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Umweltatlas Berlin

02.12 Grundwasserhöhen des Hauptgrundwasserleiters und des Panketalgrundwasserleiters (Ausgabe 2006)

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Problemstellung

Die genaue Kenntnis der aktuellen Grundwasserstände und damit auch der Grundwasservorräte ist für das Land Berlin unerlässlich, da das gesamte Trinkwasser für Berlin (im Jahr 2005 waren es 212 Millionen m³) zu 100 % aus dem Grundwasser gewonnen wird. Dieses Grundwasser wird von neun Wasserwerken fast vollständig aus dem eigenen Stadtgebiet gefördert (Abb. 1). Nur das Wasserwerk Stolpe am nördlichen Stadtrand entnimmt sein Wasser im Land Brandenburg und liefert etwa 9 % der Berliner Gesamtförderung in die Stadt.

Abbildung 1
Abb. 1: Lage der neun Wasserwerke, die Berlin im Mai 2006 mit Trinkwasser versorgten

Darüber hinaus werden die Grundwasservorkommen durch Eigenwasser- und Brauchwasserentnahmen sowie durch große Bauwasserhaltungen, Grundwassersanierungsmaßnahmen und Wärmenutzungen beansprucht. In Berlin sind zahlreiche Boden- und Grundwasserkontaminationen bekannt, die sich nur bei genauer Kenntnis der Grundwasserverhältnisse sanieren lassen.

Definitionen zum Grundwasser

Unter Grundwasser versteht man unterirdisches Wasser, das die Hohlräume der Lithosphäre zusammenhängend ausfüllt und dessen Bewegungsmöglichkeit ausschließlich durch die Schwerkraft bestimmt wird (DIN 4049, Teil 3, 1994). Die Hohlräume bestehen bei den in Berlin (wie auch im gesamten Norddeutschen Flachland) vorkommenden Lockersedimenten aus den Poren zwischen den Bodenteilchen. Das in den Boden einsickernde (infiltrierende) Niederschlagswasser füllt zunächst diese Poren aus. Nur der Teil des infiltrierenden Sickerwassers, der nicht als Haftwasser in der wasserungesättigten Bodenzone gebunden oder durch Verdunstung verbraucht wird, kann dem Grundwasser bis zur Grundwasseroberfläche zusickern. Über der Grundwasseroberfläche befindet sich in der ungesättigten Bodenzone Kapillarwasser, das in Abhängigkeit von der Bodenart unterschiedlich hoch aufsteigen kann (Abb. 2).

Abbildung 2
Abb. 2: Erscheinungsform des unterirdischen Wassers (aus Hölting 1996)

Grundwasserleiter sind aus Sanden und Kiesen aufgebaut und ermöglichen als rollige Lockergesteine die Speicherung und Bewegung von Grundwasser.
Grundwassergeringleiter oder auch Grundwasserhemmer bestehen aus Tonen, Schluffen, Mudden und Geschiebemergeln und behindern als bindige Lockergesteine die Wasserbewegung.
Grundwassernichtleiter sind aus Tonen aufgebaut, die für Wasser so gut wie gar nicht durchlässig sind.

Man spricht von freiem oder ungespanntem Grundwasser, wenn die Grundwasseroberfläche innerhalb eines Grundwasserleiters liegt. Hier fallen Grundwasseroberfläche und Grundwasserdruckfläche (gegen die Atmosphäre) zusammen. Bei gespanntem Grundwasser wird der Grundwasserleiter von einem Grundwassergeringleiter so überdeckt, dass das Grundwasser nicht so hoch ansteigen kann, wie es seinem hydrostatischen Druck entspricht. Unter diesen Verhältnissen liegt die Grundwasserdruckfläche über der Grundwasseroberfläche (Abb. 3).

Befindet sich über einem großen zusammenhängenden Grundwasserleiter (Hauptgrundwasserleiter) ein Grundwassergeringleiter wie z.B. ein Geschiebemergel, so kann sich hier in sandigen Partien oberhalb des Geschiebemergels temporär schwebendes Grundwasser ausbilden, das unabhängig vom Hauptgrundwasserleiter ist. In Sandlinsen innerhalb eines Geringleiters kann sich Grundwasser ansammeln, das als so genanntes Schichtenwasser bezeichnet wird (Abb. 3).

Abbildung 3
Abb. 3: Hydrogeologische Begriffe

Das Grundwasser strömt normalerweise mit einem geringen Gefälle den Flüssen und Seen (Vorflutern) zu und speist diese Oberflächengewässer (effluente Verhältnisse) (Abb. 4a).

Abbildung 4a
Abb. 4a: Das Grundwasser infiltriert in das Oberflächengewässer

Führt das Gewässer Hochwasser, liegt der Wasserspiegel über dem Grundwasser. Es kommt während dieser Zeit zur Infiltration von Oberflächenwasser in das Grundwasser (influente Verhältnisse). Man spricht auch von Uferfiltration (Abb. 4b).

Abbildung 4b
Abb. 4b: Uferfiltration durch Hochwasser: Oberflächengewässer infiltriert in das Grundwasser

Wird in der Nähe der Oberflächengewässer Grundwasser durch Brunnen entnommen, so dass die Grundwasseroberfläche unter den Gewässerspiegel absinkt, speist das Oberflächenwasser ebenfalls durch Uferfiltration das Grundwasser (Abb. 4c).

Abbildung 4c
Abb. 4c: Uferfiltration infolge von Grundwasserförderung: Durch die Grundwasserabsenkung des Förderbrunnens infiltriert Oberflächenwasser in das Grundwasser

Die Grundwasserfließgeschwindigkeit beträgt in Berlin in Abhängigkeit vom Grundwassergefälle und der Durchlässigkeit des Grundwasserleiters etwa 10 bis 500 m pro Jahr. In der Nähe von Brunnenanlagen können sich diese geringen Fließgeschwindigkeiten allerdings stark erhöhen.

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