Die Grundwasservorkommen von Deutschland
Grundwasser ist auch in Deutschland ein lebenswichtiges und unverzichtbares Gut. Für einen Großteil der Bevölkerung ist es die einzige Quelle zur Deckung des täglichen Wasserbedarfs.
Die Grundwasserversorgung in Deutschland
Für die öffentliche Wasserversorgung, die vor allem Haushalte, öffentliche Einrichtungen und Kleingewerbe mit Wasser versorgt, ist Grundwasser die wichtigste Ressource. Es wird hauptsächlich aus Brunnen und untergeordnet aus Quellen gewonnen und macht über 70 % aus. In der nichtöffentlichen Wasserversorgung, bei der Industriebetriebe sich hauptsächlich selbst mit Wasser versorgen, spielt Grundwasser mit einem Anteil von 17 % hingegen nur eine untergeordnete Rolle.
Laut dem Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) ist die jährliche Fördermenge der öffentlichen Wasserversorger in den letzten 33 Jahren von knapp 6,8 Milliarden Kubikmetern (Mrd. m³) auf 5,2 Mrd. m³ zurückgegangen. Das entspricht einem Rückgang von 22,8 % bzw. 1,6 Mrd. m³.
Die jährliche Grundwasserförderung einschließlich Quellwasser der öffentlichen Wasserversorger sank von rund 4,8 Mrd. m³ im Jahr 1990 zunächst kontinuierlich und stabilisierte sich seit etwa 2010 bei 3,6 Mrd. m³. In den heißen und trockenen Jahren 2018–2020 stieg sowohl die geförderte Gesamtwassermenge als auch die Grund- und Quellwassermenge wieder leicht an.
Nach Angaben des Statistischen Bundesamts wurden im Jahr 2022 durch die öffentliche Wasserversorgung insgesamt 5,3 Mrd. m³ Wasser gewonnen, davon 3,8 Mrd. m³ Grund- und Quellwasser (70,6 %).
In der nichtöffentlichen Wasserversorgung wurden 2022 insgesamt 12,8 Mrd. m³ Wasser gefördert, davon 2,2 Mrd. m³ Grund- und Quellwasser (17,4 %). Knapp dreiviertel des durch die Industrie genutzten Wassers stammt aus Flüssen.
In der Summe wurden damit im Jahr 2022 in Deutschland 18,2 Mrd. m³ Wasser gewonnen. Mit 9,4 Mrd. m³ (51,9 %) dominiert Flusswasser, das vor allem für Kühlzwecke in Kraftwerken genutzt wird. Grundwasser hat einen Anteil von 5,5 Mrd. m³ (30,3 %), gefolgt von See- und Talsperrenwasser mit 1,0 Mrd. m³ (5,6 %) und Uferfiltrat mit 0,8 Mrd. m³ (4,5 %). Meer- und Brackwasser sowie andere Wasserarten machen lediglich 0,4 Mrd. m³ (2,2 %) aus.
Die Verteilung der verschiedenen Wasserarten auf einzelne Wirtschaftszweige ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Sie verdeutlicht, dass die öffentliche Wasserversorgung der größte Gewinner von Grundwasser ist, gefolgt vom Bergbau, der Sümpfungsmaßnahmen erfordert. An dritter Stelle folgt bei der Grundwassergewinnung das verarbeitende Gewerbe. Bei der Nutzung von Fluss-, See- und Talsperrenwasser dominiert mit großem Abstand die Energieversorgung, gefolgt vom verarbeitenden Gewerbe. Uferfiltrat, angereichertes Grundwasser und Quellwasser spielen hauptsächlich in der öffentlichen Wasserversorgung und im verarbeitenden Gewerbe eine Rolle. Meer- und Brackwasser sind lediglich bei der Energieversorgung in Niedersachsen relevant.
