Heat below the city – Wie warm ist das Grundwasser unter Wien und was bedeutet das für seinen chemischen und biologischen Zustand?

Die Bevölkerung größerer Städte – wie Wien – bekommt den „Urban Heat Island“-Effekt in Form von extremen Hitzeperioden und Hitzeinseln immer stärker zu spüren. Die Erwärmung findet jedoch nicht nur an der Oberfläche statt, sondern setzt sich im Untergrund fort. In Städten wie München, Frankfurt und Köln gibt es bereits Gebiete, in denen das natürlicherweise 10 – 12 °C kalte Grundwasser lokal auf 15 – 20 °C erhöht ist (Menberg et al. 2013). Erste flächendeckende Auswertungen von 254 Temperaturzeitreihen der oberflächennahen Grundwasserkörper in Wien zeigen ähnliche Schwankungsbereiche. Der Mittelwert liegt bei 13.0 °C für das Jahr 2020 (Steiner et al. 2021) und die Temperaturen steigen im Mittel um 0.11 K pro Jahr für den Zeitraum 1990 bis 2017 (Götzl et al. 2020). Stellenweise zeigen die Temperaturen einen weitaus stärkeren Anstieg, dessen Ursachen und Folgen in dem aktuellen Projekt „Heat below the city“ (Laufzeit 2021 bis 2024) untersucht werden.

Der Status-quo des Grundwassers wird mittels zweier flächendeckender Messkampagnen erhoben und beschrieben.  Zum einen liefern Temperaturprofile von rund 960 Messstellen, die innerhalb einer Woche gemessen wurden, die Basis für eine hochauflösende Grundwassertemperaturkarte. Ziel ist es Gebiete abzugrenzen, die bereits stark erwärmt sind, und mögliche Ursachen dafür zu identifizieren. In einer weiteren Kampagne wurden die oberflächennahen Grundwasserkörper Wiens an über 150 Messstellen beprobt und bezüglich der chemischen und ökologischen Eigenschaften in Zusammenhang mit Temperaturextremwerten von bis zu 26°C charakterisiert.

Basierend auf den erhobenen Daten wird anschließend die Abhängigkeit der Wasserqualität und der Biodiversität von der Grundwassertemperatur beschrieben. Gemeinsam mit Trendanalysen können Prognoseszenarien für die thermische, chemische und ökologische Veränderung des Grundwassers erstellt werden. In weiteren Arbeitsschritten fließen diese wissenschaftlichen Ergebnisse in die Entwicklung eines Maßnahmenkatalogs ein, der Behörden und politischen Entscheidungsträgern Empfehlungen liefert um einer weiteren Erwärmung des Grundwassers entgegen zu wirken. Teil davon wird ein Vorschlag für ein integratives Management zur nachhaltigen und effizienten thermischen Nutzung des Grundwassers sein. So soll neben einer Abkühlung des Grundwassers auch ein wesentlicher Beitrag zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung in Wien erreicht werden.