Für das Grundwasser als wichtigster Rohstoff in Deutschland für die Trinkwasserversorgung gibt es keinen Ersatz. Das gilt insbesondere auch für Hessen, wo das Grundwasser für die Trinkwasserversorgung eine überragende Bedeutung hat. Hier stammt das für die Öffentlichkeit bereitgestellte Trinkwasser zu 95,2 % aus dem Grundwasser, angereichertes Grundwasser (4,1 %), Uferfiltrat (0,7 %) und oberirdische Gewässer (0 %) sind diesbezüglich vernachlässigbar. Das Grundwasser spielt jedoch nicht nur in wasserwirtschaftlicher Hinsicht eine außerordentlich wichtige Rolle, sondern es muss auch als wesentlicher Bestandteil des Wasserkreislaufs und somit auch im Hinblick auf seine große Bedeutung für Ökosysteme gesehen werden.

Die häufig zu hörende Aussage "Grundwasserschutz ist Trinkwasserschutz" ist völlig richtig, wenn man bedenkt, dass die nutzbaren Grundwasservorkommen sich immer stärker als belastet erweisen. Aus großräumigen Emissionsherden wie z. B. landwirtschaftlichen Produktionsflächen resultieren u. a. die Schadstoffe Nitrat oder Pflanzenschutz- und -behandlungsmittel. Auch infiltrierende oberirdische Gewässer oder undichte Kanalstränge können sich als linienförmige Kontaminationsquellen ebenso negativ auf die Grundwasserbeschaffenheit auswirken. Punktquellen, wie z. B. Altablagerungen oder Gewerbe- und Industriestandorte, haben vielfach den Eintrag von Schadstoffen aller Art in den Untergrund zur Folge; dabei haben organische Kontaminanten, wie insbesondere die leichtflüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffe, eine große Bedeutung.

Eine auf Daseinsvorsorge und Zukunftsbewältigung ausgerichtete Politik hat dafür Sorge zu tragen, dass durch Übernutzung der Grundwasservorräte bedingte quantitative und aus Schadstoffeinträgen resultierende qualitative Grundwasserschäden nicht nur nachträglich "repariert", sondern möglichst vorsorgend vermieden werden. Da insbesondere im Hinblick auf den qualitativen Aspekt mittlerweile reiche Erfahrungen darüber vorliegen, dass Grundwasserbelastungen nur - wenn überhaupt - mit großem Aufwand wieder rückgängig zu machen sind, kommt aus heutiger Sicht der Schadensprävention höchste Priorität zu.

Dieses Instrument steht im staatlichen Landesgrundwasserdienst zur Verfügung. Durch die Erfassung und Bewertung quantitativer (Grundwasserstand, Quellschüttung) und qualitativer Daten (Grundwasserbeschaffenheit) wird nicht nur eine landesweite Bestandsaufnahme des IST-Zustandes der Grundwassersituation gewährleistet, sondern auch eine Prognose der das Grundwasser beeinflussenden anthropogenen Faktoren bzw. der umgekehrt vom Grundwasser ausgehenden Einflüsse auf andere Schutzgüter. Dieser gewässerkundliche, überwiegend wasserwirtschaftlich orientierte Messdienst ist somit nicht nur eine wesentliche Voraussetzung für gezielte Planungen der zuständigen Behörden, sondern hilft gleichzeitig auch den Wasserversorgungsunternehmen bei der Lösung ihrer speziellen Probleme (Tab. 1).

In der Abb. 1 (siehe auch Karte) sind alle gegenwärtig betriebenen Messstellen lagegenau eingetragen. Es handelt sich um 891 Grundwassermessstellen im engeren Sinn, d. h. um Messrohre, die nach bestimmten Vorgaben in Bohrungen eingebaut werden, und 74 Quellschüttungsmessstellen, also um insgesamt 965 Grundwasseraufschlüsse. Die der Ermittlung der Grundwasserbeschaffenheit dienenden 225 Grundwasseraufschlüsse sind jeweils als Teilmenge zu verstehen.

