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Umweltatlas Berlin

02.14 Grundwassertemperatur (Ausgabe 1999)

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Kartenbeschreibung

Die Eindringtiefe der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen und damit die Tiefenlage der neutralen Zone wird maßgeblich durch die geogenen Faktoren wie den Flurabstand, die Wärmeleitfähigkeit der Gesteine, die Grundwasserneubildung und von anthropogenen Faktoren bestimmt. In Berlin liegt die neutrale Zone in Abhängigkeit von den oben genannten Verhältnissen in einer Tiefe von 15 - 25 m (Henning & Limberg 1995).

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Abb. 5: Jahreszeitliche Temperaturschwankungen des Grundwassers

In Abb. 5 ist für vier Grundwassermessstellen in etwa gleicher geologischer Position aber in unterschiedlichen Besiedlungsbereichen die zeitliche Variation des Temperaturverlaufs in den ersten 30 Metern unter der Geländeoberkante dargestellt. Die Grundwassermessstellen besitzen in etwa einen gleichen mittleren Flurabstand von ca. 5 m. Die ersten zehn Bodenmeter sind durch einen Wechsel von Fein- und Mittelsanden gekennzeichnet.

In Abhängigkeit vom jeweiligen Standort der Grundwassermessstelle zeigen sich im Bereich der Grundwasseroberfläche Unterschiede in den beobachteten Temperaturen sowie auch im weiteren Temperaturverlauf.

Die niedrigsten Grundwassertemperaturen an der Grundwasseroberfläche treten im Allgemeinen im Frühjahr auf (Februar bis Mai), die höchsten im Spätsommer (September bis Oktober). Eine Ausnahme bildet die Messstelle 4110. Hier liegen die höchsten Grundassertemperaturen im Winter (Januar), die niedrigsten im Sommer (Juli) vor. Diese Messstelle stellt einen Extremfall dar. Sie liegt mitten in einer dichten Industrieansiedlung mit mehreren großen Abwärmeproduzenten in unmittelbarer Nähe zu einem Oberflächengewässer. Da das Oberflächengewässer durch Kühlwassereinleitungen, insbesondere während der Wintermonate, stark erwärmt wird und durch die Nähe zu einem Wasserwerk ganzjährig influente Verhältnisse vorherrschen, kommt es zu einer Erhöhung der Grundwassertemperatur. Über das ganze Jahr ist eine Temperaturanomalie mit jahreszeitlichen Temperaturschwankungen von nur ca. 1 °C zu beobachten.

Als weiteres weist die Form des Temperaturverlaufs der Messstellen 329 und 4103 unterhalb der neutralen Zone auf instationäre Temperaturverhältnisse hin. Dies bedeutet, dass langfristig mit einer Erhöhung der Grundwassertemperaturen auch in größeren Tiefen zu rechnen ist.

In der Tabelle 1 sind zusammengefasst ausgewählte Temperaturkennwerte für unterschiedliche Besiedlungsbereiche gegenübergestellt.

Tab. 1: Gegenüberstellung ausgewählter Temperaturkennwerte in unterschiedlichen Besiedlungsbereichen

Messstelle mit Besiedlungs-
struktur

Flurabstand [m]

Minimum-
temperatur [°C]

Maximum-
temperatur [°C]

Temperatur der neutralen Zone [°C]

Tiefe der neutralen Zone [m]

4640
Überwiegend Vegetation

ca. 5

ca. 9

ca. 13

ca. 10

ca. 20

329
Mittlere Siedlungsdichte

ca. 5

ca. 10

ca. 14

ca. 11

ca. 20

4103
Hohe Siedlungsdichte

ca. 5

ca. 12

ca. 14

ca. 12

ca. 20

4110
Industrie-Ansiedlung

ca. 5

ca. 13

ca. 15

ca. 14

ca. 35

Tab. 1: Gegenüberstellung ausgewählter Temperaturkennwerte in unterschiedlichen Besiedlungsbereichen

Aus Tab. 1 ist zu ersehen, dass generell mit zunehmender Besiedlungsdichte eine Zunahme der Grundwassertemperaturen (vgl. Abb. 5) zu registrieren ist.

