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Zu erwartender höchster Grundwasserstand (zeHGW) 2022

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 2000 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. 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. 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 zeitlich 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 hat; 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, Gewässerbegradigungen), die sowohl zu einer Anhebung wie zu einer Absenkung des Grundwasserstandes führen können; in das Grundwasser hineinreichende Bauwerke, mit der Auswirkung eines Aufstaus des Grundwassers 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. seinem Fachplaner oder -gutachter 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 dem engeren Umfeld mitunter nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand möglich ist, stellt das Land Berlin Informationen zum Grundwasserstand für den Bürger zur Verfügung. Die Arbeitsgruppe Landesgeologie der Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz 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. Die zeHGW-Karte ist für vier Gebiete Berlins verfügbar (s. Abbildung 2). Geologisch gesehen handelt es sich um das Gebiet des Berliner Urstromtals und das Gebiet des Panketals . Beide sind dadurch gekennzeichnet, dass ihr Untergrund oberflächennah ganz überwiegend durch gut wasserleitende Sande, aufgebaut ist und sich die Grundwasseroberfläche im Allgemeinen nur in geringer Tiefe (Grundwasserflurabstand wenige Meter, stellenweise auch weniger als einem Meter) befindet (SenStadtUm). Des Weiteren wurde die zeHGW-Karte für die südlich des Urstromtals anschließenden Bereiche der Teltow-Hochfläche und der westlich der Havel gelegenen Nauener Platte entwickelt. Im östlichen Teil ist die Hochfläche von relativ mächtigem Geschiebemergel bzw. Geschiebelehm der Grundmoräne bedeckt, die z. T. auch für gespannte Grundwasserverhältnisse verantwortlich sind, im westlichen Teil sind überwiegend mächtige Sandabfolgen vorhanden. Im Bereich der Nauener Platte sind Geschiebemergel und Schmelzwassersande gleichermaßen verbreitet. Kennzeichnend für das Gebiet südlich des Urstromtales ist, dass die Grundwasseroberfläche in einer Tiefe von meist deutlich größer 10 m, im Grunewald und auf der Wannseehalbinsel teilweise auch größer 20 m anzutreffen ist. Geringe Flurabstände finden sich dagegen entlang der oberirdischen Gewässer z. B. Havel, Grunewaldseen, aber auch im Gebiet um das Rudower Fließ, im südlichen Bereich von Lichtenrade und auf den ehemaligen Rieselfeldern Karolinenhöhe. Aktuell wurde die zeHGW-Karte für den nördlich des Urstromtales und südöstlich des Panketals angrenzenden Teil der Barnim-Hochfläche ergänzt. In diesem Bereich bestimmen die ausgedehnten Geschiebemergelkomplexe der weichsel- und saalekaltzeitlichen Grundmoränen, die zumeist mit Schmelzwassersanden wechsellagern, die hydrogeologischen Verhältnisse maßgeblich. Der Grundwasserleiter ist in diesem Bereich i. A. bedeckt und in weiten Teilen gespannt, z. T. auch artesisch, das hydraulische Gefälle ist vergleichsweise hoch. Der Grundwasserflurabstand kann mehrere zehner Meter erreichen. Da über den Grundmoränensedimenten häufig Decksande abgelagert sind, ist das Vorkommen von Schichtenwasser verbreitet. Für alle Gebiete, in denen z.T. methodisch unterschiedlich vorgegangen wurde, wird hier eine Karte der Grundwasserhöhen mit der Bezeichnung „Zu erwartender höchster Grundwasserstand (zeHGW)“ veröffentlicht.

CO-MICC - The open knowledge and data portal on freshwater-related hazards of climate change for decision makers and businesses

CO-MICC is a data portal for freshwater-related climate change risk assessment at multiple spatial scales. It is named after the research project during which it was developed, i.e. the CO-MICC (CO-development of Methods to utilize uncertain multi-model-based Information on freshwater-related hazards of Climate Change) project (2017-2021). The aim of CO-MICC is to support decision making in the public and private spheres dealing with future availability of freshwater resources. This climate service is operated and maintained by the International Centre for Water Resources and Global Change (ICWRGC), and more broadly by the German Federal Institute of Hydrology. The portal comprises data of over 80 indicators of freshwater-related hazards of climate change, which can be visualized in the form of global maps or interactive graphs. The indicators are dynamically calculated based on modelled annual and monthly gridded (0.5°) data sets of climate and hydrological variables. These data sets were computed by a multi-model ensemble comprising four Representative Concentration Pathways (RCPs), four General Circulation Models (GCMs), three Global Hydrological Models (GHMs) and two variants per hydrological model, which amounts to 96 ensemble members in total. They were provided by three European research modelling teams that are part of the ISIMIP consortium. The indicator data correspond to absolute or relative changes averaged over future 30-year periods, as compared to the reference period 1981-2010.

Reaktivität und Transformation funktioneller Gruppen von Spurenstoffen und organischer Hintergrundmatrix bei der Ozonierung von Abwasser

Die Ozonierung ist eine etablierte Technologie zur effizienten Oxidation von organischen Spurenstoffen in der Wasseraufbereitung. Ein wesentlicher Nachteil bei der Anwendung von Ozon ist die Bildung von stabilen und potenziell toxischen Ozonungsprodukten (OPs). Kritisch sind wegen ihrer Langlebigkeit vor allem biologisch stabile OPs. Unmöglich kann die Reaktion aller relevanter CECs mit Ozon, die dabei entstehenden OPs und deren biologische Stabilität untersucht werden. Vielmehr ist es notwendig, basierend auf dem systematischen Studium funktioneller Gruppen Kenntnisse zu generieren, die auf andere Stoffe übertragbar sind. Bislang wurden solche systematischen Studien aber nicht durchgeführt. Noch größer ist die Wissenslücke bei den im Abwasser vorliegenden organischen Kohlenstoffverbindungen (engl.: effluent organic matter, EfOM). Zwar belegt die Ozonzehrung von EfOM dessen Reaktivität gegenüber Ozon, aber welche funktionellen Gruppen reagieren, welche Produkte gebildet werden und wie biologisch stabil diese sind, ist gerade für EfOM mit Heteroatomen (N, S) nicht untersucht. Dieses Vorhaben will beide Lücken durch ein komplementäres analytisches und experimentelles Vorgehen schließen, mit dem gemeinsamen methodischen Ansatz der Einführung einer Markierung in die OPs durch Verwendung von 18O-Ozon und der nachfolgenden Detektion und Identifizierung der OPs mithilfe der (ultra-hochauflösenden) Massenspektrometrie. Das Vorhaben basiert auf der zentralen Hypothese, dass die Reaktion von Ozon sowohl mit bestimmten funktionellen Gruppen organischer Spurenstoffe als auch mit äquivalenten Gruppen des EfOM zu einer vorhersagbaren Bildung von OPs führt. Es zielt darauf ab, i) unser Verständnis der Reaktivität verschiedener funktioneller Gruppen gegenüber Ozon zu verbessern, wobei der Schwerpunkt auf der Identifikation biologisch schwer abbaubarer Funktionen innerhalb der OPs liegt, ii) ozon-reaktive funktionelle Gruppen im EfOM basierend auf bestehendem Wissen zur Transformation von Spurenstoffen zu identifizieren, wobei der Schwerpunkt auf N- und S-haltigen funktionellen Gruppen liegt, welche potentiell chemisch stabile OPs bilden, und iii) die Bedeutung des EfOM im Hinblick auf die Bildung biologisch schwer abbaubarer OPs in der Ozonierung von Abwasser zu bewerten. Dazu soll der biologische Abbau der OPs anhand deren spezifischen funktionellen Gruppen in Säulen-Abbauversuchen und einer simulierten Grundwasseranreicherung untersucht werden. Mit dem neuen Ansatz der Markierung sind wir in der Lage, OPs von CECs ebenso wie von EfOM sicher zu detektieren, besser zu identifizieren und ihre Stabilität gut zu verfolgen. Das Vorhaben generiert ein systematisches und übertragbares Verständnis zur Bildung stabiler OPs basierend auf funktionellen Gruppen organischer Moleküle, von CECs wie von EfOM. Erst wenn die Stabilität der möglichen OPs untersucht ist, wird auch eine systematische toxikologische Bewertung der Ozonung als Wasseraufbereitungsmethode möglich.

