Grundwasser Im Vogelsberg

Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie

Grundwasser im Vogelsberg

Bernd Leßmann, Hans-Jürgen Scharpff, Angelika Wedel, Klaus Wiegand

HESSISCHES MINISTERIUM FÜR UMWELT, LANDWIRTSCHAFT UND FORSTEN Inhalt Vorwort Die Böden sind – trotz rasanter wissenschaftlich-tec

Die Grundwasserentnahmen im Vogelsberg, neben Vorwort 3 dem Hessischen Ried die tragende Säule der öffentlichen 1. Geographischer und geologischer Überblick 4 Wasserversorgung im Ballungsraum Rhein-Main, waren 2. Klima 6 vor wenigen Jahren noch heftig in der Diskussion. Die vielfach emotionalen Auseinandersetzungen zwischen 3. Grundwasserstockwerke 7 der Bevölkerung sowie den Interessenverbänden im Vo- 3.1. Grundwasser 7 gelsberg und den überregionalen Versorgungsunterneh- men wurden noch auf unzureichenden fachlichen Grund- 3.2. Grundwasserstockwerksabfolge 7 lagen geführt, bzw. wurden überhaupt erst dadurch aus- 3.3. Hydrogeologische Zonen 8 gelöst. Mit umfangreichen Untersuchungen, Dokumentatio- 4. Hydrogeologische Kartierung 10 nen und Handlungsanleitungen, wie dem „Übergreifen- 4.1. Grundwasseraustritte 10 den Gutachten zur Wassergewinnung im Vogelsberg“, 4.1.1. Oberwaldzone 10 dem „Bericht zur Hydrogeologie des Vogelsberges“ und dem „Leitfaden zur umweltverträglichen Wassergewin- 4.1.2. Zone der Schwebenden Grundwasserstockwerke 11 nung im Vogelsberg“ konnte der Kenntnisstand über die 4.1.3. Zone der Durchgehenden Grundwassersättigung 11 Grundwasserverhältnisse, u.a. die Besonderheiten im vulkanischen Vogelsberg, deutlich verbessert werden. Damit 4.2. Abflußverhalten von Fließgewässern 14 wurde eine wesentliche Versachlichung, insbesondere in 4.3. Abflußspenden und Abflußabgaben 15 laufenden Wasserrechtsverfahren herbeigeführt. 5. Grundwasserstockwerke und Grundwasserentnahme 18 Die Broschüre fasst die wesentlichen fachlichen In- halte der nun vorliegenden wissenschaftlichen Grundla- 5.1. Grundwasserstockwerksbau 18 genarbeiten in kurzer und allgemein verständlicher Form 5.2. Grundwasserentnahme 20 zusammen. Sie soll bei noch ausstehenden wasserrechtlichen Entscheidungen den am Verfahren Beteiligten die 6. Wassergewinnung 25 Beurteilung und Entscheidungsfindung erleichtern. 7. Umweltverträgliche Grundwasserförderung 28 Impressum 32

Wilhelm Dietzel Staatsminister Hessisches Ministerium für Landwirtschaft, Forsten und Naturschutz

2 3 1. Geographischer und geologischer Überblick ten Tropen. Fossile Roterden zeichnen durch ihre ober- Lagen werden vorwiegend forstwirtschaftlich genutzt. flächige Verkrustung alte Landoberflächen nach. Im heu- Großflächig mittelgründige Braunerden auf den Plateaus Der Vogelsberg ist mit ca. 2300 km2 eines der größten Charakteristisch für den Vogelsberg ist ein radial- tigen Klima werden sie allerdings sehr schnell abgetragen. dienen hauptsächlich der Landwirtschaft. zusammenhängend aufgeschlossenen Vulkangebiete des strahliges Flußsystem. Die Bäche und Flüsse haben sich Der Vogelsberg ist forst- und landwirtschaftlich ge- Außerdem gibt es z. B. im mittleren Niddatal oberhalb europäischen Festlands. im Süden und Südwesten besonders tief eingeschnitten. prägt. In den Hochlagen des Oberwaldes und auf hochge- von Eichelsdorf und im Bereich des Hochwasserrückhal- Er liegt in der Mitte Hessens (Abb. 1) im Hessischen So ist eine Aufgliederung in Riedel (Höhenzüge) und Täler legenen Hängen gibt es Lockerbraunerden. An exponier- tebeckens Ulfa reliktisch Niedermoore. Zwischen Geisel- Bruchschollen-Tafelland, das durch tektonische Störun- entstanden. Das Gefälle vom Oberwald zum Vogelsber- ten Steillagen des vulkanischen Vogelsberges, wo die Ero- stein und Taufstein im Oberwald hat sich über einer was- gen, Gräben und Horste gekennzeichnet ist. grand ist in den Tälern von Nidda und Nidder am größten. sion eine tiefgründige Bodenentwicklung verhindert, ha- serstauenden Schicht ein Hochmoor gebildet, das 1974 Seine naturräumliche Gliederung umfaßt den Ober- Während des Tertiärs, dem geologischen Zeitabschnitt ben sich flachgründige Böden (Ranker) entwickelt. Diese zum Naturschutzgebiet erklärt wurde. wald, ein überwiegend bewaldetes Gebiet oberhalb von zwischen 65 und 2,5 Mio. Jahren vor heute, wurden über eine Zeitdauer von ca. 15 Millionen Jah-

