Grundwassernutzung und Grundwasserschutz

Oberjura-Karstgrundwasserleiter

Die Trinkwassergewinnung erfolgt im Oberjura häufig aus Quellen, daneben werden auch Brunnen genutzt.

Im Seichten Karst werden zahlreiche Quellfassungen mit kleinerer bis mittlerer Schüttung genutzt (z. B. Lippachquelle (LGRB-Archiv-Nr. QU7919/1), Tieringer Steig-Quelle (LGRB-Archiv-Nr. QU7719/36), Tannenfels-Quelle (LGRB-Archiv-Nr. QU7819/9), Scheibenbühlquelle (LGRB-Archiv-Nr. QU7819/8)).

Im Tiefen Karst lassen sich grundsätzlich drei Nutzungsarten unterscheiden (Schloz, 1993):

• Fassung von Karstquellen (z. B. QU Großschmiedebrunnen, Hausen i. T. (LGRB-Archiv-Nr. QU7919/23), QF Hausen i. T., Neidingen (LGRB-Archiv-Nr. QU7920/14), QF Neidinger Mühle (LGRB-Archiv-Nr. QU7920/2, 3 und 5)),
• Förderung von Karstgrundwasser aus Tiefbrunnen (z. B. Brunnen I und II Beuron (Biselli-Quelle), (LGRB-Archiv-Nr. BO7919/209 und 210)),
• Gewinnung von indirektem Karstgrundwasser aus Brunnen in den Kiesen der quartären Talfüllungen (z. B. Brunnen im Aitrachtal, TB III/71 ZV WV Unteres Aitrachtal (LGRB-Archiv-Nr. BO8117/100) bzw. TB IV/74 ZV WV Unteres Aitrachtal (LGRB-Archiv-Nr. BO8117/23)).

Tertiär und Quartär

Im Südwesten der Hegaualb werden zahlreiche Quellaustritte aus den Molassesedimenten zur lokalen Trinkwasserversorgung genutzt.

Ebenfalls von wasserwirtschaftlicher Bedeutung sind die Grundwasservorkommen in den quartären Talfüllungen von Donau, Aitrach, Bära und Lippach, die teilweise durch Übertritte von Karstgrundwasser gespeist werden. Für die Trinkwasserversorgung genutzt werden z. B. die Brunnen von Fridingen.

Wasserschutzgebiete – Datensatz der LUBW (Schutzzonen der rechtskräftigen Wasserschutzgebiete über Layer-Symbol darstellbar)

Angesichts des auf großen Flächen geringen natürlichen Schutzpotenzials im Seichten Karst und in der Offenen Zone des Tiefen Karsts sowie oft auch in der Teilweise Überdeckten Zone des Tiefen Karsts sind besondere vorbeugende Schutzmaßnahmen erforderlich. Dies gilt vor allem auch im Hinblick auf die gleichzeitig starke Nutzung des Karst­grundwassers für die Trink­wasser­­gewinnung. Aus diesem Grund wurden zahlreiche, z. T. großflächige Wasserschutzgebiete rechtskräftig ausgewiesen, einige weitere sind fachtechnisch/hydrogeologisch abgegrenzt. Etwas besser geschützt sind die Karst­­grundwasser­vorkommen, wenn der Oberjura-Grundwasserleiter durch geringer durchlässige tertiäre Sedimente überlagert wird.

Im Bereich des Tiefen Karsts sind großflächig zusammenhängende, für mehrere Trinkwassergewinnungsanlagen gemeinsame weitere Schutzzonen (Zonen III) erforderlich (HGK, 2002). Dies ist begründet in

• der teilweisen Unterströmung der Karstquellen (weshalb auch große, nicht genutzte Quellen in die Schutzgebiete einbezogen werden müssen),
• der zeitlich und örtlich wechselnden In- und Exfiltration zwischen dem Karstgrundwasser und den größeren Vorflutern,
• den ausgedehnten Trockentalsystemen mit episodisch oberirdischen Abflüssen und Oberflächenwasserversinkungen sowie
• den z. T. nicht hinreichend bekannten oder zeitlich variierenden unterirdischen Abstrom- und Einzugsgebietsgrenzen.