Flurabstand des Grundwassers 2005

Die Grundwasserstände in einem Ballungsgebiet wie Berlin unterliegen nicht nur naturbedingten Abhängigkeiten, wie Niederschlägen, Verdunstungen, unterirdischen Abflüssen, sondern sie werden auch durch menschliche Einwirkungen – Grundwasserentnahmen, Bebauung, Versiegelung der Oberfläche, Entwässerungsanlagen und Wiedereinleitungen – stark beeinflusst. Hauptfaktoren bei der Entnahme sind die Grundwasserförderungen der öffentlichen Wasserversorgung (vgl. Karte 02.11), private Gewinnungsanlagen und Grundwasserförderung bei Baumaßnahmen. Zur Grundwasserneubildung tragen hauptsächlich Niederschläge (vgl. Karte 02.13.5), Uferfiltrat, künstliche Grundwasseranreicherung mit Oberflächenwasser und Wiedereinleitung von Grundwasser im Zusammenhang mit Baumaßnahmen bei. In Berlin sind zwei Grundwasserstockwerke ausgebildet: Das tiefere führt Salzwasser und ist durch eine etwa 80 Meter mächtige Tonschicht von dem oberen süßwasserführenden Grundwasserstockwerk hydraulisch – mit Ausnahme lokaler Fehlstellen der Tonschicht – getrennt. Dieses etwa 150 Meter mächtige Süßwasserstockwerk, das für die Berliner Trink- und Brauchwasserversorgung genutzt wird, besteht aus einer wechselnden Abfolge von rolligen und bindigen Lockersedimenten: Sande und Kiese (rollige Schichten) bilden die Grundwasserleiter, während Tone, Schluffe, Geschiebemergel und Mudden (bindige Schichten) Grundwasserhemmer darstellen. Die Oberfläche des Grundwassers wird in Abhängigkeit von dem (meist geringen) Grundwassergefälle und der Geländemorphologie in unterschiedlichen Tiefen angetroffen (Abb. 1). Der Grundwasserflurabstand wird als lotrechter Höhenunterschied zwischen der Geländeoberkante und der Grundwasseroberfläche definiert. Wird der Grundwasserleiter von schlecht durchlässigen, bindigen Schichten (Grundwasserhemmern, wie z. B. Geschiebemergel) so überlagert, dass das Grundwasser nicht so hoch ansteigen kann, wie es seinem hydrostatischen Druck entspricht, liegt gespanntes Grundwasser vor. In diesem Fall ist der Flurabstand als der lotrechte Höhenunterschied zwischen der Geländeoberkante und der Grundwasseroberfläche definiert, die von der Unterkante des grundwasserhemmenden Geschiebemergels bzw. von der Oberkante des unterlagernden Grundwasserleiters gebildet wird (Abb. 1). Die Flurabstandskarte gibt einen Überblick über die räumliche Verteilung von Gebieten gleicher Flurabstandsklassen im Maßstab 1 : 50 000 (SenStadt 2006). Sie wurde auf Grundlage der Daten aus dem Zeitraum Mai 2006 berechnet. Sie hat für den jeweils oberflächennahen Grundwasserleiter mit dauerhafter Wasserführung Gültigkeit. Dies ist zumeist der in Berlin wasserwirtschaftlich genutzte Hauptgrundwasserleiter (GWL 2 nach der Gliederung von Limberg und Thierbach 2002), der im Urstromtal unbedeckt, im Bereich der Hochflächen jedoch bedeckt ist. In Ausnahmefällen wurde für die Ermittlung des Flurabstandes der GWL 1 (z. B. im Gebiet des Panketals) bzw. der GWL 4 (tertiäre Bildungen) herangezogen. Von besonderer Bedeutung sind vor allem Flächen mit geringem Flurabstand (bis etwa vier Meter). In Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Deckschichten über dem Grundwasser können dort Bodenverunreinigungen besonders schnell zu Beeinträchtigungen des Grundwassers führen. Die Flurabstandskarte ist also eine wesentliche Grundlage für die Erarbeitung der Karte der Schutzfunktion der Grundwasserüberdeckung (s. Karte 02.16). Die räumliche Überlagerung der Flurabstände mit der Beschaffenheit der geologischen Deckschichten ermöglicht die Abgrenzung von Gebieten unterschiedlicher Schutzfunktionen der Grundwasserüberdeckung. Die Kenntnis der Flurabstände ermöglicht des Weiteren eine Einschätzung, an welchen Standorten Grundwasser Einfluss auf die Vegetation hat. Der Einfluss des Grundwassers auf die Vegetation hängt von der Durchwurzelungstiefe der einzelnen Pflanze und, je nach Bodenart, vom kapillaren Aufstiegsvermögen des Grundwassers ab. Der Grenzflurabstand, bei dem Grundwasser bis zu einem gewissen Grad für Bäume nutzbar sein kann, wird für Berliner Verhältnisse im Allgemeinen mit vier Metern angegeben. Die Vegetation der Feuchtgebiete ist in ihrem Wasserbedarf meist auf das Grundwasser angewiesen und benötigt einen Flurabstand von weniger als 50 cm. Entwicklung der Grundwasserstände Die Grundwasserstände sind im Stadtgebiet in vielfältiger Weise künstlich beeinflusst . Die ersten Grundwasserabsenkungen und damit die Vernichtung von Feuchtgebieten im Berliner Raum sind auf die Entwässerung von Sumpfgebieten wie z.B. dem Hopfenbruch in Wilmersdorf im 18. Jahrhundert zurückzuführen. Im 19. und 20. Jahrhundert wurden durch den Ausbau von Kanälen weitere Gebiete entwässert. Das Grundwasser wurde dann durch die verstärkte Nutzung als Trink- und Brauchwasser, durch Wasserhaltungen bei Baumaßnahmen sowie durch Einschränkung der Grundwasserneubildungsrate infolge der Versiegelung des Bodens weiter abgesenkt bzw. starken periodischen Schwankungen mit Amplituden bis zu 10 Meter am Standort unterworfen. Bis zum Ende des neunzehnten Jahrhunderts unterlag der Grundwasserstand weitgehend nur den durch die Niederschläge hervorgerufenen natürlichen jahreszeitlichen Schwankungen. Ab 1890 bis zum Zweiten Weltkrieg prägten dann der steigende Wassergebrauch der rasch wachsenden Stadt sowie Grundwasserhaltungen das Grundwassergeschehen. Große Grundwasserhaltungen für den U- und S-Bahnbau (Alexanderplatz) sowie andere Großbauten senkten das Grundwasser in der Innenstadt flächenhaft über längere Zeiträume um bis zu acht Meter ab. Durch den Zusammenbruch der Wasserversorgung am Ende des Krieges erreichte das Grundwasser fast wieder die natürlichen Verhältnisse (Abb. 2). In der Folgezeit, von Anfang der 1950er Jahre bis Anfang der 1980er Jahre, wurde das Grundwasser durch steigende Entnahmen erneut kontinuierlich und großflächig abgesenkt . Besonders stark machte sich dieser Trend in den Wassergewinnungsgebieten bemerkbar. Neben dem allgemeinen Anstieg des Wassergebrauchs der privaten Haushalte wurde diese Entwicklung auch durch Baumaßnahmen verursacht (Wiederaufbaumaßnahmen, U-Bahn-Bau und große Bauvorhaben). Der Ausbau der Wassergewinnungsanlagen der kommunalen Wasserwerke war im Westteil der Stadt Anfang der 1970er Jahre abgeschlossen, während in Ost-Berlin zur Versorgung der neuen Großsiedlungen in Hellersdorf, Marzahn und Hohenschönhausen Mitte der 1970er Jahre mit dem Ausbau des Wasserwerks Friedrichshagen begonnen wurde. In den Wassergewinnungsgebieten haben sich im Einzugsbereich der Brunnen der Wasserwerke dauerhafte, weitgespannte und tiefe Absenkungstrichter ausgebildet. Dort sind zudem, analog zu den innerhalb des Jahres schwankenden Fördermengen der meisten Wasserwerke, zum Teil erhebliche Schwankungen der Grundwasserstände zu beobachten. Schon zu Beginn des letzten Jahrhunderts fielen im Grunewald der Riemeistersee und der Nikolassee durch die Wasserentnahmen des Werkes Beelitzhof trocken. Der Spiegel des Schlachtensees fiel um 2 Meter, der Spiegel der Krummen Lanke um 1 Meter. Zum Ausgleich wird unter Umkehrung der natürlichen Fließrichtung seit 1913 Havelwasser in die Grunewaldseen gepumpt. Die Feuchtgebiete Hundekehlefenn, Langes Luch, Riemeisterfenn sowie die Uferbereiche der Seen konnten nur durch diese Maßnahme erhalten werden. Die Absenktrichter der Brunnengalerien an der Havel wirken sich bis weit in den Grunewald aus. So sank der Grundwasserstand am Postfenn zwischen 1954 und 1974 um 3,5 m, am Pechsee im Grunewald zwischen 1955 und 1975 um 4,5 m. Durch die Entnahme der Brunnengalerien am Havelufer kommt es selbst in unmittelbarer Nähe der Havel zu starker Austrocknung im Wurzelraum der Pflanzen. Im Südosten Berlins sind 90 % der Feuchtgebiete um den Müggelsee in ihrem Bestand bedroht (Krumme Laake Müggelheim, Teufelsseemoor, Neue Wiesen/Kuhgraben, Mostpfuhl, Thyrn, Unterlauf Fredersdorfer Fließ). Um die negativen Auswirkungen der Grundwasserabsenkungen zu mildern, werden einige Feuchtgebiete durch Überstauung und Versickerung von Oberflächenwasser wieder vernässt. Im Westteil der Stadt sind dies die Naturschutzgebiete Großer Rohrpfuhl und Teufelsbruch im Spandauer Forst und Barssee im Grunewald, im Ostteil Krumme Lake in Grünau und Schildow in Pankow. Großflächige Absenkungen ergaben sich ebenso im Bereich des Spandauer Forstes, bedingt durch die seit den 1970er Jahren erheblich angestiegene Grundwasserförderung des Wasserwerkes Spandau. Mit Hilfe einer 1983 in Betrieb genommenen Grundwasseranreicherungsanlage wird durch die Versickerung von aufbereitetem Havelwasser versucht, den Grundwasserstand allmählich wieder anzuheben. Bis Mai 1987 konnte der Grundwasserstand im Spandauer Forst im Durchschnitt zwischen 0,5 und 2,5 m angehoben werden. Wegen der Vernässung von Kellern angrenzender Wohngebiete wurde die Grundwasseranreicherung in diesem Gebiet inzwischen wieder beschränkt. Mit der gleichzeitigen Steigerung der Fördermengen des Wasserwerks Spandau sank der Grundwasserstand bis 1990 wieder ab. Durch eine weitere Reduzierung der Fördermengen kam es in der Folgezeit zu einem erneuten Anstieg des Grundwassers (Abb. 3). Generell ist im Westteil Berlins bereits seit Ende der 1980er Jahre ein Wiederanstieg der Grundwasserstände zu beobachten. Ursache dafür waren in erster Linie drei gegensteuernde Maßnahmen wider den sinkenden Grundwassertrend: Die Erhöhung der künstlichen Grundwasseranreicherung durch gereinigtes Oberflächenwasser in wasserwerksnahen Gebieten (Spandau, Tegel und Jungfernheide) führte zu geringeren Absenkungsbeträgen (vgl. Karte 02.11). Die Wiedereinleitpflicht bei Grundwasserhaltungsmaßnahmen bei großen Baumaßnahmen führte zu einer geringeren Belastung des Grundwasserhaushalts. Die Einführung des Grundwasserentnahmeentgelts bewirkte einen sparsameren Umgang mit der Ressource Grundwasser. Insgesamt befand sich die Grundwasseroberfläche im Mai 2006 auf einem relativ hohen Niveau. Grund dafür ist der rückläufige Wassergebrauch, der an der verringerten Rohwasserförderung der Berliner Wasserbetriebe seit der politischen Wende 1989 – besonders in den östlichen Bezirken – abzulesen ist. Fünf kleinere Berliner Wasserwerke stellten ihre Produktion in den Jahren von 1991 bis 1997 völlig ein: Altglienicke, Friedrichsfelde, Köpenick, Riemeisterfenn und Buch. Dadurch stiegen die Grundwasserstände stadtweit bis in die Mitte der 1990er Jahre wieder an. Es kam in diesem Zeitraum gebietsweise durch den plötzlichen Grundwasserwiederanstieg bei nicht fachgerecht abgedichteten Kellern zu zahlreichen Vernässungsschäden. In zwei Gebieten waren die Schäden so umfangreich, dass grundwasserregulierende Maßnahmen durchgeführt werden mussten (Rudow, Kaulsdorf). Im September 2001 wurde zusätzlich die Trinkwasserproduktion der beiden Wasserwerke Johannisthal und Jungfernheide vorübergehend eingestellt; bei letzterem auch die künstliche Grundwasseranreicherung. Im Rahmen des Grundwassermanagements der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung wird am Standort Johannisthal jedoch weiterhin Grundwasser gefördert, um laufende lokale Altlastensanierungen und Baumaßnahmen nicht zu gefährden. Am Standort Jungfernheide wird seit Januar 2006 die Grundwasserhaltung von der Siemens AG zum Schutz ihrer Gebäude betrieben. Die Gesamtförderung der Wasserwerke zu Trinkwasserzwecken sank innerhalb von 17 Jahren in Berlin um über 40 %: 1989 wurden 378 Millionen m 3 , im Jahr 2006 dagegen nur noch 218 Millionen m 3 gefördert. Der Rückgang der Grundwasserförderung der Wasserwerke in den östlichen Bezirken fiel mit über 60 % in diesem Zeitraum noch deutlich höher aus. Daraus resultierte in den Jahren seit 1989 ein stadtweiter Grundwasseranstieg, der sich am stärksten im Urstromtal in der Nähe der Förderbrunnen der Wasserwerke mit ihren tiefen Absenktrichtern auswirkte. Das Ausmaß des flächenhaften Grundwasserwiederanstieges in Berlin seit 1989 verdeutlicht Abbildung 4. Hier ist der Anstieg der Grundwasserstände von 1989 bis 2002 dargestellt. Dargestellt ist der Grundwasseranstieg nur im Urstromtal, da er hier für die Gebäude auf Grund des geringen Flurabstandes relevant ist. Auf den Hochflächen herrschen höhere Flurabstände.