Ohmsenke Oberhessische 8910ren immer wieder, zeitlich unterbro- Fulda–Haune–

W chen, vulkanische Schmelzen zutage ge- Schwelle Tafelland ese Ebsdorfer r fördert. Die Hauptförderphase lag zwi- Grund Nördliches Vogels- Alsfelder bergvorland Mulde Ottrauer schen 17 und 15 Mio. Jahren vor heute. Es Salzbödetal sind hauptsächlich Basaltvarietäten (z.B. Lahnberge Marburg Bergland el iem Basanite, Alkaliolivinbasalte), die mit D vulkanischen Auswürflingen (Vulkani- Lumda-Plateau Kassel Nördlicher Fulda klastika) unterschiedlicher Körnung, Marburger Lahntalsenke Schlitzer Unterer Großenlüder– Land Krofdorf– Eder hauptsächlich Tuffen, wechsellagern. Königsberger Vorderer Vogelsberg Vogelsberg Lauterbacher 51 erra W Forste Sch Die Ablagerungen bilden einen schichti-

Eschwege Nordwestlicher Graben w

alm gen, linsig verzahnten Aufbau. Unterer

Fuldaer Kämmerzell – Asbacher Fuldatal Die untere Begrenzung der vulkani- Vogelsberg Östlicher Senke schen Abfolge im Zentrum des Vogels- Gießener Lahn Lahntal- Unterer Dill O Bad h berges ist bisher nicht nachgewiesen. Die Ohmtal m Hersfeld Senke Vogelsberg 1996 abgeteufte Forschungsbohrung Ul- Alsfeld Gießener Rheinisches g e richstein im Hohen Vogelsberg (669 m ü. o l Landrücken Wester- s n V Laubacher Hoher Vogelsberg wald - NN) hat mit einer Endteufe von ca. 656 m ö Gießen Hügelland h unter der Geländeoberfläche die Basalt- Westlicher Wetter Fulda Nidda R Hoher basis nicht erreicht. Großen- Nidder g Ober- b lindener Vogelsberg e r Am Rand des Vulkangebietes findet wald Gieseler Hügelland Östlicher Limburg Gießener Becken Hungener Höhen Forst man neben jungen, unverfestigten Abla- Hoher Schiefergebirge gerungen des Quartärs (ein geologischer Vogelsberg

