Karten dieser Art, die u. a. auch im "Hydrologischen Kartenwerk Hessisches Ried und Untermaingebiet" veröffentlicht worden sind (Hessische Landesanstalt für Umwelt 1985), können lediglich für die mächtigen Porengrundwasserleiter im Großraum Frankfurt erarbeitet werden, da in anderen Gebietsteilen Hessens das Messnetz relativ weitmaschig ist und somit die Datengrundlage als nicht ausreichend erachtet wird.

Unter Grundwasserneubildung wird der Zugang von im Untergrund versickerndem Wasser zum Grundwasser verstanden. In der Regel wird der Grundwasservorrat hauptsächlich aus dem nicht verdunstenden und dem nicht an der Erdoberfläche abfließenden Teil des Niederschlags ergänzt, lokal oder regional können jedoch auch versickernde oberirdische Gewässer eine Rolle spielen.

In der Karte ist die Höhe der aus dem Niederschlag stammenden Grundwasserneubildung beispielhaft für die Feuchtperiode April 1977 – März 1983 (oben) und die Trockenperiode April 1989 – März 1993 (unten) dargestellt. Unberücksichtigt sind die aus der Versickerung von oberirdischen Gewässern in den Untergrund resultierende Komponente der Grundwasserneubildung und der Zustrom von Grundwasser aus Nachbargebieten in das Hessische Ried. Die Repräsentanz der ausgewählten Zeiträume ist anhand hydrologischer Daten überprüft worden, die in Abb. 1 dokumentierten Ganglinien sind ein Beispiel für die Vorgehensweise.

Abb. 1: Niederschlags- und Sickerwasserhöhen am Lysimeter Eschollbrücken sowie Grundwasserstände an der Messstelle 544103 Bobstadt (oben) und Wasserstände des Rheins am Pegel Worms (unten).

Die Karte lässt erkennen, dass sowohl in Nassjahren als auch in Trockenperioden die Größenordnung der niederschlagsbürtigen Grundwasserneubildung eine deutliche Abhängigkeit von der Ausbildung der sog. Deckschichten auf dem Grundwasserleiter, von der Landnutzung (insbesondere Ackerland, Wald, Siedlungen) und von der nach Osten zunehmenden Höhe des Niederschlags aufweist. Da die langjährig mittlere Höhe des Niederschlags im Hessischen Ried und im Untermaingebiet mit ca. 650 mm/Jahr ohnehin relativ gering ist, vielfach Hochflutlehme des Rheins, die er vor seiner Regulation und Eindeichung sedimentiert hat, den sandig-kiesigen Grundwasserleiter überdecken und der Untergrund häufig durch Siedlungsflächen oder sonstige Überbauung mehr oder weniger versiegelt ist, weist selbst in niederschlagsreichen Jahren die mittlere Grundwasserneubildung nur eine Höhe von rd. 165 mm/Jahr auf, was einer Spende von rd. 5,3 l/s•km² entspricht. Lediglich 37 % der Gesamtfläche von 1013 km² weisen eine Grundwasserneubildung von mehr als 200 mm/Jahr auf. Da in Trockenjahren der Bodenwasservorrat durch die Vegetation aufgebraucht wird und offene Wasserflächen (Kiesgruben) einer sehr hohen Verdunstung unterliegen, beträgt in diesem Fall die mittlere Höhe der Grundwasserneubildung lediglich ca. 60 mm/Jahr (rd. 2 l/s•km²); demgegenüber wurde die langjährig mittlere Höhe der Grundwasserneubildung mit rd. 125 mm/Jahr (etwa 4 l/s•km²) berechnet.

Grundwasserspiegeldifferenzen können entweder durch Verschneiden multitemporaler Grundwasserstände bzw. Grundwasserhöhengleichen, die sich auf dasselbe Grundwasserstockwerk beziehen, oder durch Verschneiden zeitgleicher Grundwasserstände bzw. Grundwasserhöhengleichen, die sich auf unterschiedliche Grundwasserstockwerke eines bestimmten Gebietes beziehen, ermittelt werden. Da i. allg. die Anzahl der Messstellen, die in einem tieferen Grundwasserstockwerk verfiltert sind, relativ klein ist und außerdem die zeitliche Entwicklung der Grundwassersituation im oberflächennahen Stockwerk in der Regel von größerem Interesse ist, wird überwiegend die erste Variante bevorzugt, so auch für den Betrachtungsraum Hessisches Ried.