Zu erwartender höchster Grundwasserstand (zeHGW) 2022

Die zeHGW-Karte (2021) umfasst etwa 90% der Fläche des Landes Berlin. Der zu erwartende höchste Grundwasserstand ist durch Linien gleicher Höhe in Metern über NHN dargestellt. Der Höhenabstand der Grundwassergleichen beträgt 0,1 m. Die Karte zeigt damit die Verteilung der Standrohrspiegelhöhen für den zeHGW-Fall. Im Gebiet des Urstromtals und des Panketals ist das oberste Grundwasser überwiegend ungespannt, im Gebiet der Hochflächen überwiegend gespannt bzw. bedeckt. Aus dem Verlauf der Höhenlinien ist gut zu erkennen, dass Spree und Havel mit ihren Nebengewässern die Vorflut für das oberflächennahe Grundwasser bilden. Die Grundwasserfließrichtung verläuft senkrecht zu den Höhenlinien vom höheren zum tieferen Niveau. Der zeHGW variiert insgesamt zwischen ca. 61,9 m NHN an der Landesgrenze im Norden der Barnim-Hochfläche und 30,1 m NHN beim Austritt der Unterhavel aus dem Landesgebiet im Südosten. Die engere Scharung der Höhenlinien im Panketal, der Teltow-Hochfläche und der Nauener Platte sowie im südöstlichen Teilbereich der Barnim-Hochfläche zeigt hier erwartungsgemäß ein größeres Gefälle des Grundwassers als im Urstromtal an. Der Verlauf der zeHGW-Isolinien liefert damit ein plausibles Bild für den Fall, dass weder Grundwasserentnahmen noch künstliche Grundwasseranreicherungen stattfinden. Insbesondere können dieser Karte auch realistische zeHGW-Werte im Bereich der großen Senktrichter der Berliner Wasserwerke entnommen werden, die ohne die modellberechneten Grundwasserstände bisher nur sehr grob abgeschätzt werden konnten (vgl. aktuelle Grundwassergleichenkarten , auf denen die Senktrichter zu erkennen sind). Auf der digitalen Karte kann der zeHGW-Wert für einen bestimmten Ort per Maus-Klick auf dem Bildschirm angezeigt werden. In Ufernähe der Spree, der Oberhavel und des Tegeler Sees befinden sich seitlich Uferstreifen (s. a. Methode). Diese Bereiche sind entsprechend der Höhe des zeHGW-Wertes farblich unterschiedlich ausgewiesen und können ebenfalls per Maus-Klick abgefragt werden. Somit erhält der Benutzer auf einfache Weise einen zeHGW-Wert für seine jeweilige Fragestellung. Auf Folgendes ist hinzuweisen: Der Kartenwert gilt für den Grundwasserstand des obersten Grundwassers. Im Bereich des Urstrom- und Panketals ist das oberste Grundwasser ganz überwiegend ungespannt. Damit gibt der Kartenwert hier im Regelfall die Höhe der Grundwasseroberfläche an, deren Kenntnis beispielweise bei der Bemessung von Bauwerksabdichtungen maßgeblich ist. Stellenweise – häufig in den Hochflächenbereichen – jedoch führen überlagernde, gering wasserleitende Schichten wie z. B. Geschiebelehm und Geschiebemergel, Ton, Schluff und organische Böden dazu, dass das Grundwasser gespannt ist. In diesen Fällen gibt die Karte nicht die Höhe der Grundwasseroberfläche an, sondern die der Grundwasserdruckfläche des gespannten Grundwassers. Über den wasserstauenden Schichten kann sich hier – eventuell auch nur zeitweise – geringmächtiges Grundwasser (im Sinne der Grundwasserdefinition der DIN 4049) bilden. Dieses sogenannte Schichtenwasser ist im bautechnischen Sinne gleichfalls „drückendes“ Wasser und bei entsprechenden Fragestellungen zu berücksichtigen. Die genannten beiden möglichen Abweichungen vom hydrogeologischen Regelaufbau sind auf der hinterlegten Geologischen Skizze aufgrund des Maßstabes und der im Einzelnen doch heterogenen Sedimentationsverhältnisse nicht bzw. nicht vollständig darstellbar. Sie sind jedoch im Rahmen von Baugrunduntersuchungen zu erkennen, die bei Baumaßnahmen grundsätzlich erforderlich sind. Darüber hinaus können im konkreten Fall Schichtenverzeichnisse aus der geologischen Landesdatenbank über das Internet eingesehen werden. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass der zeHGW durchaus auch über der Geländeoberfläche liegen kann. In diesem Fall ist die Bildung sogenannter Grundwasserblänken (kleine Grundwasserseen) nicht auszuschließen. In der Nähe von Oberflächengewässern können örtlich neben hohen Grundwasserständen auch kurzfristige Überschwemmungen auftreten, die der zeHGW-Karte nicht entnommen werden können. Hierzu finden sich Informationen unter Hochwasser . Aktuelle Wasserstände des Berliner Landesmessnetzes der Oberflächengewässer und des Grundwassers können im Wasserportal der Senatsverwaltung recherchiert werden. Weiterhin sind landesweite Auswertungen für den Monat Mai als Grundwassergleichenpläne für den Haupt- und Panketalgrundwasserleiter verfügbar. Sollte an einem bestimmten Ort der aktuelle Grundwasserstand nur sehr wenig unter dem Wert der zeHGW-Karte oder sogar etwas darüber liegen, was im Urstromtal sehr unwahrscheinlich aber nicht völlig auszuschließen ist, kann dies an der unterschiedlichen Datenbasis der Karten liegen. In diesen Fällen können bei der Arbeitsgruppe Landesgeologie ausführlichere Informationen eingeholt werden. Im Panketal, insbesondere seinem nördlichen Bereich, liegen die Grundwassermessstellen in Anbetracht der Heterogenität des Grundwasserleiters und des meist großen natürlichen Grundwassergefälles z.T. relativ weit auseinander. Das hat zur Folge, dass die zeHGW-Karte hier mit etwas größeren Unsicherheiten behaftet ist als im Gebiet des Urstromtals. Das betrifft auch Gebiete in unmittelbarer Nähe von Oberflächengewässern (Panke und ihre kleinen Nebengewässer). Diesem Umstand wurde zwar durch die o.g. Zuschläge Rechnung getragen, lokal begrenzte Abweichungen des Kartenwertes von einem tatsächlich auftretenden höchsten Grundwasserstand sind dadurch aber nicht völlig auszuschließen. Wenn in solchen Bereichen neue Untersuchungen (Bohrungen, Grundwasserstandsmessungen) Ergebnisse liefern, die in deutlichem Widerspruch zum zeHGW-Wert der Karte stehen (aktueller Grundwasserstand über dem Kartenwert oder auch im Meterbereich darunter), ist eine ortsbezogene Modifikation des zeHGW durch einen Sachverständigen vorzunehmen. . In solchen Fällen bittet die Arbeitsgruppe Landesgeologie um Mitteilung. Im Gebiet der Teltow-Hochfläche, der Nauener Platte und der Barnim Hochfläche sind die hydrogeologischen Verhältnisse deutlich komplizierter als im Urstromtal und im Panketal. Daher ist hier die rechnerische Abschätzung des zeHGW mit den erläuterten Methoden mit etwas größeren Unsicherheiten behaftet. Aus diesem Grund wurde die Karte so angefertigt, dass sicherheitshalber in der Tendenz etwas höhere zeHGW-Werte angegeben sind, als sie möglicherweise tatsächlich auftreten können. Für Bauplanungen erscheint dies gerechtfertigt. Auch hier ist darauf hinzuweisen, dass die Wahrscheinlichkeit des örtlich eng begrenzten Auftretens von sog. Schichtenwasser über wasserstauenden Schichten in Höhen über dem ausgewiesenen zeHGW größer ist als im Urstromtal. Sollten im Rahmen künftiger Untersuchungen (z.B. Baugrunduntersuchungen) Widersprüche zur Karte erkannt werden, wird ebenfalls um Mitteilung an die o.g. Stelle gebeten. Es ist auch weiterhin vorgesehen, die Karte fortlaufend durch die Ergebnisse des Berliner Arbeitsgruppe Landesgeologie und neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse zu prüfen und ggf. zu modifizieren. Damit sollen etwaige Änderungen der hydrologischen Randbedingungen, die gegenwärtig nicht vorhersagbar sind (z.B. infolge von allgemeinen Klimaänderungen) möglichst zeitnah erkannt und berücksichtigt werden.

Ressources en eaux souterraines dans la région de la CEDEAO (WMS)

La carte « Ressources en eaux souterraines dans la région de la CEDEAO » saisit et normalise les données existantes sur les eaux souterraines de l'Afrique de l'Ouest et donne un aperçu régional cohérent sur les ressources en eaux souterraines. Elle fournit une évaluation quantitative de la productivité de l'aquifère en utilisant une combinaison du type d'écoulement de l'aquifère et du rendement attendu du forage. La carte met en évidence l’aptitude des aquifères pour l'approvisionnement en eau à différentes échelles tout en montrant les limites physiques du développement des eaux souterraines. L'élaboration de la carte comprenait l'harmonisation des cartes géologiques continentales et régionales existantes et l'attribution des unités hydrogéologiques avec les données de rendement attendu compilées à partir d'une méta-enquête bibliographique. Les cartes en encart mettent en évidence la structure géologique, les niveaux de fond géogéniques d'arsenic et de fluorure et la recharge des eaux souterraines.

