser folgt im Allgemeinen nur der Schwerkraft oder dem hydrostatischen Druck. Die obere Grenzfläche des Grundwassers wird als Grundwasseroberfläche oder Grundwasserdeckfläche bezeichnet; diese ist also die Grenze zwischen lufthaltigem und wassergesättigtem Erdboden. Diese Fläche liegt bei stehendem Grundwasser waagrecht, bei fließendem Grundwasser ist sie in Fließrichtung geneigt. Die in Brunnen in Erscheinung tretende, infolge des Druckausgleichs meist etwas abgesenkte Grundwasseroberfläche nennt man Grundwasserspiegel. Die Höhe der Grundwasseroberfläche, der Grundwasserstand, ist natürlichen und künstlichen Schwankungen unterworfen; er hängt v. a. von den Niederschlägen, ferner vom Wasserverbrauch der Pflanzen sowie von der Entnahme durch Menschen ab. Das Schwanken des Grundwasserstandes wird Grundwassergang genannt. Je nach Beschaffenheit des Grundwasserleiters fließt das Grundwasser mit unterschiedlicher Geschwindigkeit; diese beträgt in feinem Dünensand nur 4-5 m pro Jahr, in groben Sanden aber 1-3 m pro Tag, in Kiesen 3-10 m und in Schottern bis zu 15 m pro Tag. Bei größeren Mengen von fließendem Grundwasser spricht man sogar vom Grundwasserstrom.

 

Ein freies Grundwasser (ungespanntes Grundwasser, an seiner Oberfläche sind Wasser- und Luftdruck einander entgegengesetzt gleich) findet sich dort, wo das Grundwasser nach oben hin nicht von einer undurchlässigen Schicht begrenzt wird. Wo das aber der Fall ist und noch Grundwasser aus höherer Lage nachdrängt, herrscht ein gespanntes Grundwasser (Druckwasser). Wird hier die Deckschicht durchbohrt, so steigt das unter Druck stehende Grundwasser an die Erdoberfläche (artesischer Brunnen).

 

Je nach Aufbau des Untergrundes tritt das Grundwasser in Quellen zutage, bildet Seen, Sümpfe und Moore oder strömt in den Tälern als Talgrundwasser den Flüssen zu. Oft werden diese bei Niedrigwasser vornehmlich vom Grundwasser gespeist und damit ihre Niederschlags- und Zuflussschwankungen ausgeglichen.

 

Große, zusammenhängende Grundwasservorkommen finden sich in Deutschland v. a. in den ausgedehnten, aus Sanden und Kiesen bestehenden eiszeitlichen Aufschüttungen (Sander und Urstromtäler Norddeutschlands, Schotterfluren im Umkreis der Alpen) und in tertiären Lockergesteinen. Dabei handelt es sich meist um oberflächennahes Grundwasser, bei dem eine hydrogeologische Verbindung zum Vorfluter vorhanden ist. Diese fehlt beim Tiefenwasser, das daher eine geringe Fließbewegung hat. Stehendes Grundwasser, wie fossiles Grundwasser, findet sich in mehr oder weniger abflusslosen Grundwasserbecken.

 

Das Grundwasser ist bei ausreichender Filterwirkung des durchsickerten Bodens, genügender Verweildauer im Untergrund (etwa 50 Tage) und bei entsprechendem Grundwasserschutz (Wasserschutzgebiet) keimfrei und in der Regel von gleich bleibender Temperatur (etwa das Jahresmittel der Lufttemperatur). Es eignet sich daher v. a. für die Wasserversorgung zu Trinkzwecken. Mit zunehmender Tiefe macht sich der Einfluss der geothermischen Tiefenstufe bemerkbar. Die chemische Beschaffenheit des Grundwassers wird weitgehend von den durchströmten Gesteinen beeinflusst. Kalk- und gipshaltige Gesteine verursachen die Härte des Wassers.

 

Grundwasser ist mit einem Anteil von etwas über 70 % die wichtigste Grundlage der öffentlichen Wasserversorgung. Einschränkungen des Grundwasserangebotes werden auch durch Grundwasserverunreinigungen hervorgerufen. Es besteht hinsichtlich der Nutzung des Grundwassers darüber Übereinstimmung, dass nur die Menge Grundwasser gefördert werden sollte, die der mittleren jährlichen Grundwasserneubildung des jeweiligen Einzugsgebietes entspricht. Dennoch ist nicht zu übersehen, dass die mit jeder Grundwasserförderung unvermeidbar verbundene Grundwasserabsenkung ökologische Folgen haben wird. Kommt es während der Vegetationsperiode zu längeren Trockenzeiten, dann erreichen die Wurzelspitzen der Wild- und Kulturpflanzen die Steighöhe des Kapillarwassers nicht mehr, und es kommt zu »Trockenschäden«.

 

Grundwasserverunreinigungen treten in den letzten Jahren v. a. durch zwei Entwicklungen in das Umweltbewusstsein: Die chemische Analytik erschloss immer niedrigere Konzentrationsbereiche, was zum Nachweis von anthropogenen Einflüssen in praktisch allen erdoberflächennahen Grundwässern geführt hat. Zum anderen traten neben den bekannten, mehr punkt- und linienförmigen Verunreinigungsquellen (z. B. Altlasten) mehr und mehr die landwirtschaftlich und (zurücktretend) die forstwirtschaftlich genutzten Flächen als flächenhafte Verunreinigungsquellen in Erscheinung; v. a. Stickstoffverbindungen, Chloride und Schwermetalle aus der Düngung und der Gülleausbringung, aber auch der Einsatz von Pestiziden werfen Probleme auf. Eine offene Frage ist noch die quantitative Bedeutung saurer Niederschläge für die Grundwasserbeschaffenheit.

 

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie v. a. auch in den folgenden Artikeln:

 

Gewässerschutz · Wassergewinnung · Wasserhaushalt · Wasserkreislauf · Wassernutzung · Wasserwirtschaft

 

Literatur:

 

R. Grahmann: Die G. in der Bundesrepublik Dtl. u. ihre Nutzung (1958);

 

Lb. der Hydrogeologie, hg. v. G. Matthes, auf mehrere Bde. ber. (1973 ff.);

 

Ermittlung des nutzbaren G.-Dargebots, 2 Bde. (1982);

 B. Hölting: Hydrogeologie (²1984);

 H. Schneider: Die Wassererschließung. Grundl. der Erkundung, Bewirtschaftung u. Erschließung von G.-Vorkommen in Theorie u. Praxis (³1988);

 G. Osterkamp: Altlasten u. G. (1991);

 

G.-Schutz u. G.-Schadensfälle, hg. v. H. Pfaff-Schley (1995).

 

Weitere Literatur: Hydrologie.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

Grundwasser: Herkunft, Neubildung, Bedeutung

 

Bergbau: Die ökologischen Folgen

 

Trinkwasser: Gewinnung und Versorgung

 

Trinkwasser: Ressourcen und Qualität

 

Trinkwasser: Versorgungsprobleme

 

Landwirtschaft: Umweltprobleme