Einfluss der Landwirtschaft auf das Grundwasser. Dr. Beate Schwerdtfeger Güstrow,

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1 Einfluss der Landwirtschaft auf das Grundwasser Dr. Beate Schwerdtfeger

2 Überblick 1. Grundlagen Aufbau des Untergrundes in M-V Bewegung des Grundwassers 2. Mengenmäßige Belastung des Grundwassers Entnahmen für Beregnung 3. Stoffliche Belastung des Grundwassers Nitrat-Abbau im Grundwasser

3 Grundlagen Verbreitung der Eiszeiten Ostsee Nordsee Rostock Hamburg Bremen Berlin Hannover Leipzig Köln

4 Grundlagen Geschiebemergel große Bandbreite der physikalischen Eigenschaften

5 Grundlagen Schematischer Aufbau des Untergrundes Pommerscher Max-Vorstoß Brandenburg/Frankfurter Vorstoß Pommerscher Haupt-Vorstoß w 2 u n - w 2 o FP w 1 n - w 2 u w 2 o n - w 3 w 3 n Mecklenburger Vorstoß PO w 3 w 2 o w 2 u w 1 Jungmoränen Eem Warthe s 2 n - w 1 Warnow Vorstoß w 0 s 2 Drenthe s 1 n - s 2 s 1 Holstein Elster e n - s 1 e Altmoränen t m i M A t m i t m i M O R i n n e Tertiär Quartär

6 Grundlagen Aufbau des Untergrundes Quelle: Geologische Karte 1: LUNG Geschiebelehm und mergel der Grundmoräne Endmoränen Sand in o. unter Grundmoräne Sand u. Kiessand (glazifluviatil) Geschiebelehm der älteren Grundmoräne Sand des Urstromtales Feinsand, schluffig in Becken Sand u. Kiessand der Sander Dünensand Jungmoränen Altmoränen und Sander

7 Grundlagen Geologischer Schnitt nördlich Crivitz Geologischer Profilschnitt 9641 W Geschiebelehm E Höhe (m NN) 50 Hy Crv 20/71 25 Godern Hy Crv 5/70 Geschiebemergel Sand Kölpin Hy Crv 9/70 Buerbeck Hy Crv 12/ Kies Schluff Ton -75 Kreide Grundwasserstauer Grundwasserleiter Grundwasserstauer Geschiebelehm Geschiebemergel Sand Kies Schluff Ton Kreide

8 Grundlagen Geologischer Schnitt Friedland Friedland Lübbersdorf Wittenborn Hy Wbo 2/ Hy FdlN T 1/954 FdlN 112/964 T FdlN 4/964 Hy FdlN 8/970 Hy Hy FdlN FdlN 5/975 6/970 Hy Luef FdlN 1/982 3E3/965 Hy FdlN 3/965 Hy FdlN 4/975 Hy FdlN 1/977 Hy Hy Luef Hy FdlN Luef 3/988 2/977 2/988 Hy FdlN 4/ Hy FdlN 3/ Geschiebelehm Geschiebemergel Sand Kies Schluff Ton Kreide Grundwasserstauer Grundwasserleiter Grundwasserstauer Geschiebelehm Geschiebemergel Sand Kies Schluff Ton Kreide

9 Grundlagen Grundwasserfließwege und Fließzeiten Grundwasserneubildung Tage-Monate Abfluss Grundwasserneubildung Abfluss Jahre Jahrzehnte- Jahrhunderte Jahrhunderte-Jahrtausende

10 Grundlagen Kontakt zu Gewässern Gewässer speist ein Grundwasser speist ein Wasserspiegel

11 Grundlagen Kontakt zu Gewässern Bereiche in MV, in denen ein direkter Kontakt zwischen Grundwasser und Fließgewässer möglich ist Flurabstand <2m Quelle: Ermittlung grundwasserbeeinflusster oberirdischer Gewässer (LUNG 2010)