Kinzig Zeitabschnitt, der vor 2,5 Mio. Jahren be- Westlicher 50 Frankfurt a. M. Taunus Münzen- gann und bis heute andauert) vor al- Butzbacher Becken Horloff- Unterer Wiesbaden lem Schichten des Buntsandsteins im Sü- Nord- berger senke Vogelsberg Fliedener Main westliche Rücken Becken den und Osten sowie Muschelkalk im Mörlener Bucht Gersprenz Wetterau Südosten (Abb. 2). Südlicher Darmstadt Wetterau Unterer Vogelsberg In die vulkanischen Ablagerungen Unterer eingeschaltet sind vereinzelt gering- Horloff- Vogelsberg niederung mächtige Braunkohlevorkommen, die R 0 50 km h ein Schlüchterner Odenwald eine üppige Vegetation in warm-feuchtem Klima zur Zeit der Magmenförde- Becken Hoher Taunus rung belegen. Kleinere Lagerstätten von Friedberger Nidda– Wetterau Aue Neckar Ronneburger Brauneisenerz und Bauxit (aluminium- Bergrücken Büdinger hydroxidreiche Verwitterungsprodukte), Sandstein- Südliche Wetterau Wald Abb. 1. Großräumige Lage des Vogelsberges. der längere Trockenzeiten in wechsel- Ronneburger Hügelland Spessart Heidenberger Ronneburger feuchtem Klima zu seiner Entstehung Niddatal Wetterau Büdingen–Meerholzer 600 m ü. NN, den Hohen Vogelsberg, dessen Begrenzung braucht, findet man vorwiegend im westlichen und nord- Hügelland Haupteinheit nahezu der 500 m-Höhenlinie folgt, den Unteren Vogels- westlichen Vogelsberg. Nordwestl. Hochfläche Main–Taunus- Nördlicher berg, der den Hohen Vogelsberg in einem bis zu 20 km Eine Besonderheit, die reliktisch noch im Westerwald, Untereinheit vorland Sandstein- Bergener breiten Ring umschließt und den Vorderen Vogelsberg, Taunus und Pfälzer Wald vorkommt, ihre größte Verbrei- Rücken spessart Teileinheit der die sich nach Nordwesten erstreckenden Basalt- tung aber im Vogelsberg hat, sind fossile lateritische (mit decken umfaßt. Die höchsten Erhebungen sind der Tauf- Eisenoxiden angereicherte) Roterden als Produkt der Ba- 0 10 km stein (774 m ü. NN), der Hoherodskopf (764 m ü. NN) und saltverwitterung im Tertiär. Gegenwärtig entstehen sie als der Sieben Ahorn (753 m ü. NN) (Abb. 2). typische, besonders tiefgründige Waldböden in den feuch- Abb. 2. Naturräumliche Gliederung und geologische Übersicht des Vogelsberges und seiner Umgebung.

4 5 2. Klima

Der Vogelsberg ist klimatisch durch hohe Nieder- Niederschlagsmengen im Mittel in der wasserarmen Wet- ü. NN sind durch niedrige Windgeschwindigkeiten, ho- chene Niederschlagsverteilung zwischen Sommer- schlagsmengen gekennzeichnet, bedingt durch die Stei- terau zum Teil bei lediglich ca. 500 mm/Jahr. he Lufttemperaturen und geringe Niederschlags- und Wintermonaten auf (z.B. Station Bindsachsen, gungsregen, die in unseren Breiten in den Mittelgebirgs- Im Vogelsberg lassen sich drei Niederschlagszonen un- höhen gekennzeichnet. Der Hauptanteil des Nieder- Abb. 3). lagen an Westhängen abregnen. Im Mittel werden im Ho- terscheiden: schlags fällt in den Sommermonaten (z. B. Station Vil- hen Vogelsberg von der Station Ulrichstein Nieder- 1) Im Mittelgebirgsbereich oberhalb 600 m ü. NN fällt der lingen, Abb. 3). Die mittleren Niederschlagsmengen nehmen vom Fuß schlagsmengen von rd. 1200 mm/Jahr gemessen (Abb. 3). Hauptanteil der Niederschlagsmenge im langjährigen 3) In einem Übergangsbereich zwischen 300 und 600 m des Vogelsberges bis zum Oberwald zu. Die Jahre 1976 mit weniger als 700 mm und 1994 mit we- Mittel während der Wintermonate, bildet aber noch ü. NN treten Mischtypen auf. Sie weisen eine ausgegli- niger als 800 mm Jahresniederschlag sind seit 1960 die bis ein sommerliches Nebenmaximum (z.B. Station Ul- jetzt niederschlagsärmsten im Hohen Vogelsberg. richstein, Abb. 3). Im Vergleich zum Vogelsberg liegen die jährlichen 2) Niederungen mit Höhenlagen zwischen 100 und 300 m 3. Grundwasserstockwerke

650 3.1. Grundwasser wasserleitende, grundwassergeringleitende und grund- wassernichtleitende Schichten. Durch feine Haarrisse, die 600 Die Nutzung des Wassers hat in der Geschichte schon kleiner als ca. 4/1000 mm (4µm) groß sind, dringt kein

650 700 früh erstaunliche Höhepunkte erzielt, denkt man nur an Wasser mehr. Schichten mit Kluftweiten in dieser Größe-

