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Umweltatlas Berlin

02.19 Zu erwartender höchster Grundwasserstand (zeHGW) (Ausgabe 2015)

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Problemstellung

Die Höhe der Grundwasseroberfläche bzw. der Grundwasserdruckfläche ist für verschiedene wasserwirtschaftliche, ökologische und bautechnische Fragestellungen von Bedeutung. Insbesondere gilt das für ihren Maximalwert, den höchsten Wert, den der Grundwasserstand erreichen kann, der vor allem für die Bemessung von Bauwerken benötigt wird. Als Planungsgrundlage für die Auslegung einer Abdichtung des Bauwerks gegen "drückendes" Wasser oder für die Bemessung der Gründung ist dieser Wert unabdingbar.

Meist wird dieser Maximalwert anhand langjähriger Grundwasserstandsbeobachtungen ermittelt. Zurzeit werden im Berliner Stadtgebiet an rund 2.000 Grundwassermessstellen Grundwasserstände (Standrohrspiegelhöhen) gemessen und in Form von Grundwasserstandsganglinien dargestellt (Beispiel s. Abbildung 1). Der Maximalwert einer solchen Ganglinie wird als höchster Grundwasserstand, abgekürzt HGW, bezeichnet. Der HGW ist damit also ein in der Vergangenheit gemessener Wert.

Abbildung 1
Abb. 1: Grundwasserstandsganglinien dreier Messstellen im Urstromtal: Der höchste Grundwasserstand (HGW) wurde zu unterschiedlichen Zeiten gemessen: Mst. 137: 1975, Mst. 5476: 2002 und Mst. 8979: 2011.

Wenn an dem Ort, für den der höchste Grundwasserstand benötigt wird, keine Grundwassermessstelle mit hinreichend langer Beobachtungsdauer vorhanden ist, kann dieser Wert aus den höchsten Grundwasserständen benachbarter Messstellen durch Interpolation näherungsweise bestimmt werden. Ein solcher interpolierter Wert wird gleichfalls als HGW bezeichnet. Sofern in den Grundwasserauskünften der Senatsverwaltung Berlin ein höchster Grundwasserstand mitgeteilt wird, wird auch die Methode der Ermittlung des angegebenen HGW im Einzelnen erläutert.

Für viele Fragestellungen ist die Kenntnis eines höchsten, in der Vergangenheit eingetretenen Grundwasserstands zwar sehr hilfreich, aber nicht in allen Fällen voll befriedigend bzw. ausreichend. Soll der HGW beispielweise zur Bemessung einer Bauwerksabdichtung gegen drückendes Wasser benutzt werden, so muss dieser in der Vergangenheit beobachtete Wert selbstverständlich einer sein, der auch in Zukunft, d.h. innerhalb der Nutzungsdauer des Bauwerks, nicht überschritten wird und nur in extrem nassen Situationen auftreten kann. Wenn der beobachtete Grundwasserstandsgang im Wesentlichen durch natürliche Ursachen bedingt ist (jahreszeitlich unterschiedliche Grundwasserneubildung, Wechsel von niederschlagsarmen mit niederschlagsreichen Jahren) kann davon ausgegangen werden, dass er sich zukünftig ähnlich verhält. Das gilt auch im Fall anthropogener Eingriffe mit Auswirkungen auf die Grundwasseroberfläche, sofern diese dauerhaft sind, sich also in Zukunft nicht ändern werden.

In weiten Teilen Berlins herrschen bereits seit Langem keine natürlichen Grundwasserverhältnisse mehr. Durch dauerhafte wie zeitliche begrenzte Eingriffe in den Grundwasserhaushalt ist die Höhe der Grundwasseroberfläche künstlich beeinflusst. Zu den dauerhaften Maßnahmen zählen:

  • die Regenwasserkanalisation, die eine Verminderung der Grundwasserneubildung und damit eine Absenkung des Grundwasserstands zur Folge haben;
  • die dezentrale Regenwasserverbringung über Versickerungsanlagen, wodurch die Grundwasseroberfläche in Abhängigkeit von den Niederschlagsereignissen örtlich angehoben werden kann;
  • Dränagen und Gräben, mit denen der Grundwasserstand gebietsweise gezielt abgesenkt wurde;
  • wasserbauliche Maßnahmen (Stauhaltungen, Ufereinfassungen, Gewässer-begradigungen), die sowohl zu einer Anhebung wie zu einer Absenkung des Grundwasserstandes führen können;
  • in das Grundwasser hineinreichende Bauwerke, mit der Auswirkung eines Aufstaus des Grundwasser in Anstromrichtung bzw. einer Absenkung in Abstromrichtung.

Zu den zeitlich begrenzten Maßnahmen bzw. denjenigen, die in ihrem Ausmaß stark variieren können, gehören:

  • Grundwasserentnahmen für die öffentliche und private Wasserversorgung sowie zum Zweck der Wasserfreihaltung von Baugruben oder zur Altlastensanierung, die zur Absenkung der Grundwasseroberfläche führen;
  • Grundwasseranreicherungen zur Erhöhung des Grundwasserdargebots für die öffentliche Wasserversorgung, die in der Umgebung der Anreicherungsanlagen den Grundwasserstand anheben;
  • Reinfiltration von gehobenem Grundwasser, z.B. im Rahmen von Grundwasserhaltungsmaßnahmen für Bauzwecke, wodurch – meist örtlich begrenzt – ebenfalls die Grundwasseroberfläche angehoben wird.