Für die Quellen im Seichten Karst und für Fassungen im Tiefen Karst mit sehr hohen Zuflussgeschwindigkeiten von Karst­grund­wasser­komponenten kann ein vollwertiger, hygienischer Schutz durch eine, auch nach den gültigen Kriterien für Karstgrundwasserleiter (Villinger, 1991) abgegrenzte, Engere Schutzzone (Zone II) meist nicht erreicht werden. Auf eine Aufbereitung des Rohwassers kann in diesen Fällen nicht verzichtet werden. In einigen Gebieten, in denen Karst­grund­wasser durch Tiefbrunnen erschlossen ist, bestehen jedoch trotz hoher Ergiebigkeiten relativ niedrige Abstands­geschwindig­keiten, so dass hier Engere Schutzzonen mit der 50-Tage-Linie abgegrenzt werden können.

In den Wasserschutzgebieten dient die Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung (SchALVO) dem Schutz von Rohwässern vor Beeinträchtigungen durch Stoffeinträge aus der Landbewirtschaftung. Je nach Schutzzone gelten für die Landwirtschaft unterschiedliche Einschränkungen der ordnungsgemäßen Landbewirtschaftung zum Beispiel in Form von Verboten zur Ausbringung von Jauche, Gülle, Klärschlamm und Pflanzenschutzmitteln. Für Nitrat und Pflanzenschutzmittel in Problem- und Sanierungsgebieten gelten zusätzliche Einschränkungen.

Problem- und Sanierungsgebiete und Gebiete, in denen die Anordnung von Schutzbestimmungen entsprechend § 5 Absatz 4 SchALVO in Betracht kommt, finden sich in einer Tabelle der LUBW (LUBW-Wasserschutzgebiete und SchALVO, Link s. unten).

Abwassereinleitungen

Im Karstgebiet der Schwäbischen Alb haben Abwassereinleitungen eine besondere wasserwirtschaftliche Bedeutung. An vielen Stellen wird Abwasser – in der Regel nach weitergehender Behandlung – versickert, da keine oberirdischen Gewässer zur Ableitung vorhanden sind. Stehen oberirdische Gewässer für eine Einleitung zur Verfügung, führen sie teilweise nicht ganzjährig Wasser. Dadurch kommt es zeitweise zu linienhaften Versickerungen. Die oberirdischen Gewässer im Bereich der europäischen Wasserscheide haben zudem oft eine geringe Niedrigwasserführung, so dass ungünstige Verhältnisse zwischen Wasserabfluss und Abwassereinleitungen auftreten können.

Festgesteinsabbau

Die Kalksteine der Oberjura-Massenkalk-Formation (joMK) und der Untere-Felsenkalke-Formation (joFU) bilden einerseits den bedeutendsten Grundwasserleiter. Andererseits werden die hochreinen Kalksteine der Oberjura-Massenkalk-Formation als Rohstoffe im Trockenabbau gewonnen und u. a. in der Glas-, Putz- und Papierindustrie der chemischen Industrie sowie in der Düngemittel-, Futter- und Nahrungsmittelindustrie verwendet. In der Hydrogeologischen Region Westalb, Hegaualb und Klettgaualb liegt das einzige derartige Rohstoffvorkommen am östlichen Gebietsrand südwestlich von Fridingen an der Donau.

Beim Abbau werden die eventuell vorhandenen schützenden Deckschichten entfernt und die Mächtigkeit der ungesättigten Zone insgesamt verringert. Allerdings ist das Schutzpotenzial der Grundwasserüberdeckung in den geklüfteten bzw. verkarsteten Oberjura-Kalksteinen generell sehr gering bis gering.

Landwirtschaftliche Nutzung

Die quartären Talniederungen und die Hochfläche der Region Westalb, Hegaualb und Klettgaualb werden zum Teil intensiv landwirtschaftlich genutzt. Durch den damit einhergehenden flächenhaften Eintrag von Düngemitteln wies das Grundwasser im Jahr 2020 allenfalls bereichsweise leicht erhöhte Nitratgehalte auf (Grund­wasser­daten­bank Wasserversorgung 2020, Link s. unten).

Geothermie

Baden-Württemberg setzt im Interesse des Klimaschutzes und vor dem Hintergrund der Energiewende verstärkt auf die Nutzung geothermischer Energie (Erdwärme).

Oberflächennahe Geothermie

Erdwärmesonden stellen für Privatgebäude, Industriebauten und öffentliche Bauwerke die häufigste Nutzungsform dar. Das Informationssystem Oberflächennahe Geothermie (ISONG) des Regierungspräsidiums Freiburg, Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (RPF/LGRB) gibt flächenhaft und standortbezogen Informationen zur Errichtung von Erdwärmesondenanlagen bis maximal 400 m Tiefe (RPF/LGRB–ISONG, Link s. unten).