650 700 750 die geschickte Ausnutzung der jährlichen Nilhochwässer nordnung sind grundwassernichtleitend bzw. grundwas- in Ägypten (ca. 3500 v. Chr.), den ausgeklügelten Kana- serstauend. Die wasserleitenden Schichten (Grundwas- 135 650 tenbau der Sumerer in Mesopotamien um 3000 v. Chr. serleiter) können vollständig mit Wasser gefüllt, wasser- 115 95 und schließlich die Aquädukte römischer Ingenieure um gesättigt, sein. Sie können aber auch nur bis zu einer be- 75 die Zeitenwende. stimmten Höhe durchgehend wassererfüllte Klufträume 55 Ganz anders verhält es sich mit der Entwicklung der haben. Zwischen wasserleitenden und überlagernden Niederschlag [mm] 35 650

Jan Mär Mai Jul Sep Nov Wissenschaft vom Wasser, seinen Erscheinungsformen Schichten befinden sich dann wasserungesättigte Berei- 650

135 750 und Eigenschaften über und unter der Erdoberfläche. Bis che.

115 Ulrichstein 950 95 850 zum Ende des 15. Jahrhunderts hielten sich Vorstellungen 75

800 von unterirdischen Wasseradern, die den Erdkörper 55 900 1000 3.2. Grundwasserstockwerksabfolge Niederschlag [mm]

700 durchziehen, Quellen und Flüsse speisen. 35 Jan Mär Mai Jul Sep Nov 1200 Mit zunehmendem Verständnis geologischer und me- Zwischen 1994 und 1999 wurden vom Hessischen Villingen 600 teorologischer Vorgänge und mit der Entwicklung neuer Landesamt für Bodenforschung (HLfB) hydrogeologische 550 Meß- und Untersuchungsmethoden entwickelte und be- Geländeuntersuchungen und Datenrecherchen durchge- stätigte sich eine Vorstellung vom Kreislauf des Wassers, führt. Die Kenntnisse über die hydraulischen Zusam- 1100 dessen Bestandteile mittlerweile begrifflich genormt sind. menhänge in der vulkanischen Grundwasserstockwerks- 1000 Die erste [D]eutsche [I]ndustrie [N]orm, die wasserwirt- abfolge zeigen, wo Beeinträchtigungen durch die Grund- 950 schaftliche und hydrologische Begriffe in ihrer Bedeutung wasserförderung aufgrund der hydrogeologischen Gege- zum besseren gegenseitigen Verständnis festlegt, erschien benheiten möglich sind und wo sie ausgeschlossen wer- 1944, eine zweite 1954 und eine dritte 1979. In der DIN den. Die Untersuchungen bilden die hydrogeologische 4049 ist der Begriff Grundwasser definiert als unterirdi- Grundlage für eine ökologische Grundwasserbewirt- Bindsachsen sches Wasser (unterhalb der Bodendecke), das die Hohl- schaftung im Vogelsberg. 800 räume der Erdrinde zusammenhängend ausfüllt und des- Die Schichtenverzeichnisse von über 6000 Bohrungen, sen Bewegung ausschließlich oder nahezu ausschließlich die im Verlauf der letzten 100 Jahre im Vogelsberg nie- von der Schwerkraft bestimmt wird. dergebracht wurden, und geophysikalische Bohrloch- 800 135 Hohlräume in der Erdkruste sind Porenräume in untersuchungen bestätigen eine Wechsellagerung von 700 600 115 95 900 Lockergesteinen wie Sand oder Kies, sowie Klüfte in ver- klüftigen, manchmal auch sehr kompakten Basalten mit 75 festigten, kompakten Gesteinen, wie Sandsteinen oder Ba- Tuffen und anderen geologischen Schichten wie fossilen 55

Niederschlag [mm] salten. Eine besondere Stellung nehmen Karsthohlräume Böden und geringmächtigen Lagerstätten. Mit wenigen 35

Jan Mär Mai Jul Sep Nov in z. B. kalkigen Gesteinen ein. Je nach Art des Gesteins Ausnahmen sind die klüftigen Basalte gute bis sehr gute 800