12 Einfluss der Landwirtschaft auf das Grundwasser 2. Mengenmäßige Belastung des Grundwassers Einfluss auf die Grundwasserneubildung Einfluss durch Beregnung Karte der Grundwasserressourcen

13 Mengenmäßige Belastung Grundwasserneubildung und Drainage Oberflächenabfluss und schneller (direkter) Zwischenabfluss durch Drainagen langsamer Zwischenabfluss Grundwasserneubildung Grundwasserneubildung Grundwasserleiter

14 Mengenmäßige Belastung Verringerung der Neubildung durch Entwässerung Wahrscheinliche landwirtschaftliche Flächen, die entwässert werden Quelle: Ermittlung von Art und Intensität künstlicher Entwässerung von landwirtschaftlichen Nutzflächen in M-V (LUNG 2010)

15 Mengenmäßige Belastung Grundwasserstände

16 Einfluss der Landwirtschaft auf das Grundwasser 2. Mengenmäßige Belastung des Grundwassers Einfluss auf die Grundwasserneubildung Einfluss durch Beregnung Karte der Grundwasserressourcen

17 Mengenmäßige Belastung Einzugsgebiete der Brunnen Brunnen beanspruchen eine Fläche, die weit über die Fläche des Bauwerkes selbst hinausgeht das Einzugsgebiet

18 Mengenmäßige Belastung Absenkungsbereiche der Brunnen Der Absenkungsbereich eines Brunnens ist in der Regel nicht identisch mit dem Einzugsgebiet, sondern sehr viel größer a) 0,50 1 km b) Untere Kulmination Förderbrunnen Einzugsgebiet Linien gleicher Grundwasserabsenkung [m] Grundwasserhöhengleichen [m zu NN] Absenkungsbereich Konflikte durch konkurrierende Nutzungen

19 Einfluss der Landwirtschaft auf das Grundwasser 2. Mengenmäßige Belastung des Grundwassers Einfluss auf die Grundwasserneubildung Einfluss durch Beregnung Karte der Grundwasserressourcen

20 Karte der Grundwasserressourcen Einzugsgebiete der Brunnen öffentliche Trinkwasserversorgung - aus tiefen Grundwasserleitern private Grundwasserentnahme - aus tiefen Grundwasserleitern kein Brunnen Grundwasserleiter Versalzung oberhalb -25 m NN Nutzung unerwünscht chemische Einschränkungen hydraulische Einschränkungen chemische und hydraulische Einschränkungen gute Gewinnbarkeit und Qualität

21 Karte der Grundwasserressourcen Nicht nutzbare Bereiche öffentliche Trinkwasserversorgung - aus tiefen Grundwasserleitern private Grundwasserentnahme - aus tiefen Grundwasserleitern kein Grundwasserleiter vorhanden Versalzung oberhalb -25 m NN nicht Nutzung nutzbares unzulässig Dargebot chemische Einschränkungen hydraulische Einschränkungen See chemische und hydraulische Einschränkungen gute Gewinnbarkeit und Qualität

22 Karte der Grundwasserressourcen Natürliche Versalzung Tiefenlage der geogenen Versalzung Quelle: Auszüge aus der Hydrogeologischen Karte der DDR 1: (HK50): Versalzung LUNG

23 Karte der Grundwasserressourcen Nicht nutzbare Bereiche Was bedeutet nicht nutzbar? Grundwasserflurabstände 2 m (Verdunstung übersteigt Niederschlag Zehrgebiet) Feuchtgebiete = grundwasserabhängige Landökosysteme Grundwasserstände unter NN (Schöpfwerksflächen) Salzwasseraufstieg Küstenstreifen flach (300 m Breite) Salzwasserintrusion steil (100 m Breite) Störung des hydraulischen Regimes

24 Karte der Grundwasserressourcen Nutzbares Dargebot in m³/d öffentliche Trinkwasserversorgung - aus tiefen Grundwasserleitern private Grundwasserentnahme - aus tiefen Grundwasserleitern kein Grundwasserleiter Versalzung oberhalb -25 m NN Nutzung unerwünscht chemische Einschränkungen hydraulische Einschränkungen See chemische und hydraulische Einschränkungen gute Gewinnbarkeit und Qualität 910 Dargebot in m³/d