ISONG: Erdwärmesonden – Wasser- und Heilquellenschutzgebiete

Für den hoch durchlässigen oberjurassischen Karst- und Kluftaquifer der Region Westalb, Hegaualb und Klettgaualb ist ein besonderes Augenmerk auf bohr- oder ausbautechnische Schwierigkeiten und/oder Baugrundschäden wegen möglicher Karsthohlräume und/oder größerer Spalten im Untergrund zu richten. So ist es erforderlich, Bohrungen bei deutlichem Spülungsverlust (mehr als 2 l/s) sowie beim Anbohren von Hohlräumen größer 2 m Tiefe abzubrechen. In diesen Fällen besteht die Gefahr, dass das Bohrloch nicht mehr wirksam abgedichtet oder durch einen unzureichenden Gebirgsanschluss die Effizienz der Erdwärmesonde herabgesetzt werden kann. Liegt die Verkarstung weniger als 50 m unter der Geländeoberfläche, sind bohrbedingte Verbrüche mit Setzungen an der Erdoberfläche nicht auszuschließen.

Außerdem können Spülungsverluste beim Abteufen einer Erdwärmesondenbohrung die Grundwasserbeschaffenheit beeinträchtigen (Trübungen, mikrobiologische Verunreinigungen). Diese Verunreinigungen können im Aquifer sehr schnell über weite Strecken transportiert werden.

Die aufgeführten Risiken und Schwierigkeiten sind bei Einhaltung der Auflagenempfehlungen, Beachtung der „Leitlinien Qualitätssicherung Erdwärmesonden“ des Umweltministeriums Baden-Württemberg (UMBW–Leitlinien Qualitätssicherung Erdwärmesonden, Link s. unten) und bei Ausführung der Bohrarbeiten nach dem Stand der Technik grundsätzlich beherrschbar. Weitere wasserwirtschaftliche Einschränkungen beim Bau von Erdwärmesondenanlagen (RPF-LGRB–ISONG, Link s. unten) können sich bei der Lage des Vorhabens in einem Wasserschutzgebiet ergeben.

Hinweise zum Bau von Erdwärmesonden, zu rechtlichen Grundlagen und zu Antragsunterlagen sind im „Leitfaden zur Nutzung von Erdwärme mit Erdwärmesonden“ des Umweltministeriums Baden-Württemberg sowie in den „Leitlinien Qualitätssicherung Erdwärmesonden“ des UM Baden-Württemberg (UMBW–Leitlinien Qualitätssicherung Erdwärmesonden, Link s. unten) zu finden.

Erdwärmekollektoren sind eine weitere Nutzungsform der oberflächennahen Geothermie. In der Region Westalb, Hegaualb und Klettgaualb ist bei ihrem Bau insbesondere zu berücksichtigen, dass der Untergrund im Verbreitungsgebiet der oberjurassischen Karbonate vielfach bis in eine Tiefe von ein bis zwei Meter nicht oder nur sehr schwer grabbar ist. Dies kann zu Einschränkungen beim Bau bzw. der Effizienz der Erdwärmekollektorenanlage führen.

ISONG: Erdwärmekollektoren – Grabbarkeit

Hinweise zum Bau von Erdwärmekollektoren, zu rechtlichen Grundlagen und zu Antragsunterlagen sind im „Leitfaden zur Nutzung von Erdwärme mit Erdwärmekollektoren“, des Umweltministeriums Baden-Württemberg (UMBW–Leitfaden Erdwärmekollektoren, Link s. unten) zu finden.

Bei Grundwasserwärmepumpen dient das Grundwasser als Wärmeträger. Hinweise zum Bau von Grundwasserwärmepumpen, zu rechtlichen Grundlagen und zu Antragsunterlagen sowie die zugehörige Arbeitshilfe sind auf der Internetseite des Umwelt­ministeriums Baden-Württemberg zu finden (UMBW–Leitfaden Grundwasserwärmepumpen, UMBW–Grund­wasser­wärme­pumpen-Arbeitshilfe, Links s. unten). Dort wird außerdem ein Berechnungsprogramm für Grund­wasser­wärme­pumpen bereitgestellt.

Der Bau von Grundwasserwärmepumpen ist in der Hydrogeologischen Region Westalb, Hegaualb und Klettgaualb im Verbreitungsgebiet der Porengrundwasserleiter grundsätzlich möglich. Im Karstgebiet sind Grundwasserwärmepumpen wegen des großen Grundwasserflurabstandes, des fraglichen Grund­wasser­anschlusses von Bohrungen und möglicher bohrtechnischer Risiken zur Gewinnung oberflächennaher Geothermie problematisch bzw. ungeeignet. Generell sind wasserwirtschaftliche Einschränkungen zu berücksichtigen.