Spannende Erkenntnisse an mehrfach verfilterten Grundwassermessstellen und Nachweis hydraulischer Kurzschlüsse

In und in der Nähe von 23 Grundwassermessstellen (GWM) im Naturschutzgebiet Heiliges Meer (NSG) bei Hopsten (Nordrhein-Westfalen) wurden die hydraulischen Druckpotentiale sowie tiefendifferenziert elektrische Leitfähigkeiten (LF) und Temperaturen des Grundwassers untersucht. Die GWM besitzen drei Filterstrecken in Tiefen von 1,5 bis 2,5 m, von 4,0 bis 5,0 m und von 9,0 bis 10,0 m und ermöglichen damit hydraulische Kurzschlüsse über das Rohr hinweg. Bei hydrogeologischen Kartierungen, die jährlich im Rahmen der studentischen Ausbildung an der WWU Münster durchgeführt werden, wurden an einzelnen GWM Differenzen der hydraulischen Druckpotentiale von bis zu 0,5 m zwischen der Grundwasserspiegellage, die in der GWM mittels Lichtlot gemessen wurde, und der Grundwasseroberfläche, die in direkter Nachbarschaft der GWM mittels Sondierbohrungen erbohrt wurde, festgestellt. Der Untergrund besteht aus einer ca. 10 m mächtigen wasserdurchlässigen Flugsand- bzw. Talsanddecke, in denen oberflächennah gering mächtige Torflinsen eingeschaltet sind. Die nahezu ebene Grundwasseroberfläche liegt 1,0 bis 2,5 m unter Gelände. Verschiedene Fließgewässer und Stillgewässer (mit Grundwasser gefüllte Erdfallseen unterschiedlichen Alters) greifen in die hydraulischen Verhältnisse ein.

Flächendeckende Untersuchungen dieser hydraulischen Druckdifferenzen über mehrere Monate ergaben, dass die Effekte und der Nachweis möglicher hydraulischer Kurzschlüsse räumlich und zeitlich variieren. Zunächst lässt sich in mehrfach verfilterten GWM ein erhöhtes oder vermindertes hydraulisches Druckpotential gegenüber der Grundwasseroberfläche in der direkten Nachbarschaft verlässlich nachweisen. Diese Druckdifferenzen wurden verursacht durch zeitlich variierende Grundwasserneubildungen im Einzugsgebiet der jeweilige Filterstrecke der GWM. Im Frühjahr bei Grundwasserhochständen waren die hydraulischen Druckpotentiale deutlich erhöht gegenüber dem Herbst bei Grundwassertiefständen. Der Einfluss durch hydraulisch an die jeweilige Filterstrecke angeschlossene Oberflächengewässer (Fließgewässer, Stillgewässer, Dränagegräben) mit ihren Pegelständen ist deutlich stärker als zunächst angenommen. Zudem sind die hydraulischen Druckdifferenzen im Abstrom von Stillgewässern größer als in deren Anstrom. So zeigt sich auch im LF-Tiefenprofil eine oberflächennahe Infiltration von höher mineralisierten Wässern (z.B. Streusalzeffekte am Rand von Straßen, Landwirtschaftlicher Einfluss unter Ackerflächen). Eine Konstanz der LF und der Grundwassertemperatur über das gesamte Tiefenprofil hinweg bei gleichzeitig erhöhtem Druckpotential deutet auf eine Durchmischung der Wassersäule im Rohr infolge eines hydraulischen Kurzschlusses hin. Wenngleich von mehrfach verfilterten GWM aus gutem Grund abgeraten wird, bieten sich im NSG sehr spannende Erkenntnisse über die Standortbedingungen in der näheren Umgebung der GWM und deren hydraulischen Einflüsse.