Die Karte enthält zwei Teilkarten, nämlich die Karten der Grundwasserspiegeldifferenzen Oktober 1993/April 1988 (oben) und Oktober 1996/Oktober 1993 (unten). Diese Zeitpunkte wurden ausgewählt, um das sehr gegenläufige Verhalten der Grundwasserstände im Zeitraum 1988 - 1996 darzustellen und zu erläutern.

In den Kartendarstellungen spiegelt sich ein Ende 1987 beginnender und sich weitgehend nur auf das Jahr 1988 beschränkender Grundwasserhochstand wider, der generell auf reichliche Niederschläge und entsprechende Grundwasserneubildung zurückgeht und speziell in der Nähe oberirdischer Gewässer auch etwas zu tun hat mit den resultierenden hohen Wasserständen (Abb. 1). Im Nahbereich des Rheins wird das Grundwasser bei Hochständen dieses Fließgewässers hoch- bzw. zurückgestaut, im Falle seiner das Hessische Ried querenden Nebengewässer spielt eher eine verstärkte Infiltration in den Untergrund eine Rolle. Die zahlreichen, insbesondere in den 30er Jahren angelegten ehemaligen Entwässerungsgräben kappen jedoch den Grundwasseranstieg. Im übrigen können Hochstände des Oberrheins im Betrachtungsgebiet völlig unabhängig sein von den Gebietsniederschlägen, da sein Abflussregime stark alpin beeinflusst ist. Anschließend folgt bis 1993 eine Periode niederschlagsarmer Jahre und dementsprechend auch ein Zeitraum relativ geringer Grundwasserneubildung. Die anschließenden Jahre entsprechen im Hinblick auf Niederschläge und Grundwasserneubildung insgesamt mittleren Verhältnissen, die Grundwasserstände steigen wieder an, so dass im Oktober 1996 in etwa wieder der langjährige Durchschnittswert erreicht worden ist.

Der Grundwasserspiegelgang wird im Zeitraum 1988 - 1996 in manchen Bereichen des Hessischen Rieds zusätzlich noch beeinflusst durch wasserwirtschaftliche Maßnahmen. Zu nennen sind insbesondere die künstliche Grundwasseranreicherung mittels aufbereitetem Rheinwasser, und zwar seit 1989 im Bereich des Wasserwerkes Eschollbrücken, seit 1993/94 im Bereich der Wasserwerke Allmendfeld, Pfungstadt und Gernsheim sowie seit 1996 im Bereich des Wasserwerkes Jägersburger Wald, und eine deutliche Verringerung der Grundwasserentnahmen seit 1991.

Die Teilkarte der Differenz der Grundwasserstände Oktober 1993 – April 1988 zeigt den Schwankungsbereich der Grundwasseroberfläche zwischen extrem hohen und niedrigen Verhältnissen. In Rheinnähe ist ein besonders hoher Unterschied feststellbar, da der Rhein im Frühjahr 1988 ein sehr lange anhaltendes Hochwasser führte und sich das Grundwasser bis zu 5 Kilometer weit ins Land zurückstaute. Ein Absenkungsbetrag zwischen 1 bis 2 Meter ist als natürlicher Schwankungsbereich anzusehen. Geringere Differenzen im Bereich der Brunnen Hof Schönau, Merck Darmstadt und Eschollbrücken sind auf Entnahmereduzierungen zurückzuführen; westlich der letztgenannten Brunnen ist die Aufspiegelung durch zusätzliche Infiltration von aufbereitetem Rheinwasser bedingt.

In der Teilkarte herrscht die Farbskala dunkelgelb bis violett, also ein relatives Absinken des Grundwasserspiegels bis zu 3 m, vor. Unmittelbar am Rhein sind die Differenzbeträge aus den dargelegten Gründen noch größer. Die gelb angelegten Flächen lassen die Bereiche erkennen, wo entgegen dem allgemeinen Trend durch Drosselung der Trinkwasserförderung der Grundwasserspiegel bis zu 1 m bzw. durch die Infiltration von aufbereitetem Rheinwasser zum Zwecke der künstlichen Grundwasseranreicherung im Bereich Eschollbrücken bis zu 2 m angestiegen ist.