Ressources en eaux souterraines dans la région de la CEDEAO

La carte « Ressources en eaux souterraines dans la région de la CEDEAO » saisit et normalise les données existantes sur les eaux souterraines de l'Afrique de l'Ouest et donne un aperçu régional cohérent sur les ressources en eaux souterraines. Elle fournit une évaluation quantitative de la productivité de l'aquifère en utilisant une combinaison du type d'écoulement de l'aquifère et du rendement attendu du forage. La carte met en évidence l’aptitude des aquifères pour l'approvisionnement en eau à différentes échelles tout en montrant les limites physiques du développement des eaux souterraines. L'élaboration de la carte comprenait l'harmonisation des cartes géologiques continentales et régionales existantes et l'attribution des unités hydrogéologiques avec les données de rendement attendu compilées à partir d'une méta-enquête bibliographique. Les cartes en encart mettent en évidence la structure géologique, les niveaux de fond géogéniques d'arsenic et de fluorure et la recharge des eaux souterraines.

Flurabstand des Grundwassers 2009

Die Grundwasserstände in einem Ballungsgebiet wie Berlin unterliegen nicht nur naturbedingten Abhängigkeiten, wie Niederschlägen, Verdunstungen, unterirdischen Abflüssen, sondern sie werden auch durch menschliche Einwirkungen – Grundwasserentnahmen, Bebauung, Versiegelung der Oberfläche, Entwässerungsanlagen und Wiedereinleitungen – stark beeinflusst. Hauptfaktoren bei der Entnahme sind die Grundwasserförderungen der öffentlichen Wasserversorgung, private Gewinnungsanlagen und Grundwasserförderung bei Baumaßnahmen. Zur Grundwasserneubildung tragen hauptsächlich Niederschläge (vgl. Karte 02.13.5), Uferfiltrat, künstliche Grundwasseranreicherung mit Oberflächenwasser und Wiedereinleitung in das Grundwasser im Zusammenhang mit Baumaßnahmen bei. In Berlin sind zwei Grundwasserstockwerke ausgebildet: Das tiefere führt Salzwasser und ist durch eine etwa 80 Meter mächtige Tonschicht von dem oberen süßwasserführenden Grundwasserstockwerk hydraulisch – mit Ausnahme lokaler Fehlstellen der Tonschicht – getrennt. Dieses etwa 150 Meter mächtige Süßwasserstockwerk, das für die Berliner Trink- und Brauchwasserversorgung genutzt wird, besteht aus einer wechselnden Abfolge von rolligen und bindigen Lockersedimenten: Sande und Kiese (rollige Schichten) bilden die Grundwasserleiter, während Tone, Schluffe, Geschiebemergel und Mudden (bindige Schichten) Grundwasserhemmer darstellen (SenGUV 2007). Die Oberfläche des Grundwassers wird in Abhängigkeit von dem (meist geringen) Grundwassergefälle und der Geländemorphologie in unterschiedlichen Tiefen angetroffen (Abb. 1). Der Grundwasserflurabstand wird als lotrechter Höhenunterschied zwischen der Geländeoberkante und der Grundwasseroberfläche definiert (DIN 4049-3). Wird der Grundwasserleiter von schlecht durchlässigen, bindigen Schichten (Grundwasserhemmern, wie z. B. Geschiebemergel) so überlagert, dass das Grundwasser nicht so hoch ansteigen kann, wie es seinem hydrostatischen Druck entspricht, liegt gespanntes Grundwasser vor. In diesem Fall ist der Flurabstand als der lotrechte Höhenunterschied zwischen der Geländeoberkante und der Grundwasseroberfläche definiert, die von der Unterkante des grundwasserhemmenden Geschiebemergels bzw. von der Oberkante des unterlagernden Grundwasserleiters gebildet wird (Abb. 1). Die Flurabstandskarte gibt einen Überblick über die räumliche Verteilung von Gebieten gleicher Flurabstandsklassen (Hydor 2009, Gerstenberg 2009). Sie wurde auf Grundlage der Daten aus dem Zeitraum Mai 2009 berechnet. Sie hat für den jeweils oberflächennahen Grundwasserleiter mit dauerhafter Wasserführung Gültigkeit. Dies ist zumeist der in Berlin wasserwirtschaftlich genutzte Hauptgrundwasserleiter (GWL 2 nach der Gliederung von Limberg & Thierbach 2002), der im Urstromtal unbedeckt, im Bereich der Hochflächen jedoch bedeckt ist. In Ausnahmefällen wurde für die Ermittlung des Flurabstandes der GWL 1 (z. B. im Gebiet des Panketals) herangezogen. Von besonderer Bedeutung sind vor allem Flächen mit geringem Flurabstand (bis etwa vier Meter). In Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Deckschichten über dem Grundwasser können dort Bodenverunreinigungen besonders schnell zu Beeinträchtigungen des Grundwassers führen. Die Flurabstandskarte ist also eine wesentliche Grundlage für die Erarbeitung der Karte der Schutzfunktion der Grundwasserüberdeckung (s. Karte 02.16). Die räumliche Überlagerung der Flurabstände mit der Beschaffenheit der geologischen Deckschichten ermöglicht die Abgrenzung von Gebieten unterschiedlicher Schutzfunktionen der Grundwasserüberdeckung. Die Kenntnis der Flurabstände ermöglicht des Weiteren eine Einschätzung, an welchen Standorten Grundwasser Einfluss auf die Vegetation hat. Der Einfluss des Grundwassers auf die Vegetation hängt von der Durchwurzelungstiefe der einzelnen Pflanze und, je nach Bodenart, vom kapillaren Aufstiegsvermögen des Grundwassers ab. Der Grenzflurabstand, bei dem Grundwasser bis zu einem gewissen Grad für Bäume nutzbar sein kann, wird für Berliner Verhältnisse im Allgemeinen mit vier Metern angegeben. Die Vegetation der Feuchtgebiete ist in ihrem Wasserbedarf meist auf das Grundwasser angewiesen und benötigt einen Flurabstand von weniger als 50 cm. Entwicklung der Grundwasserstände Die Grundwasserstände sind im Stadtgebiet in vielfältiger Weise künstlich beeinflusst . Die ersten Grundwasserabsenkungen und damit die Vernichtung von Feuchtgebieten im Berliner Raum sind auf die Entwässerung von Sumpfgebieten wie z.B. dem Hopfenbruch in Wilmersdorf im 18. Jahrhundert zurückzuführen. Im 19. und 20. Jahrhundert wurden durch den Ausbau von Kanälen weitere Gebiete entwässert. Das Grundwasser wurde dann durch die verstärkte Nutzung als Trink- und Brauchwasser, durch Wasserhaltungen bei Baumaßnahmen sowie durch Einschränkung der Grundwasserneubildungsrate infolge der Versiegelung des Bodens weiter abgesenkt bzw. starken periodischen Schwankungen mit Amplituden bis zu 10 Meter am Standort unterworfen. Bis zum Ende des neunzehnten Jahrhunderts unterlag der Grundwasserstand weitgehend nur den durch die Niederschläge hervorgerufenen natürlichen jahreszeitlichen Schwankungen. Ab 1890 bis zum Zweiten Weltkrieg prägten dann der steigende Wassergebrauch der rasch wachsenden Stadt sowie Grundwasserhaltungen das Grundwassergeschehen. Große Grundwasserhaltungen für den U- und S-Bahnbau (z. B. Alexanderplatz, Friedrichstraße) sowie andere Großbauten senkten das Grundwasser in der Innenstadt