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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Mittlere Temperatur von Grund- und Quellenwasser

Herkunft der Messwerte


In der Grundwasserdatenbank im HLUG liegen Daten der Grundwassertemperatur von über 4000 Brunnen und Messstellen vor, die jährlich oder in längeren Zeitabständen und zu unterschiedlichen Jahreszeiten gemessen werden. An 48 Quellen des Landesgrundwasserdienstes wird die Temperatur regelmäßig -meistens einmal pro Woche- gemessen.

An den für die öffentliche Wasserversorgung genutzten Quellen und Brunnen werden Rohwasseruntersuchungen (RUV) vorgenommen. Bei der Entnahme von Grundwasserproben im Förderbetrieb wird die Wassertemperatur gemessen.

Grundwassermessstellen des Landesgrundwasserdienstes, der Wasserversorgungsunternehmen und solche zur Überwachung von Deponien und diversen Eingriffen in die Umwelt werden vor der Entnahme von Wasserproben abgepumpt, bis das Grundwasser eine gleichbleibende Leitfähigkeit und Temperatur aufweist.

Qualität der Messwerte

Der Jahresgang der Temperatur nahe der Grundwasseroberfläche folgt dem Verlauf der Lufttemperatur und zeigt in Abhängigkeit von der Geländehöhe größere Schwankungen (Abb. 2 und 3). In größeren Tiefen dagegen bleibt die Wassertemperatur langfristig nahezu unverändert. Um möglichst realistische Temperaturen darzustellen, werden auf den nachfolgenden Karten die Mittelwerte aller Messwerte im Zeitraum von 1998 bis 2008 verwendet. Die originalen Daten sind über diese Anwendung verfügbar: Link zum Fachinformationssystem Grund- und Trinkwasserschutz Hessen


Abb. 2 und 3: Temperaturschwankung in Quellen mit oberflächennahen Einzugsgebieten und in verschiedenen Höhenlagen

Repräsentanz der Messwerte


Die bei den Probenahmen gemessenen Grundwassertemperaturen sind repräsentativ für das nähere Einzugsgebiet des zuströmenden Grundwassers. In Quellen tritt überwiegend oberflächennahes Grundwasser aus, das aus dem höher gelegenen Einzugsgebiet stammt. Seltener gibt es Quellen, die von aufsteigendem Tiefenwasser gespeist werden, z.B. Arteser und Thermalquellen.

Das aus Brunnen und Messstellen gepumpte Grundwasser stammt in der Regel aus dem Bereich, den die Filterstrecke des Brunnens erschließt. Tiefbrunnen können mehrere Wasserhorizonte erschließen, so dass die Temperatur des geförderten Grundwassers eine Mischtemperatur des zuströmenden Wassers aufweist. Weiter ist zu berücksichtigen, dass das Wasser unter Umständen nicht gleichmäßig über die Brunnenfilter zuströmt.

Ergebnis


In den Kartendarstellungen wird bestätigt, dass die Temperatur des oberflächennahen Grundwassers mit der höhenabhängigen Umgebungstemperatur an der Luft korreliert. Der Temperaturbereich der Mittelwerte reicht von 7 bis 14 °C. Die mittlere Temperatur des Grundwassers der meisten Brunnen bleibt bis in Tiefen von 10 bis 150 m im Temperaturbereich 10 bis 12 °C. Höhere Temperaturen um 13 °C gibt es in der Wetterau, südlich von Kassel,im nordöstlichen Main-Taunusvorland und in der Rheinebene, und zwar in allen Tiefenbereich von 10 bis 150 m. Diese Auswertung bietet keine eindeutigen Anhaltspunkte für die Tiefe des Einflusses der Oberflächentemperatur auf das Grundwasser. Temperaturprofile zeigen, dass diese bis ca. 20 m von den Jahrezeiten beeinflusst ist und dann ausgehend von einer mitttleren Oberflächentemperatur mit zunehmender Tiefe langsam ansteigt.