Der vertikale Abstand des Grundwasserspiegels im obersten Grundwasserleiter von der Geländeoberfläche wird als Flurabstand des Grundwassers bezeichnet. In der Praxis wird der Flurabstand des Grundwassers in einem bestimmten Gebiet dadurch ermittelt, dass man die für die Topographie eines Geländes relevanten Höhenlinien mit den Grundwasser-Höhengleichen verschneidet, die Differenz ist der Grundwasser-Flurabstand. Außerdem werden die auf NN+m bezogenen Grundwasserstände in den einzelnen Messstellen in Relation gebracht mit der in der sogenannten Stammakte dokumentierten Höhe der Geländeoberfläche am Messstellenstandort, die im Zusammenhang mit der Einrichtung der Messstelle geodätisch vermessen wurde. Schließlich werden bei der Kartenerstellung auch amtliche Höhenfestpunkte berücksichtigt.

Das Ergebnis sind die in einem 25 m x 25 m-Raster abgebildeten Karten des Grundwasserflurabstandes im April 2001 (hoher Grundwasserstand) und im Oktober 1993 (tiefer Grundwasserstand), in der sich auch das Relief des Hessischen Rieds und die Paläohydrographie sehr gut widerspiegeln.

In weiten Bereichen des Hessischen Rieds herrschen Grundwasserflurabstände zwischen 3 und 7 m vor. Durch kleine Flurabstände sind vor allem die rheinnahen Gebiete gekennzeichnet, insbesondere die ehemaligen Mäander des Rheins, Beispiel Kühkopf-Bereich. Eine vergleichbare Aussage lässt sich auch für die ehemalige Aue des Alt-Neckars insbesondere bei Heppenheim, Hähnlein und Büttelborn machen und für Bereiche des Schwarzbach-Systems. In den genannten Gebieten hat die Vegetation - zumindest zeitweilig - Anschluss an das Grundwasser, andererseits sind Siedlungsgebiete vor allem in niederschlagsreichen Jahren, wenn das Grundwasser noch höher steht, durch Vernässung bedroht. Dagegen können vor dem westlichen Rand des Odenwaldes insbesondere in der Umgebung von Darmstadt sowie im Untermaingebiet im Raum Kelsterbach - Neu-Isenburg - Langen - Walldorf-Mörfelden die Grundwasserflurabstände mehr als 30 m erreichen. Auch vor Beginn der Trinkwasserförderung in Großwasserwerken in den 60er Jahren gab es hier vergleichbare Größenordnungen, die Vegetation war daher schon immer grundwasserfern und damit auf das Niederschlagswasser angewiesen.

Die Teilkarte der Flurabstände April 2001 (obere Karte) wird dominiert durch blaue Farben, d. h. hochstehendes Grundwasser vor allem im westlichen Hessischen Ried, im Bereich der ehemaligen Neckaraue und im Schwarzbach-System östlich Groß-Gerau. Infolge des niederschlagreichen Winters 2000/2001 stieg das Grundwasser besonders hoch an und erreichte frühere Hochwassermarken der Jahre 1983 und 1988. Der Höhepunkt wurde im Zeitraum Ende März bis Mitte April erreicht. Die Stichtagsmessung für diese Karte war der 2. April; die Datengrundlage sind 2080 Messpunkte von Grundwasserständen. In den Tieflagen in Rheinnähe und in Geländemulden entstanden offene Wasserflächen, an denen die Paläohydrographie anschaulich wird. Es sind die ehemaligen Auen des Alt-Neckars und die Mäander des Rheins. Im nördlichen Bereich, dem Schwarzbachgebiet, waren großflächige Waldgebiete überflutet. Es traten bei diesen Flurabständen Vernässungen und Schäden in Kellern und Bauwerken auf und Planungsversäumnisse der Bauherren wurden deutlich. Damit zukünftig weitere Fehler vermieden werden, ist mit dieser Karte für weite Teile des Hessischen Rieds eine Hochwassersituation dokumentiert, die als Bemessungsgrundlage für Planungen empfohlen werden kann.

In der Teilkarte der Flurabstände Oktober 1993 (untere Karte) spiegelt sich das flächenhafte Absinken der Grundwasserstände im Hessischen Ried überwiegend aus klimatischen Gründen wider. Dementsprechend treten im Vergleich zu 2001 die gelben Farben in den Vordergrund, die Flurabstände um 5 bis 7,5 m symbolisieren. Demgegenüber haben sich die Bereiche mit höheren Flurabständen praktisch nicht verändert.

Hessische Landesanstalt für Umwelt (1985): Hydrologisches Kartenwerk Hessisches Ried und Untermaingebiet; Wiesbaden.

Regierungspräsidium Darmstadt (1999): Grundwasserbewirtschaftungsplan Hessisches Ried.- Feststellung im StAnz. 21/1999 S. 1659; Wiesbaden.