In den vergangenen Jahren wurden nach einer entsprechenden Überprüfung, die auch geophysikalische Verfahren und den Einsatz einer Fernsehkamera beinhaltete, alle in ihrer Funktion eingeschränkten Grundwasseraufschlüsse z. T. saniert, überwiegend aber aufgelassen. In Teilgebieten Hessens, in denen die Messstellendichte nicht ausreichend war, wurden neue Messstellen (Messrohre) gebaut. Dabei galt der Grundsatz, dass die Grundwassermessstellen technisch so eingerichtet sein müssen, dass sowohl die Messung des Grundwasserstandes bzw. der Quellschüttung als auch die Gewinnung von Grundwasserproben möglich ist.

Tab. 1: Aufgabenstellung der Grundwasserüberwachung
	Landesweite Übersicht über Grundwasservorräte, Charakterisierung des Grundwasserspiegelgangs bzw. der Quellschüttung, Abgrenzung von Strömungsfeldern, Erkennen hydraulischer Wechselbeziehungen zwischen Grundwasser und oberirdischen Gewässern,
	Abgrenzung von Trinkwasserschutzgebieten, Ermittlung der z. T. räumlich und zeitlich variierenden Lage von unterirdischen Wasserscheiden,
	Nachweis von natürlichen und anthropogenen Einflüssen auf das Grundwasser und Analyse der Ursachen,
	Erarbeitung von Referenzwerten (z. B. Grundwasserhöchst- oder -tiefststände) für Zwecke der umweltverträglichen Grundwasserbewirtschaftung oder für Baugrundfragen,
	Bereitstellung von Bezugsgrößen z. B. für Sondermessnetze (u. a. Vorfeldmessstellen der Wasserversorgungsunternehmen),
	Abgrenzung von Gebieten mit bedeutenderen Gefährdungspotentialen,
	Beobachtung und Überwachung der Grundwasserbeschaffenheit in der Fläche und im Hinblick auf die Gefährdung von Trinkwassergewinnungsanlagen.
	Beschaffung und Bereitstellung von geohydrologisch und hydrodynamisch relevanten Daten für Modellrechnungen,
	Erfassung möglicher Auswirkungen langfristiger Klimaveränderung auf das Grundwasserdargebot.

Die quantitativen Grundwassermessungen werden im Auftrag des jeweiligen Staatlichen Umweltamtes beim Regierungspräsidenten i. allg. von Privatleuten vorgenommen, die überwiegend im Wochenturnus Einzelmessungen durchführen. Nur in wenigen Fällen werden überall dort, wo aus hydrogeologischen Gründen der Grundwasserspiegel in Beobachtungsrohren oder die Schüttung von Quellen starken Schwankungen unterworfen sind, die entsprechenden Messgrößen kontinuierlich mittels konventioneller Schreibgeräte und z. T. auch mittels Datenlogger registriert.

Der Schutz des Grundwassers kann nicht nur eine Angelegenheit des Staates sein, sondern auch aller derjenigen, die entweder das Grundwasser nutzen oder deren Handeln sich in irgendeiner Form negativ auf das Grundwasser auswirkt
(Abb. 2).

Das staatlich betriebene Grundnetz ist ein weitmaschig angelegtes Netz zur prinzipiell zeitlich unbegrenzten Beobachtung des Grundwassers in größeren hydrogeologischen Einheiten. Punktuell werden primär klimatisch bedingte und für den jeweiligen Grundwasserleiter typische Grundwasserstände bzw. Grundwasserstandsschwankungen oder Quellschüttungen erfasst. Die Messstellen des Grundnetzes gelten als Bezugsmessstellen für andere Messnetze, die Messergebnisse sind als Referenzdaten zu verstehen. Daher müssen diese Messstellen einen hohen technischen Standard aufweisen. Das Grundnetz kann in Teilbereichen verdichtet werden, um im Hinblick auf bestimmte Fragestellungen (z. B. Erstellen von mathematischen Grundwassermodellen, Erarbeiten von Grundwassergleichen- oder -isokonzenkarten) genauere Informationen über die quantitativen und qualitativen Grundwasserverhältnisse zu erhalten.

Diese Verdichtungsnetze existieren nur für einen beschränkten Zeitraum oder auf sie wird nur zu bestimmten Zeitpunkten (z. B. Stichtagsmessungen) zurückgegriffen.