Erhöhte Temperaturen lassen auf aufsteigende Grundwasserbewegung schließen. Diese transportiert die Erdwärme nach oben, besser als die Wärmeleitfähigkeit des Gesteins.

 

Karten

In den folgenden Karten wird die mittlere Grundwassertemperatur von Quellen und unterschiedlich tiefen Brunnen dargestellt.

Mittlere Grundwassertemperatur von Quellen und Brunnen bis 10 m Tiefe

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Die mittlere Grundwassertemperatur der Quellen und Brunnen bis 10 m Tiefe spiegelt die mittlere Umgebungstemperatur an der Luft wieer, die wiederum abhängig von der Geländehöhe ist. Die warmen Regionen Rheingau und Hessisches Ried sowie die Kälteregionen in den Höhenlagen von Vogelsberg, Rhön, Taunus, Upland und Westerwald treten deutlich hervor. Der Temperaturbereich zwischen 9 und 12 °C ist am weitesten verbreitet. In der Rhein- und Mainebene dominieren Werte von 11 bis 13 °C.

Mittlere Grundwassertemperatur von 10 bis 50 m tiefen Brunnen

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In den Karten zur mittleren Grundwassertemperatur von Brunnen mit einer Tiefe von 10 bis 50 m und von 50 bis 100 m liegen sehr ähnliche Temperaturverhältnisse vor. Die meisten Brunnen weisen eine Endtiefe von 50 bis 100 m unter Geländeoberkante auf.

Mittlere Grundwassertemperatur von 50 bis 100 m tiefen Brunnen

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Die mittlere Grundwassertemperatur in Tiefen von 10 bis 100 m ist geringer von der Geländehöhe geprägt als die der Quellen und Brunnen bis 10 m Tiefe. In mehreren Brunnen im Taunus und im Gladenbacher Bergland liegen deutlich tiefere Werte von 7 bis 8 °C vor. Im überwiegenden Teil Hessens liegt die mittlere Grundwassertemperatur dagegen im Bereich von 10 bis 12 °C. Werte von 11 bis 13 °C gibt es im vorderen Vogelsberg, in der Wetterau, im Rheingau, in der Main- und Rheinebene und im oberen Kinzigtal.

Mittlere Grundwassertemperatur von 100 bis 150 m tiefen Brunnen

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Die Temperaturverteilung in Tiefen von 100 bis 150 m ist derjenigen unter 100 m Tiefe sehr ähnlich, die Werte liegen zwischen 10 bis 12 °C. Wärmeres Grundwasser bis 14 °C gibt es in der Wetterau, südlich von Kassel und im nordöstlichen Main-Taunusvorland.

Mittlere Grundwassertemperatur von Brunnen tiefer 150 m

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Die Anzahl von Brunnen mit Tiefen über 150 m ist wesentlich kleiner. Die Karte zeigt eine Häufung von Tiefbrunnen in Nordhessen. Es liegen Grundwassertemperaturen von bis zu 400 m tiefen Brunnen vor. Diese erfassen meist nicht den tiefen Bereich allein, so dass eine Mischtemperatur mit Grundwasser aus höheren Grundwasserhorizonten entsteht.

Die mittlere Grundwassertemperatur der Tiefbrunnen liegt oft über 11 °C und kann 17 °C, selten mehr, erreichen. In der Umgebung von Kassel gibt es eine Häufung von Tiefbrunnen mit Werten von 14 °C und mehr. Ein Einfluss der Geländehöhenlagen ist nicht erkennbar; die geothermische Temperatur ist in diesen Tiefen dominierend. Die erhöhten Temperaturen treten nur in einzelnen Brunnen auf und nicht in bestimmten Tiefenhorizonten, was ein Hinweis auf den Aufstieg von Tiefenwässern entlang geologischer Störungszonen ist.


Autor:

Wolf-Peter von Pape, HLUG 2008