flächenhaft über längere Zeiträume um bis zu acht Meter ab. Infolge des Zusammenbruchs der Wasserversorgung am Ende des Krieges erreichte das Grundwasser fast wieder die natürlichen Verhältnisse (Abb. 2). In der Folgezeit, von Anfang der 1950er Jahre bis Anfang der 1980er Jahre, wurde das Grundwasser durch steigende Entnahmen erneut kontinuierlich und großflächig abgesenkt . Besonders stark machte sich dieser Trend in den Wassergewinnungsgebieten bemerkbar. Neben dem allgemeinen Anstieg des Wassergebrauchs der privaten Haushalte wurde diese Entwicklung auch durch Baumaßnahmen verursacht (Wiederaufbaumaßnahmen, U-Bahn-Bau und große Bauvorhaben). Der Ausbau der Wassergewinnungsanlagen der kommunalen Wasserwerke war im Westteil der Stadt Anfang der 1970er Jahre abgeschlossen, während in Ost-Berlin zur Versorgung der neuen Großsiedlungen in Hellersdorf, Marzahn und Hohenschönhausen Mitte der 1970er Jahre mit dem Ausbau des Wasserwerks Friedrichshagen begonnen wurde. In den Wassergewinnungsgebieten haben sich im Einzugsbereich der Brunnen der Wasserwerke dauerhafte, weitgespannte und tiefe Absenkungstrichter ausgebildet. Dort sind zudem, analog zu den innerhalb des Jahres schwankenden Fördermengen der meisten Wasserwerke, zum Teil erhebliche Schwankungen der Grundwasserstände zu beobachten. Schon zu Beginn des letzten Jahrhunderts fielen im Grunewald der Riemeistersee und der Nikolassee durch die Wasserentnahmen des Werkes Beelitzhof trocken. Der Spiegel des Schlachtensees fiel um 2 Meter, der Spiegel der Krummen Lanke um 1 Meter. Zum Ausgleich wird unter Umkehrung der natürlichen Fließrichtung seit 1913 Havelwasser in die Grunewaldseen gepumpt. Die Feuchtgebiete Hundekehlefenn, Langes Luch, Riemeisterfenn sowie die Uferbereiche der Seen konnten nur durch diese Maßnahme erhalten werden. Die Absenktrichter der Brunnengalerien an der Havel wirken sich bis weit in den Grunewald aus. So sank der Grundwasserstand am Postfenn zwischen 1954 und 1974 um 3,5 m, am Pechsee im Grunewald zwischen 1955 und 1975 um 4,5 m. Durch die Entnahme der Brunnengalerien am Havelufer kommt es selbst in unmittelbarer Nähe der Havel zu starker Austrocknung im Wurzelraum der Pflanzen. Im Südosten Berlins sind 90 % der Feuchtgebiete um den Müggelsee in ihrem Bestand bedroht (Krumme Laake Müggelheim, Teufelsseemoor, Neue Wiesen/Kuhgraben, Mostpfuhl, Thyrn, Unterlauf Fredersdorfer Fließ). Um die negativen Auswirkungen der Grundwasserabsenkungen zu mildern, werden einige Feuchtgebiete durch Überstauung und Versickerung von Oberflächenwasser wieder vernässt. Beispiele sind die Naturschutzgebiete Großer Rohrpfuhl und Teufelsbruch im Spandauer Forst, der Barssee im Grunewald sowie die Krumme Lake in Grünau und die Bogenseekette in Pankow. Großflächige Absenkungen ergaben sich ebenso im Bereich des Spandauer Forstes, bedingt durch die seit den 1970er Jahren erheblich angestiegene Grundwasserförderung des Wasserwerkes Spandau. Mit Hilfe einer 1983 in Betrieb genommenen Grundwasseranreicherungsanlage wird durch die Versickerung von aufbereitetem Havelwasser versucht, den Grundwasserstand allmählich wieder anzuheben. Bis Mai 1987 konnte der Grundwasserstand im Spandauer Forst im Durchschnitt zwischen 0,5 und 2,5 m angehoben werden. Wegen der Vernässung von Kellern angrenzender Wohngebiete wurde die Grundwasseranreicherung in diesem Gebiet inzwischen wieder beschränkt. Mit der gleichzeitigen Steigerung der Fördermengen des Wasserwerks Spandau sank der Grundwasserstand bis 1990 wieder ab. Durch eine weitere Reduzierung der Fördermengen kam es in der Folgezeit zu einem erneuten Anstieg des Grundwassers (Abb. 3). Generell ist im Westteil Berlins bereits seit Ende der 1980er Jahre ein Wiederanstieg der Grundwasserstände zu beobachten. Ursache dafür waren in erster Linie drei gegensteuernde Maßnahmen wider den sinkenden Grundwassertrend: Die Erhöhung der künstlichen Grundwasseranreicherung durch gereinigtes Oberflächenwasser in wasserwerksnahen Gebieten (Spandau, Tegel und Jungfernheide) führte zu geringeren Absenkungsbeträgen. Die Wiedereinleitpflicht bei Grundwasserhaltungsmaßnahmen für große Baumaßnahmen führte zu einer geringeren Belastung des Grundwasserhaushalts. Die Einführung des Grundwasserentnahmeentgelts bewirkte einen sparsameren Umgang mit der Ressource Grundwasser. Insgesamt befand sich die Grundwasseroberfläche im Mai 2009 auf einem relativ hohen Niveau. Grund dafür ist der rückläufige Wassergebrauch, der an der verringerten Rohwasserförderung der Berliner Wasserbetriebe seit der politischen Wende 1989 – besonders in den östlichen Bezirken – abzulesen ist. Fünf kleinere Berliner Wasserwerke stellten ihre Produktion in den Jahren von 1991 bis 1997 völlig ein: Altglienicke, Friedrichsfelde, Köpenick, Riemeisterfenn und Buch. Dadurch stiegen die Grundwasserstände stadtweit bis in die Mitte der 1990er Jahre wieder an. Es kam in diesem Zeitraum gebietsweise durch den plötzlichen Grundwasserwiederanstieg bei nicht fachgerecht abgedichteten Kellern zu zahlreichen Vernässungsschäden. In zwei Gebieten waren die Schäden so umfangreich, dass grundwasserregulierende Maßnahmen durchgeführt wurden (Rudow, Kaulsdorf). Im September 2001 wurde zusätzlich die Trinkwasserproduktion der beiden Wasserwerke Johannisthal und Jungfernheide vorübergehend eingestellt; bei letzterem auch die künstliche Grundwasseranreicherung. Im Rahmen des Grundwassermanagements wird am Standort Johannisthal jedoch weiterhin Grundwasser gefördert, um laufende lokale Altlastensanierungen und Baumaßnahmen nicht zu gefährden. Am Standort Jungfernheide wird seit Januar 2006 die Grundwasserhaltung von einer Firma zum Schutz ihrer Gebäude betrieben. Die Gesamtförderung der Wasserwerke zu Trinkwasserzwecken sank innerhalb von 20 Jahren in Berlin um über 45 %: 1989 wurden 378 Millionen m 3 , im Jahr 2008 dagegen nur noch 205 Millionen m 3 gefördert. Der Rückgang der Grundwasserförderung der Wasserwerke in den östlichen Bezirken fiel mit über 63 % in diesem Zeitraum noch deutlich höher aus. Daraus resultierte in den Jahren seit 1989 ein stadtweiter Grundwasseranstieg, der sich am stärksten im Urstromtal in der Nähe der Förderbrunnen der Wasserwerke mit ihren tiefen Absenktrichtern auswirkte. Das Ausmaß des flächenhaften Grundwasserwiederanstieges in Berlin seit 1989 verdeutlicht Abbildung 4. Hier ist der Anstieg der Grundwasserstände von 1989 bis 2002 dargestellt. Dargestellt ist der Grundwasseranstieg nur im Urstromtal, da er hier für die Gebäude auf Grund des geringen Flurabstandes relevant ist. Auf den Hochflächen herrschen höhere Flurabstände.

