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4.8

Grundwasserneubildung

Die Grundwasserneubildung ist tendenziell rückläufig

Grundwasserneubildung und Niederschlag an der Station St. Arnold in Neuenkirchen für den Zeitraum 1966-2020 (Datengrundlage: LANUV).

Datenstand 31.12.2020
Messgröße Mittlere Grundwasserneubildung, mm
Räumliche Abdeckung Lysimeter St. Arnold, Neuenkirchen
Datenquelle Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV)
Fortschreibungsturnus jährlich
DPSIR-Indikator Impact
  • Bezug zum Klimawandel

    Die Grundwasserneubildung und Grundwasserstände sind von einer Vielzahl unterschiedlicher Einflussgrößen abhängig. Ändern sich die klimatischen Rahmenbedingungen und damit Niederschlagsmengen und ihre regionale Verteilung, kann sich die Grundwasserneubildung ändern. Zusätzlich wirken sich steigende Temperaturen auf die Verdunstung aus, was sich ebenfalls in einer verringerten Grundwasserneubildung niederschlagen kann. Insgesamt steigt die Verdunstung (Evapotranspiration) schneller an als die Niederschläge, wodurch tendenziell weniger Wasser für die Grundwasserneubildung übrig bleibt.

  • Definition und Berechnung

    Die Grundwasserneubildung wird als „Zugang von infiltriertem Wasser zum Grundwasser“ (Sickerwasser, DIN 4049-3) definiert. Gemessen wird sie mit Hilfe eines Lysimeters. Hierbei handelt es sich um ein Auffangbehältnis, welches in den Boden eingelassen wird um am Grund das durchgesickerte Niederschlagswasser in einem Messgefäß zu erfassen. Zur genaueren Bilanzierung werden die Parameter Sonnenscheindauer, Globalstrahlung, Lufttemperatur, relative Feuchte, Wind, Oberflächenabfluss und Niederschlag erfasst. Aus diesen zusätzlichen Parametern können Evaporations-, Transpirations-, und Interzeptionsverluste herausgerechnet werden.

    Als Indikator wird die mittlere Grundwasserneubildung im hydrologischen Jahr (1. November – 31. Oktober) verwendet. Die Monate November und Dezember werden jeweils aus dem vorigen Kalenderjahr in die Berechnung mit einbezogen. Dargestellt wird die Grundwasserneubildung in Millimetern (mm) unter Grünland im Vergleich zur Niederschlagssumme an der Station St. Arnold in Neuenkirchen in mm von 1966 – 2020. Das LANUV betreibt seit 1965 an diesem Standort eine Großlysimeteranlage.

    Für alle Zeitreihen erfolgt eine Trendberechnung nach der Methode des Umweltbundesamtes zum Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel, kurz "DAS - Methode" genannt. Die Entwicklung der Trends wird tabellarisch dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung über die Zeitreihe berechnet. Für eine kurze Einführung in die Trendberechnung steht ihnen die Seite zur Methodik im Serviceteil zur Verfügung.

  • Zeitreihe und Trend

    Die mittlere jährliche (hier hydrologische Jahre) Grundwasserneubildung an der Lysimeterstation St. Arnold liegt im Durchschnitt der aktuellen Klimanormalperiode (1991-2020) bei 368 mm, während die mittlere jährliche Niederschlagssumme dort bei 808 mm liegt. Die gesamte Zeitreihe 1966 - 2020 ist noch nicht lang genug, um zwei sich nicht überlappende Klimanormalperioden mit einander zu vergleichen.

    An der Lysimeterstation in St. Arnold lag die jährliche Grundwasserneubildung im Mittel über den Zeitraum 1966 – 2020 im hydrologischem Jahr bei etwa 390 mm.  Die Trendanalyse nach der "DAS - Methode" kommt zu folgendem Ergebnis: Über den Gesamtzeitraum fand eine statistisch signifikante lineare Abnahme der Grundwasserneubildung um 145 mm (Differenz zwischen Beginn und Ende der Trendgeraden) statt. Demgegenüber konnte für die jährlichen Niederschlagssummen kein signifikanter Trend festgestellt werden. Dies deutet darauf hin, dass die abnehmende Grundwasserneubildung zunehmend auf die steigenden Lufttemperaturen und die damit verbundenen höheren Evapotranspirationsraten zurückzuführen ist.

    Besonders auffällig ist das Jahr 2016. Mit 572 mm weist dieses Jahr einen vergleichsweise hohen Wert auf. Dies ist insbesondere auf vergleichsweise hohe Niederschläge im Winter zurückzuführen. 
     

    Zeitreihe in mm
    (1966-2020)
    TrendMittelwertÄnderung
    Mittlere Grundwasserneubildung-f390-145
    Mittlerer Niederschlagkt791-
    Klimanormalperioden
    in mm
    1971-
    1990
    1981-
    2010
    1991-
    2020
    Mittlere Grundwasserneubildung416420368
    Mittlerer Niederschlag769815808
  • Legende Trendsymbole

    Trendbeschreibung

    kssteigender Trend
    kffallender Trend
    kuTrend mit Trendumkehr: zuerst fallend, dann steigend
    knTrend mit Trendumkehr: zuerst steigend, dann fallend
    kqfallender quadratischer Trend
    ktkein Trend

    Trendbewertung

    +s+f+u
    +n+q
    günstige Entwicklung
    -s-f-u
    -n-q
    ungünstige Entwicklung
    kskfku
    knkqkt
    keine Bewertung der Entwicklung möglich oder gleichzeitig günstige und ungünstige Entwicklungsaspekte vorhanden

     

  • Stärken des Indikators

  • Schwächen des Indikators

  • Weiterentwicklung des Indikators

  • Datenquellen / Ergänzungen

Handlungsfeld Wasserwirtschaft und Hochwasserschutz

Jahr 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Grundwasserneubildung 657,6 485,8 596,7 363,8 377,8 362,2 237,6 334,5 331,2 520,7 264,2 312,7 328,5 418,7 407,8 453,5 390,5 461,9 550,4 341,9 427,2 521,6 563,4 363,3 339,2 367,4 442,1 627,9 598,4 614,6 113,8 372,2 487,5 497,5 434,3 397,7 430,6 392,8 353,6 383,9 298,2 402,4 413,8 166,9 388,7 328,9 180,1 249,1 278,7 328,5 572,3 166,2 256,3 190,2 318,9
Niederschlag 1139,8 962,5 1008 677,4 871,9 604,5 656 630,1 753,6 752 551,8 643,3 717,5 740,3 755 873 716 719,3 942,5 615,9 796,2 887,6 863,8 629,9 777,7 696 794,1 988,8 999,1 886,5 577,7 728,5 1009,6 780 970,4 791,6 958,4 764,3 870,4 795,2 699 964,3 786,3 639,8 914,4 675,6 758,8 689,3 822 839,9 970,3 673,1 669,3 756,1 763,2