Die gesamte Wassergewinnung in Deutschland, also die Summe aus öffentlicher und nichtöffentlicher Wasserversorgung, ist stark rückläufig und hat sich in den letzten 30 Jahren mehr als halbiert. Die Entnahmemenge ist von 46,3 Mrd. m³ im Jahr 1991 auf 18,2 Mrd. m³ im Jahr 2022 zurückgegangen und hat sich damit um gut 60 % reduziert.
Dieser starke Rückgang der Gesamtwassergewinnung beruht vor allem darauf, dass sich der Wasserbedarf bei der Energieversorgung in den letzten 30 Jahren von rund 28,8 Mrd. m³ auf knapp 6,9 Mrd. m³ reduziert hat.
Betrachtet man die Entwicklung der Grund- und Quellwassergewinnung von 1991 bis 2022 so zeigt sich, dass diese von 7,8 auf 6,0 Mrd. m³ gesunken ist, was einer Verringerung um knapp 1,8 Mrd. m³ bzw. 22,9 % entspricht. Seit den 2010er Jahren ist eine Stabilisierung um die 6 Mrd. m³ pro Jahr zu beobachten. Die Gewinnung von Grundwasser wird in den nächsten Jahrzehnten voraussichltlich weiter rückläufig sein, da mit der bis spätestens 2038 ausklingenden Braunkohleförderung in Deutschland die damit verbundenen Sümpfungsmaßnahmen wegfallen werden.
Die im Jahr 2022 geförderten 6,0 Mrd. m³ Grund- und Quellwasser machen bezogen auf die mittlere Grundwasserneubildung von 48,2 Mrd. m³/a (entsprechend einer Wassersäule von 135 mm) im Referenzzeitraum 1961–1990 (mittlere Wasserbilanz Deutschland 1961–1990) 12,4 % aus. Umgerechnet auf die Fläche Deutschlands entspricht dies einer Wasserhöhe von knapp 17 mm. Vergleichbare Daten zur aktuellen Grundwasserneubildung in Deutschland liegen nicht vor. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die Grundwasserneubildung im Zeitraum 1991–2020 aufgrund der sehr trockenen letzten Dekade leicht zurückgegangen ist.
Eine relativ einfache Methode zur Beurteilung der Grundwassersituation in Deutschland ist die flächendeckende Beobachtung und Auswertung der Grundwasserstände. Dies geschieht mit Hilfe der Fachanwendung GRUVO. Ein maschinelles Lernverfahren ermöglicht eine bundesweit einheitliche Darstellung der vergangenen, aktuellen und zukünftigen Grundwasserstände, die in regelmäßigen Abständen aktualisiert wird. Dabei werden die Grundwasserstände an ca. 120 Referenzmessstellen und über 4.200 zugehörigen Clustermessstellen für den Referenzzeitraum 1991–2020 in fünf Zustandsklassen dargestellt.
Die Grundwasserförderanteile der öffentlichen und nichtöffentlichen Wasserversorgung sind in den einzelnen Bundesländern sehr unterschiedlich, wie die Zahlen in Tabelle 1 und Tabelle 2 zeigen. Im Jahr 2022 basiert die öffentliche Wasserversorgung in Bremen, Hamburg und in Schleswig-Holstein komplett bzw. zu nahezu 100 % auf Grund- und Quellwasser, gefolgt von den Ländern Saarland (93,5 %), Niedersachsen (87,5 %), Brandenburg und Rheinland-Pfalz (85,8 %), Hessen (84,6 %), Bayern (84,2 %), Mecklenburg-Vorpommern (84,0 %) sowie Baden-Württemberg mit 75,5 % und Thüringen mit 53,3 % Grund- und Quellwasseranteil.