Im Hinblick auf die Aspekte der Grundwasserbeschaffenheit kommt ausgewählten Messstellen dieses Grundnetzes einerseits die Funktion von Basismessstellen und andererseits von Trendmessstellen zu. Die Basismessstellen erlauben als Referenzmessstellen Rückschlüsse auf die geogene Grundwasserbeschaffenheit. Mit Hilfe der Trendmessstellen soll eine Veränderung der Grundwasserinhaltsstoffe hinsichtlich Verteilungsmuster und Konzentration infolge ausschließlich diffuser anthropogener Einflüsse nachgewiesen werden.

Die aus dem flächenhaften, sehr weitmaschigen Messnetz des Landesgrundwasserdienstes stammenden qualitativen Messwerte werden seit Mai 1991 auf der Basis der sog. Rohwasseruntersuchungsverordnung (RUV) auch durch die hydrochemischen Messwerte des Rohwassers ergänzt. Als Rohwassermessstellen gelten die Förderbrunnnen, Quellfassungen und Stollen der öffentlichen Trinkwasserversorgungsunternehmen und z. T. auch privater Grundwassernutzer.

Die nutzungs- oder objektbezogenen Sondermessnetze sind räumlich noch enger begrenzt als Verdichtungsnetze, weisen aber in der Regel eine höhere Messstellendichte auf. Mit Ausnahme der Vorfeldmessstellen im Einzugsgebiet von Trinkwassergewinnungsanlagen sind diese Messnetze z. T. zeitlich befristet. In Abhängigkeit von der Aufgabenstellung haben die Sondermessnetze einen unterschiedlichen Charakter und Stellenwert.

Abb. 2: Komponenten der kooperativen Beobachtung und Überwachung des Grundwassers in Deutschland insbesondere im Hinblick auf die Beschaffenheit

Bei den Vorfeldmessstellen handelt es sich um Messstellen, die einerseits der Beweissicherung dienen, z. B. im Hinblick auf die Größenordnung der Grundwasserspiegelabsenkung im Zusammenhang mit der Wassergewinnung, außerdem werden sie für eine möglichst exakte Abgrenzung von Trinkwasserschutzgebieten benötigt. Andererseits haben sie die Funktion von Vorwarnmessstellen und müssen daher möglichst so platziert bzw. aus vorhandenen Messstellen ausgesucht werden, dass nach dem erstmaligen Nachweis eines Schadstoffes in einer Grundwasserprobe der Wasserwerksbetreiber ausreichend Zeit hat, Vorkehrungen zu treffen.

Emittentenmessstellen dienen dem rechtzeitigen Erkennen von möglichen Schadstoffquellen, die sich konkret keinem einzelnen Verursacher zuordnen lassen und von denen eine Gefährdung des Grundwassers ausgehen kann. Ist eine Grundwasserbelastung nachgewiesen und einem Verursacher zugeordnet, werden im Zusammenhang mit einer vielfach langwierigen Erkundung Schadensfallmessstellen eingerichtet, um Informationen über die nachfolgende Sanierung des Grundwassers zu erhalten. Auch anthropogen unbeeinflusstes Grundwasser kann, bedingt durch die spezifischen geologischen Verhältnisse, von der Nutzung ausgeschlossen sein, wenn die Trinkwassergrenzwerte überschritten werden. Das ist z. B. der Fall in Grundwasserleitern mit Salinarkomponente (z. B. Gipswässer im Zechstein oder Muschelkalk). Hier oder im Hinblick auf andere Fragestellungen werden Messstellen eingerichtet, die der Kategorie "sonstige Messstellen" zugeordnet werden.

Chemische, physikalische und biologische Wechselwirkungen zwischen dem Grundwasser und dem Leitergestein lassen die Zusammensetzung des natürlichen Stoffinhalts variieren. Die mineralogischen und geochemischen Gegebenheiten prägen ebenso die Prozesse wie die Fließzeiten und Reaktionsoberflächen. So lassen sich die verschiedenen Grundwasserleiter unterschiedlichen hydrogeologischen Einheiten zuordnen. Diese stellen abgrenzbare Räume mit weitgehend einheitlichen und typischen Grundwasserverhältnissen dar. Das Messnetz des Landesgrundwasserdienstes ist auf die neun in Hessen unterschiedenen hydrogeologischen Einheiten bezogen bezogen. In der Abb. 1 sind diese mit ihren Untereinheiten dokumentiert. Eine detaillierte Darstellung und Beschreibung findet sich im Hydrogeologischen Kartenwerk Hessen (Diederich et al. 1991) und im 2. Grundwasserbericht (Berthold & Toussaint 1999).

