Geoportal  



 

Umweltatlas Berlin

02.14 Grundwassertemperatur (Ausgabe 2011)

Kartenansicht English Text available Inhalt    zurück weiter

Kartenbeschreibung

Die Eindringtiefe der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen und damit die Tiefenlage der neutralen Zone wird maßgeblich durch die geogenen Faktoren wie den Flurabstand, die thermische Leitfähigkeit und Wärmekapazität der Gesteine und die Grundwasserneubildung bestimmt. In Berlin liegt die neutrale Zone in Abhängigkeit von den oben genannten Verhältnissen in Tiefen zwischen ca. 15 und max. 25 m (Henning & Limberg 1995).

Abb. 5a   Abb. 5b
Abb. 5c   Abb. 5d
Abb. 5: Jahreszeitliche Temperaturschwankungen des Grundwassers

In Abb. 5 ist für vier Grundwassermessstellen in etwa gleicher geologischer Position, aber in unterschiedlichen stadtstrukturellen Lagen, die zeitliche Variation des Temperaturverlaufs in den ersten 25 Metern unter der Geländeoberkante im grundwasserungesättigten und -gesättigten Untergrund dargestellt. Die ersten zehn Bodenmeter sind durch das Auftreten von überwiegend bindigen Böden i. d. R. Geschiebemergel gekennzeichnet. Der Grundwasserflurabstand beträgt in Abhängigkeit von der geomorphologischen Lage zwischen 5 und 10 m.

In Abhängigkeit vom jeweiligen Standort der Grundwassermessstelle zeigen sich deutliche Unterschiede in den beobachteten Temperaturen sowie auch im Temperaturverlauf mit zunehmender Tiefe unterhalb der neutralen Zone in rd. 15 m Tiefe.

Im oberflächennahen Bereich (< 5 m Tiefe) treten die niedrigsten Untergrundtemperaturen in der Regel im Frühjahr (Februar bis Mai) und die höchsten im Spätsommer (September bis Oktober) auf.

In der Tabelle 1 sind für ausgewählte Messstellen mit unterschiedlichen stadtstrukturellen Lagen in einer Übersicht die Temperaturkennwerte gebildet aus Messungen vom Februar, April, Juni, August, Oktober, Dezember 2009 gegenübergestellt (Henning Energie- und Umweltberatung, 2010).

Tab. 1: Gegenüberstellung ausgewählter Temperaturkennwerte in unterschiedlichen Besiedlungsbereichen
Standort Stadtstruktur gemäß Karte 06.08 - Stadtstruktur differenziert Stadtklimatische Zone min. Temp. in 3 m Tiefe in 2009 max. Temp. in 3 m Tiefe in 2009 mittl. Temp. der neutralen Zone in 2009
53709 Stadtrand; Grün- und Freiflächen / Wald "sehr geringe" Veränderungen - 12,5 °C 8,7 °C
53201 Stadtrand; überwiegend Grün- und Freiflächen mit aufgelockerter Wohnbebauung "sehr geringe" bis "geringe" Veränderungen 4,4 °C 13,5 °C 9,3 °C
45166 Dichte Wohnbebauung nach 1945 "geringe" Veränderungen 6,4 °C 13,1 °C 9,7 °C
30267 Innenstadt; dichte Wohnbebauung; Baujahr vor 1945 "hohe" Veränderungen 7,9 °C 15,9 °C 11,3 °C
Tab. 1: Gegenüberstellung ausgewählter Temperaturkennwerte in unterschiedlichen Besiedlungsbereichen

Aus Tabelle 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
< 9 °C
mit geringer bis mittlerer Siedlungsdichte 9 - 11 °C
mit hoher Siedlungsdichte,
Stadtzentren und Industrieansiedlungen
> 11 °C

Ausnahmen bilden Gebiete, die im Einzugsbereich von dichten Industrieansiedlungen mit großen Abwärmeproduzenten oder in unmittelbarer Nähe zu erwärmten Oberflächengewässern liegen.

Die Abbildung 6 zeigt ein Beispiel für einen Extremfall. Diese Grundwassermessstelle liegt mitten in einer dichten Industrieansiedlung mit mehreren großen Abwärmeproduzenten in unmittelbarer Nähe zu einem Oberflächengewässer. In diesem Fall sind die höchsten Grundwassertemperaturen im Winter und die niedrigsten im Sommer zu beobachten. Da das Oberflächengewässer durch Kühlwassereinleitungen, insbesondere während der Wintermonate, stark erwärmt wird erhöht sich durch infiltrierendes Oberflächenwasser auch die Grundwassertemperatur. Im Jahr 1991 war über das ganze Jahr in einer Tiefe zwischen 10 und 20 m unter Geländeoberkante eine Temperaturanomalie mit jahreszeitlichen Temperaturschwankungen von nur ca. 1 K zwischen 14,5 und 15,5 °C zu beobachten.

Abb. 6
Abb. 6: Jahreszeitliche Temperaturschwankungen des Grundwassers in unmittelbarer Nähe zu einem ganzjährig erwärmten Oberflächengewässer

Die Auswertung von Langzeituntersuchungen an Messstellen im Innenstadtbereich zeigen (Henning Energie- und Umweltberatung, 2010), dass langfristig auch mit einer Beeinflussung der Grundwassertemperaturen in größeren Tiefen zu rechnen ist. Die Abb. 7 kann dies beispielhaft an in einer Grundwassermessstelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Temperaturprofilen verdeutlichen.

Abb. 7
Abb. 7: Ergebnis einer Langzeituntersuchung an einer Messstelle

Die gemessenen Temperaturprofile in den Jahren 1984 und 1993 zeigen für die neutrale Zone in ca. 18 m Tiefe und dem tieferen Untergrund (mehr als 20 m Tiefe) in etwa den gleichen Temperaturverlauf. Ein Vergleich mit dem angenommenen "ungestörten" Temperaturverlauf zeigt bis in rd. 70 m Tiefe einen deutlichen Anstieg der Untergrundtemperatur. In 40 m Tiefe beträgt dieser Temperaturunterschied noch rd. 0,5 K. Dieser bis Anfang der 1990er Jahre beobachtete Temperaturanstieg ist auf Veränderung des Lokalklimas zurückzuführen, die vermutlich auf eine Bebauung durch eine größere Wohnsiedlung, die in den 1960 bis 1970er Jahren in unmittelbar Nähe errichtet worden ist, zurückzuführen.

Zwischen 1993 und 2010 ist ein weiterer Temperaturanstieg in der neutralen Zone um rd. 0,4 K zu beobachten. Dieser Temperaturanstieg macht sich zur Zeit bis in Tiefen von rd. 40 m bemerkbar. Da im Umfeld der Messstelle in diesem Zeitraum keine signifikanten Veränderungen durch z. B. Bebauung zu beobachten waren, die eine Veränderung des Lokalklimas bewirken können, besteht in diesem Fall vermutlich ein Zusammenhang mit den Auswirkungen der allgemeinen Klimaerwärmung. Im gleichen Zeitraum hat sich an der Säkularstation Potsdam die mittlere Lufttemperatur in 2 m Höhe um rd. 0,5 K erhöht (Henning Energie- und Umweltberatung 2010).

Kartenansicht English Text available Inhalt    zurück weiter

umweltatlas_logo_klein