700 800

900 unterscheidet man Poren-, Kluft- und Karstgrundwasser- Grundwasserleiter mit geringem Rückhaltevermögen, 900 leiter. d.h. das zusickernde Wasser wird in den Klüften nur be- Niederschlags- linien Der Vogelsberg ist ein Kluftgrundwasserleitersystem. dingt zurückgehalten. Die Mächtigkeiten der einzelnen 1000 Niederschlagswasser aus Regen und Schnee, das in Gesteinslagen reichen von wenigen Dezimetern bis zu Basaltverbreitung den klüftigen Schichten versickert, füllt die Hohlräume mehreren Zehnermetern. Tuffe und stark verwitterte Ba- 0 10 km im Gestein mehr oder weniger, je nach dem, wie das Was- saltlagen mit einem hohen Anteil an feinkörnigem, tonig- ser an unterlagernde Schichten weitergegeben wird und lehmigem Material sind Grundwassergeringleiter, verein- Abb. 3. Verteilung der jährlichen Niederschlagsmengen. wie groß die Hohlräume sind. Man unterscheidet grund- zelt auch Grundwassernichtleiter.

6 7 3.3. Hydrogeologische Zonen Versickerndes Wasser trifft auf Gesteinsschichten, die eine Versickerung in unterlagernde Schichten zulassen Aufgrund der Wechsellagerung von grundwasserlei- 2B-Typ-Grundwasserstockwerke, bei denen die Zu- Der Wechsel von unterschiedlich durchlässigen Gesteins- (Grundwasserleiter), die eine Versickerung verzögern tenden mit grundwassergeringleitenden und grundwas- sickerung von Grundwasser aus der Oberwaldzone schichten führt zu einer Grundwasserstockwerksgliede- (Grundwassergeringleiter) oder das Wasser vollständig sernichtleitenden Schichten sowie der geographischen ausgeschlossen ist, rung. stauen (Grundwassernichtleiter). und klimatischen Situation lassen sich im Vogelsberg drei 3) und die Zone der Durchgehenden Grundwasser- hydrogeologische Zonen unterscheiden (Abb. 4): sättigung. 1) die Oberwaldzone, 2) die Zone der Schwebenden Grundwasserstock- werke, die sich weiter unterteilen läßt in 2A-Typ-Grundwasserstockwerke, die z.T. durch Grund- wasser, das im Bereich des Oberwaldes gebildet wird, gespeist werden und

Die Hohlräume einer grundwasserleitenden Schicht sind Befinden sich über der Zone der Durchgehenden Grund- entweder vollständig bis zur überlagernden grundwas- wassersättigung wassergeringleitende Schichten, bilden sergeringleitenden Schicht mit Wasser gefüllt (gespannte sich über diesen in Abhängigkeit von der zusickernden Grundwasseroberfläche) oder nur bis zu einer bestimm- Wassermenge wiederum Grundwasserkörper, sogenann- ten Höhe, die unterhalb der grundwassergeringleitenden te schwebende Grundwasserstockwerke aus. Schicht bleibt (freie Grundwasseroberfläche).

Die hydrogeologische Zone der Durchgehenden Grundwassersättigung ist wie die Zone der Schwebenden Grundwas- serstockwerke in unterschiedlich durchlässige Gesteinsschichten untergliedert. Bohrungen in der tiefsten hydrogeologischen Zone zeigen, daß immer wieder hydraulisch eigenständige Grundwasserstockwerke angetroffen werden.

Abb. 4. Schematischer hydrogeologischer Schnitt durch den Vogelsberg.