Ehemalige Rieselfelder 2010

Bis in die 1870er Jahre erfolgte die Ableitung der Haus- und Straßenabwässer Berlins über eine primitive Rinnsteinentwässerung. Nach jahrelangem Streit über das zu wählende Verfahren der Stadtentwässerung und Abwasserbeseitigung hatte sich das Verrieseln von Abwässern bei gleichzeitiger landwirtschaftlicher Nutzung der Flächen als günstigste Form der Abwasserentsorgung durchgesetzt. Insgesamt wurden 20 offizielle Rieselfeldbezirke und zwei Rieselfeldkleinstandorte mit einer für die Abwasserverrieselung hergerichteten (aptierten) Fläche von etwa 12.500 ha eingerichtet. Die hierzu benötigten Flächen wurden von der Stadt Berlin angekauft und befinden sich größtenteils auch heute noch in ihrem Besitz. Mit dem Ausbau der Klärwerke Berlins wurde der größere Teil der Rieselflächen bis Mitte der 1980er Jahre aus der Nutzung genommen. Im Stadtgebiet Berlins wurden Ende der 1980er Jahre große Flächen in Marzahn, Hellersdorf und Hohenschönhausen bebaut bzw. wie in der Umgebung des Bucher Forstes aufgeforstet . Die letzten Rieselfelder in ursprünglicher Nutzung wurden bis 1998 stillgelegt. Bis 2010 wurden auf den Flächen des Rieselfeldes Karolinenhöhe , Ortsteil Gatow, noch Elutionsstudien (umweltchemische Untersuchung zum Lösen von adsorbierten Stoffen) zur Verbringung von Klarwasser durch die Berliner Wasserbetriebe durchgeführt. Viele der ehemaligen Rieselfeldflächen werden heute land- und forstwirtschaftlich genutzt. In Rieselfeldböden werden neben Nährstoffen auch die im Abwasser befindlichen Schadstoffe angereichert. Dies führt bei den aufgegebenen Flächen vielerorts zu Beeinträchtigungen der derzeitigen Nutzung und hat aufgrund der Größe der betroffenen Flächen weitreichende Konsequenzen für den Naturhaushalt. Die ehemaligen Rieselfelder bleiben auch zukünftig weiterhin wichtige Räume für die Stadtentwicklung. Es wurden bereits vielfältige, zum Teil konkurrierende Konzepte zur Nutzung der verbliebenen Flächen für den Wohnungsbau, für Gewerbeansiedlungen, als Erholungsraum oder für Grundwasseranreicherungen diskutiert. In Anbetracht der Kenntnisse über die spezifischen Belastungen der Rieselfeldböden bilden Informationen über Lage und Flächenausdehnung ehemaliger Rieselfelder eine sehr wichtige Planungsgrundlage zur Bewertung der Schutzwürdigkeit der Böden und zur Vermeidung zukünftiger Nutzungskonflikte. Die Einrichtung der Rieselfelder erfolgte nach einem Entwässerungsentwurf von James Hobrecht, der 1869 vom Magistrat Berlin für die Leitung des Berliner Latrinenwesens gewonnen wurde. Hobrecht teilte die gesamte Stadtfläche in 12 Gebiete, sogenannte Radialsysteme auf. In jedem Radialsystem war ein Pumpwerk vorgesehen, dem die Abwässer, die sich aus häuslichem, gewerblichem und industriellem Schmutzwasser und aus Niederschlagswasser zusammensetzten, durch Gefälleleitungen zuflossen. Vom Pumpwerk aus wurden die Abwässer mittels Druckrohren zu außerhalb der Stadt liegenden Rieselfeldern verbracht. Ein Teil der Rieselfelder wurde zusätzlich von Direktzuleitern beschickt. Aus der Druckleitung, die das Abwasser von den Pumpwerken zu den Rieselfeldern führte, gelangte es zunächst in Absetzbecken , die als Beton- oder Erdbecken ausgebildet waren. Beim Strömen des Wassers durch die Becken setzte sich der größte Teil der Sinkstoffe am Boden ab, und Tauchwände hielten vorhandene Schwimmstoffe zurück. Die in den Absetzbecken abgelagerten Sedimente wurden regelmäßig ausgeräumt und auf speziellen Schlammtrockenplätzen entwässert. In früheren Jahren fand der entwässerte Schlamm als Bodenverbesserungsmittel in der Landwirtschaft und im Gartenbau Verwendung. Auch das Grabensystem eines Rieselfeldes wurde regelmäßig gereinigt, wobei die entfernten Sedimente in der Regel direkt am Grabenrand abgelagert wurden. Nachdem das Abwasser die Absetzanlage passiert hatte, d. h. mechanisch gereinigt wurde, floss es über Zuführungen durch natürliches Gefälle auf die Rieselstücke. Die natürliche Oberflächengestalt des für die Verrieselung vorgesehenen Bodens war für die Aufleitung des Abwassers nicht ohne weiteres geeignet. Je nach Oberflächengestaltung wurden die Rieselstücke (Tafeln) entweder als Horizontal- oder Hangstücke in einer Größe von ca. 0,25 ha ausgebildet und mit Wällen umgeben. Die Berieselung geschah in der Weise, dass die Horizontalstücke über umlaufende Verteilungsrinnen ganzflächig überstaut wurden, während bei den Hangstücken das Wasser der oberen Kante zugeführt wurde und von dort aus dem Gefälle folgend herabrieselte. Ursprünglich gab es noch Beetstücke mit Furchenbewässerung, bei denen das Wasser in parallelen Längsgräben von etwa einem Meter Abstand, die untereinander verbunden waren, über die Stücke floss und nur eine Befeuchtung der Pflanzenwurzeln eintrat (vgl. Abb. 1). Im Umfeld der eigentlichen Rieseltafeln befanden sich häufig sogenannte Wildrieselflächen , auf die bei Überlastung der aptierten Flächen über Wildrieselungsschieber unvorbehandeltes Abwasser direkt auf Naturland aufgebracht werden konnte. Bei der Bodenpassage wurden die Inhaltsstoffe des Abwassers zurückgehalten, im humosen Oberboden adsorbiert, sowie chemisch und biologisch umgewandelt. Damit erfolgte auch eine Zufuhr landwirtschaftlich verwertbarer Nährstoffe. Aufgrund der zunächst hohen erzielbaren Erträge wurde die Mehrzahl der Flächen landwirtschaftlich genutzt und durch eigens gegründete Rieselgüter bewirtschaftet. Dabei erfolgte zumeist eine Mischnutzung von Grünland und Ackerkulturen. Zur schnelleren Abführung des gefilterten und gereinigten Wassers sowie zur Wiederbelüftung und Belebung des Bodens wurden die berieselten Flächen meist schon bei der Herrichtung in gleichmäßigen Abständen mit Dränrohren durchzogen. Die Ableitung des Dränwassers erfolgte über Sammeldräns in Entwässerungsgräben zu den Vorflutern. Ein Teil des Sickerwassers gelangte nach der Bodenpassage ins Grundwasser. Im Normalbetrieb wurden die Flächen überstaut. Anschließend wurde abgewartet, bis das Wasser versickerte und der Boden wieder durchlüftet wurde. Erst danach wurde mit dem nächsten Überstau begonnen. Die Berieselungsrhythmen richteten sich zudem nach den Wachstumsperioden der landwirtschaftlichen Kulturen. So waren für Grünland jährlich 4 – 8 Berieselungen mit Beaufschlagungsmengen von 2.000 – 4.000 mm möglich, während Flächen, die für den Anbau von Wintergetreide genutzt wurden, nur einmal jährlich mit 100 – 500 mm Abwasser beschickt werden konnten. Durch die Überbeanspruchung der Rieselfelder aufgrund zunehmender Abwassermengen, einer Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion und Stilllegungen von Rieselfeldflächen wurden in einigen Bereichen sogenannte Intensivfilterflächen angelegt, die dauerhaft überstaut und zu diesem Zweck eigens mit erhöhten Wällen umgeben wurden. Hier wurde nur eine ungenügende Reinigungsleistung erzielt, da aerobe Abbauprozesse nicht stattfinden konnten. Diese Flächen wurden nicht landwirtschaftlich genutzt. Mit der Aufgabe der Rieselfeldnutzung erfolgte in vielen Fällen eine weitgehende Einebnung der Rieselfeldstrukturen . Gräben und Tafeln wurden mit dem im Bereich der Wälle aufgeschütteten Material verfüllt. Neben den Nährstoffen wurden bei der Bodenpassage auch die im Abwasser befindlichen Schadstoffe zurückgehalten. Die beaufschlagten Böden wurden daher flächendeckend in zum Teil erheblichem Maße mit Schwermetallen belastet. Dies führte zu Beeinträchtigungen der Nutzbarkeit der Böden, da sich die im Boden befindlichen Schwermetalle in den angebauten Nahrungspflanzen anreichern können. Die ermittelten Belastungen können lokal so hoch sein, dass gesundheitliche Risiken bei direktem Bodenkontakt nicht auszuschließen sind. Dies ist beispielsweise dann relevant, wenn auf ehemaligem Rieselland empfindliche Nachnutzungen (z. B. Kinderspielplätze) vorgesehen sind. Insgesamt ist davon auszugehen, dass die Schadstofffracht der verrieselten Abwässer durch die zunehmende Verwendung von Haushaltschemikalien, Waschmitteln sowie die Zunahme des gewerblichen Abwasseranteils im Laufe der Betriebsdauer der Rieselfelder stetig zunahm. Hinzu kam die steigende Belastung mit den durch die Mischwasserkanalisation zugeführten Straßenabwässern. Aufgrund der Abwasserzusammensetzung ist im Zuge der Rieselfeldnutzungen neben Schwermetallen auch mit einer relevanten Belastung der Böden mit organischen Schadstoffen zu rechnen. Innerhalb der ehemaligen Rieselfelder bestehen in Abhängigkeit von der Menge der aufgebrachten Abwässer erhebliche Gradienten in der Schadstoffbelastung der Böden. Entscheidend hierfür sind die Betriebsdauer, die Art der Nutzung sowie die Menge der jährlich aufgebrachten Abwässer. Besonders hohe Belastungen sind hier vor allem im Bereich der ehemaligen Intensivfilterflächen zu erwarten. Zusätzliche Abstufungen ergeben sich aus den betriebstechnischen Abläufen, so dass Rieseltafeln in der Nähe der Absetzbecken in der Regel stärker belastet sind als weiter entfernte Bereiche. Im Bereich der Absetzbecken und Schlammtrockenplätze ist immer dann mit besonders hohen Belastungen zu rechnen, wenn die Flächen keine Abdichtung aufweisen. Nach Einstellung des Rieselfeldbetriebs wurden die aufgegebenen Flächen zumeist weitgehend eingeebnet und umgepflügt. Hierdurch erfolgte eine Durchmischung von Böden mit unterschiedlicher Belastung. Zudem wurde belastetes Bodenmaterial in tiefere Bodenschichten eingebracht. Bei der Bodenpassage wurden nicht alle Inhaltsstoffe des Abwassers zurückgehalten. So zeigten sich in den Rieselfeldabläufen erhebliche Konzentrationen von Stickstoff- und Phosphatverbindungen , die die aufnehmenden Vorfluter belasteten. Im Stadtgebiet waren hiervon insbesondere Panke/Nordgraben, Tegeler Fließ, Wuhle, Unterhavel und Rudower Fließ betroffen. Die Stilllegung der Rieselfelder hat hier in der Vergangenheit bereits zu einer Verbesserung der Wasserqualität geführt. Neben der Belastung von Oberflächenwasser ist ein Transfer von Stickstoffverbindungen und organischen Schadstoffen ins Grundwasser nachgewiesen (u.a. Liese et al. 2004). Schwermetalle werden dagegen weitgehend im Oberboden zurückgehalten. Auch die Aufgabe der intensiven Rieselfeldnutzung hat vielfältige Auswirkungen auf das Ökosystem: Die während des Rieselfeldbetriebs akkumulierten Nähr- und Schadstoffe sind im Wesentlichen in der organischen Substanz des Bodens gebunden. Bei aufgegebenen Rieselfeldern ist infolge des veränderten Wasserhaushalts und chemischen Bodenzustands mit einem Abbau der organischen Substanz und mit einer Abnahme des Bindungsvermögens zu rechnen. Dabei können die gebundenen Nähr- bzw. Schadstoffverbindungen mit sinkendem pH-Wert remobilisiert und ins Grundwasser bzw. in die angrenzenden Vorfluter ausgewaschen werden. Die Aufgabe der Rieselfelder hatte zudem erhebliche Konsequenzen für den Gebietswasserhaushalt . So wurde an Pegeln im Bereich der südlichen Rieselfelder ein deutliches Fallen des Grundwasserspiegels registriert. Dies hatte unmittelbare Konsequenzen für die jeweilige Vegetation bzw. für das Ertragspotential der landwirtschaftlichen Nutzflächen. Zudem hatte die Einstellung der Verrieselung eine Verringerung des Grundwasserdargebots des Ballungsraums Berlin zur Folge. Nach Aufgabe der nördlichen Rieselfelder traten Probleme mit der Wasserführung von Panke und Tegeler Fließ auf, die vorher ihr Wasser zum Teil aus Rieselfeldabläufen erhielten. Um die negativen Folgen zu mindern, die sich durch die Einstellung des Rieselfeldbetriebes ergaben, wurden verschiedene Konzepte diskutiert und erprobt. Mögliche Maßnahmen sind z. B.: die Erhaltung der Bindungsstärke des Bodens durch Zufuhr von organischer Substanz bzw. Kalk zur Stabilisierung des pH-Wertes, der Schadstoffentzug durch Pflanzen mit hoher Biomasseproduktion und die Wiedervernässung bzw. Weiterberieselung mit gereinigten Klärwerksabläufen mit dem Ziel der Grundwasseranreicherung und der Unterbindung des Abbaus organischer Substanz.