25 Karte der Grundwasserressourcen Nutzbares Dargebot mit hydraulischen Einschränkungen Was sind hydraulische Einschränkungen? Stauchzonen Lokale Fehlstellen im Grundwasserleiter Geringe Mächtigkeit der Grundwasserleiter schlechte Ergiebigkeit der Grundwasserleiter 100 m³/h Brunnen für Beregnung in weiten Landesteilen nicht realisierbar

26 Karte der Grundwasserressourcen Landesweite Bilanz Gesamtgrundwasserdargebot in Mecklenburg-Vorpommern: 7.71 Mio m³/d WRRL Abzug nicht nutzbares Grundwasserdargebot 1,84 24% 3,74 49% 0,70 9% genutztes Grundwasserdargebot Potenziell nutzbares Grundwasserdargebot 1,42 18% 0,32 4% 0,57 7% 0,15 2% 0,38 5% voraussichtlich gut gewinnbar und in guter chemischer Qualität mit hydraulischen Einschränkungen mit chemischen Einschränkungen mit hydraulischen und chemischen Einschränkungen

27 Karte der Grundwasserressourcen Die Karte im Internet Kartenportal Umwelt MV

28 Einfluss der Landwirtschaft auf das Grundwasser 3. Stoffliche Belastung des Grundwassers Ausbreitung von stofflichen Belastungen Nitrat-Abbau im Grundwasser

29 Stoffliche Belastungen Eintragspfade Grundwasserneubildung Tage-Monate Abfluss Grundwasserneubildung Abfluss Jahre Jahrzehnte- Jahrhunderte Jahrhunderte-Jahrtausende

30 Stoffliche Belastungen Ausbreitungswege und Monitoring Schadstoffeintrag in der Hochlage Schadstoffeintrag in der Niederung Messstelle Messstelle Gewässer

31 Stoffliche Belastungen Nitrat in flachen Grundwasserleitern (Westteil von M-V) Landesmessstellen Grebbin OP Möderitz Parchim Altenlinden Schwellenwert Nitrat

32 Stoffliche Belastungen Nitrat in tieferen Grundwasserleitern Landesmessstellen Klein Niendorf OP Greven OP Hof Kreien OP

33 Stoffliche Belastungen Nitrat-Abbau im Grundwasser Autotrophe Denitrifikation = Nitrat-Umwandlung unter Mitwirkung von natürlichen feinverteilten Gesteinsbestandteilen wie Pyrit. Pyrit (FeS 2 ) ist ein Eisensulfid, das auch als Schwefelkies oder Katzengold bekannt ist Reaktion im Grundwasser: Abbildung aus Wikipedia FeS NO H + 7 N SO Fe H 2 O (KÖLLE 1983)

34 Stoffliche Belastungen Auswirkungen auf das Trinkwasser Trinkwasserbrunnen

35 Stoffliche Belastungen Entwicklung der Sulfatgehalte Sulfat - Medianwerte bis

36 Einfluss der Landwirtschaft auf das Grundwasser Zusammenfassung: Grundlagen Untergrund: eiszeitliche Ablagerungen mit selten homogenem Schichtaufbau, häufig gestaucht Grundwasser bewegt sich von den Höhenlagen zu den lokalen Vorflutern hin Fließzeiten können zwischen Tagen/Monaten bis zu Jahrtausenden andauern Mengenmäßige Belastung des Grundwassers durch die Landwirtschaft Verringerung der Neubildung durch Drainagen Beregnung führt zu Nutzungskonflikten mit der öffentlichen Trinkwasserversorgung Stoffliche Belastung des Grundwassers durch die Landwirtschaft Flache Grundwasserleiter: aufgrund meist kurzer Fließwege Eintrag ins Gewässer Tiefere Grundwasserleiter: Nitrat-Abbau unter Bildung von Sulfat

37 Vielen Dank