8 9 4. Hydrogeologische Kartierung ganglinie nicht bemerkbar, da das Wasser durch Verdun- Wasser führt zu einer kontinuierlichen Wasserzufuhr in stung und den Verbrauch durch die im Oberwald reiche die darunter liegenden schwebenden Grundwasserstock- Die hydrogeologische Geländeaufnahme im Vogels- Die Ergebnisse der einzelnen Arbeitsschritte der hy- Vegetation (zusammengefaßt Evapotranspiration) der At- werke. Dies macht sich im Schüttungsverhalten der Quel- berg umfaßte neben der Auswertung von Bohrungen die drogeologischen Geländeaufnahme zeigen das in den drei mosphäre wieder zugeführt wird. len bemerkbar. Der Schüttungsquotient von 1,3 zeigt das Aufnahme von Grundwasseraustritten, das Durchführen hydrogeologischen Zonen typische hydrologische Ver- Das geringe Rückhaltevermögen der Grundwasserlei- ausgeglichene Verhältnis von niedrigstem zu höchstem von Abflußmessungen in Fließgewässern und die Kartie- halten der Grundwasserstockwerke und die Zusammen- ter und damit verbunden die hohe Quellschüttung der gemessenen Schüttungswert. Diese Grundwasserstock- rung von trockengefallenen Bächen (Trockenfallstrecken, hänge zwischen geologischem Bau, Niederschlag und Grundwasseraustritte in der Oberwaldzone kann dazu werke sind 2A-Typ-Grundwasserstockwerke (Abb. 4). Abb. 6 bis 9). Die Geländearbeiten wurden in nieder- Grundwasserneubildung. führen, daß selbst in Monaten mit gewöhnlich hoher Die Grundwasserstockwerke, die in der horizontalen schlagsarmen Spätsommern durchgeführt. Grundwasserneubildung (Winterhalbjahre) das Wasser in Ausdehnung weiter vom Kern der Vogelsberges entfernt den betreffenden Vorkommen fast völlig aufgebraucht sind, zeigen ein Schüttungsverhalten, das wieder dem der wird. Quellen in der Oberwaldzone ähnelt, also große Schwan- Die Reaktion der Quellschüttung auf die Niederschlä- kungen und starke Niederschlagsabhängigkeit aufweist. ge läßt den Schluß zu, das es sich im Oberwald nicht um Diese Grundwasserstockwerke werden nicht mehr durch 4.1. Grundwasseraustritte ein zusammenhängendes schwebendes Grundwasser- die Zusickerung aus den Grundwasserstockwerken der stockwerk handelt, sondern eher um mehrere kleine, un- Oberwaldzone gespeist. Es sind 2B-Typ-Grundwasserstock- 4.1.1. Die Oberwaldzone abhängige Grundwasserstockwerke. werke (Abb. 4).

Im Bereich der Oberwaldzone gibt es im Vergleich zu Schüttung der Quelle Breungesheim den Hanglagen des Vogelsberges überdurchschnittlich 0510 l/s 4.1.2. Zone der Schwebenden Grundwasser- 4.1.3. Zone der Durchgehenden Grundwasser- viele Grundwasseraustritte, die mit wenigen Ausnahmen stockwerke sättigung ganzjährig schütten. Einer der Gründe hierfür liegt in einer gehemmten Versickerung des Niederschlags durch Die Anzahl der Grundwasseraustritte in den Hangla- Der schwebenden Ausbildung der Grundwasserstock- mächtige vertonte Vulkaniklastika und verwitterte Ba- gen des Vogelsberges, der Zone der Schwebenden Grund- werke, d.h. die Unterlagerung einer wassergeringleiten- saltlagen. Aufgrund der hohen jährlichen Niederschlags- wasserstockwerke, ist deutlich geringer als in der Ober- den Schicht mit einer wasserleitenden, aber nicht was- mengen von rd. 1200 mm/Jahr in diesen Höhenlagen bil- waldzone, in der die Grundwasserstockwerke ebenfalls sergesättigten Schicht, in den höheren Regionen des Vo- den sich über grundwassergeringleitenden Horizonten schwebend ausgebildet sind, aber nur über ein relativ klei- gelsberges folgt zum Fuß des Vogelsberges die Zone der schwebende Grundwasserstockwerke, die zu der Vielzahl nes Einzugsgebiet verfügen. Durchgehenden Grundwassersättigung. von Grundwasseraustritten führen. In der Zone der Schwebenden Grundwasserstockwer- Die Anzahl der Grundwasseraustritte nimmt zum Ein weiterer Grund ist die Bodenvergesellschaftung ke lassen sich zwei Typen von Grundwasserstockwerken Rand des Vogelsberges wieder zu, da die Einzugsgebiete im Oberwald. Die weitflächig auf Hochlagen vorherr- unterscheiden. Schwebende Grundwasserstockwerke im der Quellen größer werden. Quellen mit hohen Schüttun- schenden Lockerbraunerden sind Böden mit stabilem Ge- Bereich des zentralen Teils des Vogelsbergs können über gen und ausgeglichenem Schüttungsverhalten sind ty- füge und geringer Dichte, sodaß diese Böden sehr gut Was- eine Zusickerung aus den Schichten der Oberwaldzone pisch für diese Zone. ser speichern. Die gute Wasserleit- und Speicherfähigkeit verfügen. Die Quellen, die aus diesen Grundwasserstock- der Böden führt dazu, daß die Niederschläge auch als werken gespeist werden, zeigen im Gegensatz zu den Sickerwasser den unterlagernden schwebenden Grund- Quellen der Oberwaldzone ein ausgeglichenes Schüt- wasserstockwerken zufließen und so dazu beitragen, daß tungsverhalten. Charakteristisch für diesen Quelltyp ist die Quellen in der Oberwaldzone selbst in Trockenphasen die Schüttungsganglinie der Heegholzquelle bei Ilbeshau- nur in Ausnahmefällen trockenfallen. sen im östlichen Vogelsberg (Abb. 5). Sie zeigt kaum eine Das Schüttungsverhalten von Quellen, d.h. wie stetig Niederschlagsabhängigkeit und keine großen Schüt- und wieviel Wasser im Jahresmittel fließt, ist eine cha- tungsschwankungen. Das von der Oberwaldzone in die rakteristische Eigenschaft von Quellen. Es wird in Jahres- unterlagernden Gesteinsschichten langsam versickernde ganglinien graphisch aufgezeichnet. Über ihren Schüt- tungsquotienten, das Verhältnis des niedrigsten gemessenen Wertes NQ zum höchsten gemessenen Wert HQ in einem bestimmten Zeitraum, sind sie vergleichbar. Die Hoherodskopfquelle bei Breungeshain (Abb. 5) zeigt eine für die Quellen im Oberwald typische Schüt- tungsganglinie mit steilen jahreszeitlichen Sprüngen. Die hohen Niederschläge im Winter wirken sich direkt auf die Quellschüttung aus. Sie zeigt auch, daß die gut bis sehr 1993 1992 1991 1990 1989 1988 gut geklüfteten basaltischen Gesteine des Oberwaldes ein 0 1 2 l/s geringes Rückhaltevermögen für das zusickernde Wasser besitzen und gute Grundwasserleiter sind. Der Schüt- Schüttung der Quelle Ilbeshausen tungsquotient (NQ=0,1l/s / HQ=9,3l/s) beträgt 0,01. Die teilweise hohen Niederschläge im Sommer (Nebenmaxi- mum des Niederschlags) machen sich in der Schüttungs- Abb. 5. Schüttungsganglinien unterschiedlicher Quelltypen.