Am unteren Ende des Ländervergleichs liegen Nordrhein-Westfalen (49,4 %), Sachsen-Anhalt (46,1 %), Sachsen (31,8 %) und Berlin mit 27,4 % Grund- und Quellwasseranteil an der öffentlichen Wasserversorgung. Berlin gewinnt fast Dreiviertel seines Trinkwassers aus Uferfiltrat und angereichertem Grundwasser, Nordrhein-Westfalen rund die Hälfte aus angereichertem Grundwasser, See- und Talsperrenwasser sowie Uferfiltrat. In Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen wird ein erheblicher Teil des Trinkwassers aus Seen und Talsperren gewonnen. Relevante Mengen an Flusswasser zur Deckung des Bedarfs der öffentlichen Wasserversorgung werden nur noch in Bayern aus der Donau und in Mecklenburg-Vorpommern aus der Warnau gewonnen.
In absoluten Zahlen liegt Bayern bei der öffentlichen Wasserversorgung als Bundesland mit der zweithöchsten Einwohnerzahl und einer relativ hohen Quote von 84,2 % bei der Versorgung mit Grund- und Quellwasser mit einer jährlichen Förderung von 802 Mio. m³ deutlich vor den Bundesländern Nordrhein-Westfalen mit 602 Mio. m³ sowie Niedersachsen mit 516 Mio. m³ und Baden-Württemberg mit 486 Mio. m³.
In der nichtöffentlichen Wasserversorgung spielen Grund- und Quellwasser im Jahr 2022 mit einem Anteil von 17,4 % relativ gesehen eine eher untergeordnete Rolle. Hier dominiert in der Regel Flusswasser, das zur Kühlung von konventionellen Kraftwerken sowie als Kühl- und Prozesswasser in der chemischen und metallverarbeitenden Industrie genutzt wird. Lediglich in Sachsen (66,9 %), in Brandenburg (53,5 %), im Saarland (50,1 %) und in Mecklenburg-Vorpommern (43,4 %) liegt der Anteil von Grund- und Quellwasser bei den nichtöffentlichen Versorgern über dem Anteil von Flusswasser.
Nach absoluten Zahlen sticht Nordrhein-Westfalen bei der nichtöffentlichen Wasserversorgung mit 743 Mio. m³ Grund- und Quellwassergewinnung aufgrund der dort ansässigen wasserintensiven Bergbauindustrie deutlich hervor. Allein durch die Sümpfung der drei Braunkohletagebaue im Rheinischen Revier wurden rund 480 Mio. m³ Grundwasser gefördert. Es folgen Niedersachsen mit 281 Mio. m³, Bayern mit 271 Mio. m³, Sachsen mit 231 Mio. m³ und Brandenburg mit 217 Mio. m³ Grund- und Quellwassergewinnung. In den beiden letztgenannten Bundesländern liegen auch noch aktive Braunkohletagebaue des Lausitzer Reviers.
Betrachtet man die Summe der öffentlichen und nichtöffentlichen Wassergewinnung im Jahr 2022, so liegt Nordrhein-Westfalen, das bevölkerungs- und wirtschaftsstärkste Bundesland, mit einer Grund- und Quellwassergewinnung von 1,345 Mrd. m³ vor Bayern mit 1,073 Mrd. m³. Es folgen Niedersachsen mit 797 Mio. m³ und Baden-Württemberg mit 666 Mio. m³. Am unteren Ende rangieren Berlin mit 60 Mio. m³ und Bremen mit 8 Mio. m³ Grund- und Quellwassergewinnung. Bayern (197 Mio. m³) und Baden-Württemberg (132 Mio. m³) fördern bei weitem am meisten Quellwasser.