Abb. 3: Ganglinie des Grundwasserstandes in der Messstelle 434028 Bracht

Abb. 4: Ganglinie der Schüttung der Quelle 384509 Calden

In den Abb. 3 und 4 sind die Ganglinien von zwei Grundwasseraufschlüssen dargestellt, die verschiedenen hydrogeologischen Einheiten zugeordnet werden und unterschiedliche Grundwasserleiter erfassen. Die Messstelle Bracht steht beispielhaft für das Buntsandsteingebiet des Burgwaldes, die Quelle Calden für verkarsteten Muschelkalk nördlich Kassel. Auffällig ist, dass sich nicht nur die einzelnen Jahre standortspezifisch zu erkennen geben, sondern sich auch die maßgebenden großklimatischen Verhältnisse bzw. Prozesse der Grundwasserneubildung in den Ganglinien widerspiegeln, obwohl deren Amplitude und Frequenz in Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten sehr unterschiedlich sind. Insbesondere geben sich die niederschlagsreichen Jahre 1981/83, 1987/88 und 1993/94 in den Ganglinien ebenso zu erkennen wie die niederschlagsarmen Perioden 1971/1977 (mit Ausnahme von 1975), 1989/1992 und 1996/1998.

Die unterschiedlichen Gesteine wirken sich nicht nur auf die quantitativen hydrologischen Messwerte aus, sondern auch auf die Konzentration und das Verteilungsmuster der Inhaltsstoffe des Grundwassers. Der natürliche Stoffinhalt des Grundwassers muss bekannt sein, um seine durch den Menschen verursachten Veränderungen erkennen zu können. Da sich Poren-, Kluft- und Karstgrundwasserleiter nicht nur durch ihre mineralogische und geochemische Zusammensetzung, sondern auch im Hinblick auf Fließzeiten und Reaktionsoberflächen unterscheiden, ergeben sich unterschiedliche geohydrochemische Grundwassertypen. In den Abb. 5 - 8 ist beispielhaft die auf die wichtigsten Kationen (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) und Anionen (HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-) im Grundwasser bezogene Beschaffenheit dokumentiert. Für die Grundwasseraufschlüsse sind die Konzentrationen dieser Inhaltsstoffe in mmol (eq)/l in Form von Balkendiagrammen dargestellt. Die Grundwässer im Buntsandstein, repräsentiert durch die den Messstellen Vollmarshausen und Bracht Nord entnommenen Wasserproben, sind schwach mineralisiert und geohydrochemisch charakterisiert durch den sog. Calciumhydrogenkarbonat-Typ. Die Ionen Natrium und Chlorid weisen auf Steinsalz im Untergrund hin. Der Nitrat-Gehalt als Hinweis auf mögliche anthropogene Einflüsse ist unbedeutend. Die in den Quellen Calden und Großentaft zutage tretenden Grundwässer zirkulieren im Muschelkalk. Wegen der teilweisen Verkarstung fließen die Grundwässer relativ schnell im Untergrund, so dass der Lösungsinhalt wegen der vergleichsweise kurzen Kontaktzeiten zwischen Wasser und Gestein mit insgesamt 16  - 18 mmol(eq)/l nicht sehr hoch ist. Obwohl in Karstgebieten die Verschmutzungsgefahr für das Grundwasser i. allg. größer ist als im Falle von Kluft- und vor allem Porengrundwasserleitern, ist im Einzugsgebiet der beiden Quellen Nitrat kein problematischer Grundwasserinhaltsstoff. Literatur Diederich, G., Finkenwirth, A., Hölting, B., Kaufmann, E., Rambow, D., Scharpff, H.-J., Stengel-Rutkowski, W. & Wiegand, K. (1991): Hydrogeologisches Kartenwerk Hessen 1:300.000. - Geol. Abh. Hessen, 95: 83 S.; Wiesbaden. Berthold, G. & Toussaint, B. (1999): 2. Grundwasserbericht 1998.- Hydrologie in Hessen, Handbuch Teil III Grundwasser, 35 S.; Wiesbaden.