10 11 Quellen Naßstellen Schüttung Quelle Quellgruppe Dränauslauf Schüttung punktuell kleinflächig großflächig trocken trocken ohne Abfluß < 0,2 l/s < 0,2 l/s < 0,2 l/s 0,2 – 0,5 l/s > 0,2 l/s 0,2 – 0,5 l/s 0,5 – 1,0 l/s 0,5 – 1,0 l/s

> 1,0 l/s > 1,0 l/s

Gefaßte Quellen Schwinden

Abschwemmassen Ablagerung in Tälern mit unebenem Talboden Ablagerung in Tälern mit unebenem Talboden (Auenlehm)

Füllungen in Altläufen der Kinzig Holozän Hangrutschmassen (abgerutscht u. versteinte Schollen) Quartär Solifluktionsschutt Lößlehm, örtl. Löß

Terrassen (ungegliedert) Pleistozän Verwitterungsbildungen der vulkanischen Gesteine Vulkanische Gesteine Miozän Jungtertiär Tiefgründig zersetzte u. verwitterte Gesteine Tertiär Wellenkalk (evtl. Rutschmassen) Unterer Muschelkalk Bunte Tonsteinschichten; Quarzschichten Röt4 Braunrote Tonsteinschichten Röt 3

Plattensandstein, Basiston Röt 1 + 2 Oberer Solling–Sandstein Solling–Folge

Hardegsener Wechselfolge Hardegsen– Folge Hardegsener Sandstein

Detfurther Wechselfolge Detfurth– Folge Detfurther Sandstein Mittlerer Volpriehausener Wechselfolge Volpriehausen–

Folge Trias Volpriehausener Sandstein ungegliedert Buntsandstein Grenzschichten Tonlagen– Sandstein–Tonstein–Schichten Sandstein Salmünster– Folge Tonstein–Sandstein–Schichten Basis–Sandstein

Tonstein–Sandstein–Schichten Unterer Dickbank– Dickbankige Sandstein–Schichten Sandstein Gelnhausen– Folge Sandstein–Tonstein–Schichten ECK'scher Geröllsandstein

0 1 2 km Abb. 6. Geologische Karte des unteren Brachttales mit Grundwasseraustritten.