In den drei Bundesländern Nordrhein-Westfalen (370 Mio. m³), Bayern (170 Mio. m³) und Berlin (114 Mio. m³) werden rund 80 % des in Deutschland geförderten Uferfiltrats gewonnen. Und allein in Nordrhein-Westfalen werden mit 310 Mio. m³ knapp 60 % des in Deutschland angereicherten Grundwassers gewonnen. Auch beim See- und Talsperrenwasser liegt Nordrhein-Westfalen mit insgesamt 337 Mio. m³ bundesweit vorne, gefolgt von Baden-Württemberg mit 209 Mio. m³ und Sachsen mit 135 Mio. m³. Beim Flusswasser ragen Baden-Württemberg mit 1,966 Mrd. m³ und Bayern mit 1,835 Mrd. m³ heraus, gefolgt von Rheinland-Pfalz mit 1,461 Mrd. m³ und Nordrhein-Westfalen mit 1,352 Mrd. m³. Das einzige Bundesland, das eine relevante Menge an Meer- und Brackwasser nutzt, ist Niedersachsen mit 333 Mio. m³.
Die Hydrogeologie von Deutschland
Die Grundwasservorkommen in Deutschland sind in Abhängigkeit vom geologischen Untergrund und den hydrogeologischen Verhältnissen regional ungleichmäßig verteilt. Auf etwa 40 % der Landesfläche erstrecken sich Porengrundwasserleiter mit zum Teil sehr bedeutenden Grundwasservorkommen. Kluft- und Karstgrundwasserleiter nehmen etwa 21 % der Fläche ein. Im übrigen Deutschland wird der Untergrund von Poren- und Kluftgrundwasserleitern aufgebaut, die nur lokal begrenzte oder keine nennenswerten Grundwasservorkommen aufweisen.
Das größte zusammenhängende Gebiet mit ergiebigen Grundwasservorkommen ist das Norddeutsche Tiefland, das überwiegend aus mächtigen Sanden und Kiesen quartären und tertiären Alters aufgebaut ist. Von besonderer Bedeutung sind hier die oberflächennahen Vorkommen im Verlauf der Urstromtäler oder in tieferen eiszeitlichen Rinnen. Auch die Lockergesteine des Quartärs und Tertiärs im Alpenvorland bilden ausgedehnte und ergiebige Porengrundwasserleiter. Darüber hinaus zählt der gesamte Oberrheingraben zu den Gebieten mit sehr ergiebigen Grundwasservorkommen. In der Niederrheinischen Bucht sowie im Niederrheinischen Tiefland bilden mächtige, zum Teil übereinanderliegende und ergiebige Porengrundwasserleiter einige der bedeutendsten Grundwasservorkommen Deutschlands. In diesen Vorkommen liegen in der Regel auch die großen Wassergewinnungsanlagen der öffentlichen Wasserversorger.
In den Mittelgebirgen finden sich regional bedeutende Grundwasservorkommen mit höheren Ergiebigkeiten in den Kalksteinformationen der Schwäbischen und Fränkischen Alb sowie in Thüringen, im Muschelkalk zwischen Main und Schwarzwald und in der Kreide Ostwestfalens (Karstgrundwasserleiter), in den mächtigen Sandsteinen des Pfälzer Walds, des Schwarzwalds, des Spessarts und des Sollings und nicht zuletzt im Basalt des Vogelsbergs (Kluftgrundwasserleiter).
Mittelgebirge wie das Rheinische Schiefergebirge, der Harz, der Thüringer und Bayerische Wald, das Erzgebirge und der Hochschwarzwald bestehen überwiegend aus gering grundwasserleitenden Gesteinen wie Tonschiefern, kristallinen Schiefern und Tiefengesteinen. Als lokale Grundwasservorkommen können hier die sandig-kiesigen Talfüllungen und Schuttfächer am Fuß der Gebirge sowie die in den Schiefergebirgen lokal eingelagerten Vorkommen verkarsteter Kalk- und Dolomitgesteine genutzt werden.
Eine umfassende Beschreibung der regionalen Grundwasserverhältnisse in Deutschland enthält die gemeinsame Veröffentlichung der Staatlichen Geologischen Dienste (SGD) und der BGR mit dem Titel "Regionale Hydrogeologie von Deutschland – Die Grundwasserleiter: Verbreitung, Gesteine, Lagerungsverhältnisse, Schutz und Bedeutung".