Es lässt sich grob folgende Einteilung für die unterschiedlichen Besiedlungsbereiche vornehmen:

Bereiche Temperatur in der neutralen Zone
ohne Besiedlung,
überwiegend Vegetation
< 10 °C
mit geringer bis mittlerer Siedlungsdichte 10 - 11 °C
mit hoher Siedlungsdichte,
Stadtzentren und Industrieansiedlungen
> 11 °C

In der vorliegenden Karte ist die Grundwassertemperaturverteilung für den Bezugshorizont 0 m NN im Stadtgebiet von Berlin dargestellt. Das entspricht in Abhängigkeit von der Lage im Urstromtal oder auf den Hochflächen 30 - 60 m unter Geländeoberkante (vgl. Abb. 3). In diesen Tiefen ist eine Beeinflussung durch die täglichen und jahreszeitlichen Temperaturschwankungen damit weitgehend ausgeschlossen.

Der Abstand zwischen den einzelnen Isolinien beträgt 0,5 °C. Die Grundwassertemperaturen schwanken zwischen 8,0 °C im Stadtrandbereich und 13,5 °C in den Industriegebieten. Generell ist ein tendenzieller Temperaturanstieg vom Stadtrand zum Stadtzentrum hin zu beobachten. Der Temperaturverlauf im Nordosten zeigt einen kontinuierlichen Anstieg zum Stadtzentrum hin, während sich das übrige Stadtgebiet durch mehrere positive und negative Temperaturanomalien auszeichnet.

Das stark bebaute und versiegelte Stadtzentrum wird von der 11,5 °C-Isolinie eingeschlossen. Innerhalb dieses Bereiches sind - wie aus lokalen Untersuchungen bekannt ist - punktuell weitere Anomalien mit Temperaturen von über 12 °C vorhanden. Die höchsten Temperaturen werden in der Nähe von Kühlwassereinleitungen der Heizkraftwerkegemessen. Außerhalb des Stadtzentrums korrelieren positive Temperaturanomalien ebenfalls mit hoch versiegelten Bereichen (vgl. Karte 01.02, SenStadtUm, 1993a) wie Nebenzentren und Industriegebieten.

Auffällig ist die im Südwesten der Stadt zu beobachtende Temperaturanomalie. Sie könnte auf die stillgelegte Deponie Wannsee zurückzuführen sein, die Wärme durch Abbauprozesse produziert.

Unterhalb der ausgedehnten Waldgebiete im Stadtrandbereich von Südosten, Westen und Nordwesten liegen die Temperaturen im Bereich von < 10 °C. Ferner fallen negativen Temperaturanomalien von unter 10 °C mit Gebieten zusammen, die sich durch einen hohen Vegetationsanteil auszeichnen. So machen sich vor allem südlich des Stadtzentrums zwei größere Grünflächen bemerkbar.

Generell ergeben sich in dicht besiedelten Gebieten gegenüber dem Freiland Temperaturerhöhungen im Grundwasser von mehr als 2 °C.

Die oberflächennahe Grundwassertemperaturverteilung im Stadtgebiet zeigt unter anderem einen Zusammenhang mit der Verteilung von Industrieansiedlungen, Abwärmeproduzenten, Oberflächenversiegelung, Freiflächen und Einträgen aufgeheizter Oberflächengewässer durch influente Verhältnisse. Unter Berücksichtigung des Grundwasserströmungsfeldes kann davon ausgegangen werden, dass diese Faktoren einen wesentlichen Einfluss auf die Veränderung der Grundwassertemperatur haben (Blobelt, 1999). Da es in der Stadt in der Regel zu einer Häufung dieser Faktoren kommt, überlagern sich die Einflussgrößen gegenseitig.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Temperaturmessungen, dass im Stadtgebiet von Berlin besonders im zentralen Bereich das Grundwasser deutlich erwärmt ist. Auch langfristig ist auf Grund der fortschreitenden Urbanisierung mit einer weiteren tief greifenden stärkeren Erwärmung des oberflächennahen Untergrundes und somit des Grundwassers zu rechnen.

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