Beeinflusst der Klimawandel die Mobilität von persistenten und mobilen organischen Mikroschadstoffen im Wasserkreislauf?

Einige persistente und mobile organische Mikroschadstoffe (OMP) wurden kürzlich in aquatischen Umgebungen im Bereich von ng/L bis µg/L gefunden. Dies ist wahrscheinlich auf ihre bemerkenswert hohe Mobilität zurückzuführen, die zu einer starken Neigung zur Dispersion in Wasserressourcen führt und somit Herausforderungen bei der Sanierung darstellt. Die gesteigerten Nachweisraten dieser OMP resultieren aus den neuesten Fortschritten in quantitativen analytischen Methoden. Bewirtschaftete Grundwasseranreicherungssysteme (MAR), einschließlich Uferfiltration (BF) und künstliche Grundwasseranreicherung, werden seit über 150 Jahren erfolgreich in Europa sowie in anderen Teilen der Welt zur Trinkwasserversorgung eingesetzt. Zahlreiche aktuelle Studien haben die Schicksale (Persistenz und Biotransformation) verschiedener OMP in Laborversuchen zur Simulation von BF untersucht. Jedoch bleibt das Schicksal vieler nachgewiesener OMP in Oberflächengewässern und MAR-Systemen unbekannt, insbesondere unter realistischen und variablen klimatischen Bedingungen wie Temperaturschwankungen, UV-Strahlung und Niederschlag. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Wirksamkeit von MAR bei der Entfernung persistenter und mobiler OMP sowie die Anpassungsfähigkeit von MAR-Systemen an den Klimawandel zu untersuchen. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Auswirkungen des Klimawandels (einschließlich Temperaturschwankungen, Fluktuationen im Wasserfluss und Niederschlag/Abfluss) auf das Schicksal neu auftretender Schadstoffe sowohl in Oberflächengewässern als auch in BF-Systemen zu untersuchen. Die Studie wird den Einfluss von partikulärer organischer Materie, verschiedenen Wasserqualitätsparametern (wie Trübung, gelöste organische Substanz, Eisen, Mangan und Nitrat), hydraulischer Verweilzeit und Redox-Bedingungen auf die Entfernung von OMP untersuchen. Darüber hinaus wird auch die Entfernung von OMP durch Pflanzen untersucht werden. Chargen, Laborversuche, Versuche unter realistischen Bedingungen und Mesokosmenexperimente werden eingesetzt, um die Schicksale von OMP in BF zu bewerten. Darüber hinaus wird die Mobilität von OMP in Oberflächengewässern durch Mesokosmen-Teichexperimente bewertet. Die aus diesen Experimenten gesammelten Daten werden systematisch genutzt, um ein Vorhersagemodell mithilfe eines maschinellen Lernansatzes zu entwickeln und Einblicke in die Schicksale von OMP zu bieten.

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