Durch diese Vielzahl möglicher künstlicher Maßnahmen mit Auswirkungen auf das Grundwasser wird deutlich, dass es im Einzelfall selbst für Fachleute mitunter schwierig zu beurteilen ist, ob und in welchem Ausmaß ein beobachteter (= gemessener) höchster Grundwasserstand (HGW) anthropogen beeinflusst ist und in wieweit ein solcher Wert auch für in die Zukunft gerichtete Fragestellungen verwendet werden kann.

Um die Qualität des HGW-Wertes weiter zu erhöhen und sie für den Nutzer leichter verfügbar zu machen, ist eine Karte entwickelt worden, die den "zu erwartenden höchsten Grundwasserstand", abgekürzt "zeHGW", direkt angibt. Dieser ist folgendermaßen definiert:

Der zu erwartende höchste Grundwasserstand (zeHGW) ist derjenige, der sich witterungsbedingt maximal einstellen kann. Er kann nach extremen Feuchtperioden auftreten, sofern der Grundwasserstand in der Umgebung durch künstliche Eingriffe weder abgesenkt noch aufgehöht wird.

Nach dieser Definition handelt es sich um einen Grundwasserstand, der nach gegenwärtigem Wissenstand unter den folgenden geohydraulischen Randbedingungen nach sehr starken Niederschlagsereignissen nicht überschritten wird: einerseits den natürlichen Randbedingungen (z.B. Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes) und andererseits den dauerhaft künstlich veränderten Randbedingungen (z.B. Stauhaltungen der Fließgewässer, s.o.).
Höhere Grundwasserstände als der zeHGW können grundsätzlich zwar auftreten, aber nur in Folge weiterer künstlicher Eingriffe. Solche Eingriffe (z.B. Einleitungen in das Grundwasser) sind langfristig natürlich nicht vorhersehbar. Sie brauchen aber auch für die meisten Fragen insofern nicht berücksichtigt zu werden, als sie in jedem Fall einer wasserbehördlichen Erlaubnis oder Bewilligung bedürfen.

Sinngemäß entspricht die Definition des zu erwartenden höchsten Grundwasserstands damit der Definition des "Bemessungsgrundwasserstands" für Bauwerksabdichtungen gemäß BWK-Regelwerk, Merkblatt BWK-M8 (2009; BWK Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau e.V.).

Der Begriff Bemessungsgrundwasserstand wird hier zu Gunsten des Begriffs zu erwartender höchster Grundwasserstand jedoch nicht verwendet, da die zeHGW-Karte auch für andere Fragen neben der nach einer erforderlichen Bauwerksabdichtung zur Verfügung gestellt wird.

In diesem Zusammenhang wird auch darauf hingewiesen, dass die Festlegung von Bemessungsgrundwasserständen für Baumaßnahmen im Grundsatz dem Bauherrn bzw. seines Fachplaners oder -gutachters obliegt. Da dies für den Einzelnen wegen der übergreifenden komplexen, durch den Menschen stark beeinflussten Grundwasserverhältnisse in Berlin allein auf der Grundlage von Grundwasseruntersuchungen am Ort der Baumaßnahme und seines engeren Umfeldes mitunter nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand möglich ist, erteilt das Land Berlin als Dienstleistung für den Bürger im Rahmen seiner Grundwasserauskünfte Informationen zum Grundwasserstand.

Die Arbeitsgruppe Geologie und Grundwassermanagement der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt gibt seit Jahrzehnten Auskünfte zum Grundwasser, damit auch zum höchsten Grundwasserstand (HGW), der von Fachleuten auf der Basis der vorliegenden Grundwasserstandsdaten ermittelt wird. Da der HGW entsprechend seiner Definition (s.o.) kein unbeeinflusster Grundwassersstand sein muss, wird angestrebt, für das gesamte Stadtgebiet eine Karte des zeHGW zu entwickeln, der für in die Zukunft gerichtete Fragestellungen (z.B. Bauwerksabdichtung) aussagekräftiger ist. Der Zugriff auf die Karte über das Internet erlaubt es dem Nutzer, den zeHGW für den gewünschten Standort abzulesen. Bisherige Wartezeiten, die durch die schriftliche Anfrage entstanden, entfallen dadurch.

Zurzeit ist die zeHGW-Karte für zwei Gebiete Berlins fertig gestellt. Geologisch gesehen handelt es sich um das Gebiet des Berliner Urstromtals und das Gebiet des Panketals. Beide (s. Abbildung 2) sind dadurch gekennzeichnet, dass ihr Untergrund oberflächennah ganz überwiegend durch gut wasserleitende Sedimente (Böden) aufgebaut ist und sich die Grundwasseroberfläche im Allgemeinen nur in geringer Tiefe (Grundwasserflurabstand wenige Meter, stellenweise auch weniger als einem Meter) befindet (SenStadtUm).

Beide Gebiete, die nach unterschiedlichen Methoden entwickelt wurden, werden hier unter der Bezeichnung "Zu erwartender höchster Grundwasserstand (zeHGW) (Ausgabe 2015)" veröffentlicht.

Abbildung 2
Abb. 2: Gültigkeitsbereich der zeHGW-Karte für das Urstromtal und das Panketal

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