12 13 4.2. Abflußverhalten von Fließgewässern Der schichtige Aufbau des Vogelsberges führt bei den des Abflusses im Verlauf des Fließgewässers reichen von Fließgewässern in der Region zu einer im Verlauf des Ge- -2,6 l/s bis 10,2 l/s im Vergleich zum jeweils räumlich vor- Der Abfluß eines Gewässers setzt sich aus dem oberir- wässers wechselnden Wasserführung. Verläuft der Bach angegangenen Meßwert. dischen und dem grundwasserbürtigen Abfluß zusam- durch eine klüftige, nicht wassergesättigte Zone, ver- men. Stellt man sich einen Fluß in einem völlig undurch- sickert das durchfließende Wasser. Der Abfluß nimmt in lässigen Flußbett vor, so würde der gesamte Niederschlag diesem Bereich ab. Ist der Abfluß des durch diese Zone 4.3. Abflußspenden und Abflußabgaben eines heftigen Regens den Abfluß erst erhöhen, danach fließenden Gewässers geringer als die Aufnahmefähigkeit würde der Abfluß abklingen bis der Fluß kein Wasser der Gesteinsschicht, fällt der Bach trocken. Schneidet der Bezieht man die gemessenen Abflüsse auf das oberir- mehr führt. Die meisten Flüsse in unserem Klimabereich Bach grundwassergesättigte Gesteinspartien, wird dage- dische Teileinzugsgebiet des Fließgewässers, erhält man führen aber auch in Trockenzeiten Wasser. Ein Teil des gen Wasser zugeführt. Der Abfluß nimmt zu. Abflußspenden (= Abflußzuwächse pro Einzugsgebiet) 600 Quelle Jahresniederschlages versickert in den Untergrund und In niederschlagsarmen Jahreszeiten wird der Bach und Abflußabgaben (= Abflußverluste pro Einzugsgebiet). bildet Grundwasser, das als Quelle auch in niederschlags- ausschließlich aus zuströmendem Grundwasser gespeist. Das Einzugsgebiet umfaßt das zwischen zwei Meßpunk- armen Phasen wieder zutage tritt. Dieser Abfluß wird als Aus der Zunahme oder Abnahme des Abflusses lassen ten gelegene Gebiet, das das Wasser für den Abfluß aus grundwasserbürtiger Abfluß bezeichnet. sich Kenntnisse über Eigenschaften der im Flußbett an- den Grundwasseraustritten spendet. Der Abfluß wird in geschnittenen Grundwasserkörper gewinnen. l/s pro km2 gemessen.

Höhe [m ü. NN] Als Beispiel für das Abflußverhalten eines Fließge- Die hydrogeologische Dreiteilung des Vogelsberges wässers im Vogelsberg dient hier der obere Abschnitt ei- läßt sich auch in der Abflußspenden- und Abflußabga- nes Baches, der in seinem Verlauf Hundsbach, dann benkarte wiedererkennen (Abb. 8). B 275/276 Horstbach und im unteren Teil schließlich Bracht heißt. Die Oberwaldzone, deren Quellen fast nie trocken- 550 Im September 1994 wurde über eine Gewässerlänge von fallen, ist durch Abflußspenden gekennzeichnet. +0,3 l/s 8 km in engen Abständen von ca. 200 m der Abfluß ge- Trockenfallstrecken, die im gesamten restlichen Vo- messen (Abb. 7). gelsberg immer wieder vorhanden sind, fehlen in der -0,1 l/s Die Quelle des Hundsbaches befindet sich ca. 750 m Oberwaldzone. südwestlich von Herchenhain außerhalb des Oberwaldes. Die Zone der Schwebenden Grundwasserstockwerke -0,3 l/s Hundsbach Die Meßstrecke verläuft ungefähr in Nord-Süd-Richtung wird durch gelbe und orange Farbtöne dominiert, die ein bis zur Ortschaft Kirchbracht. Sie gehört zur Zone der ausgeglichenes Verhältnis zwischen Abflußzuwächsen -0,2 l/s Schwebenden Grundwasserstockwerke. Die Bracht ver- und Abflußverlusten bedeuten. Flüsse, die in der Ober- läuft ab Kirchbracht weiter nach Süden und mündet bei waldzone entspringen, verlieren in der Zone der Schwe- 500 Wächtersbach in die Kinzig. benden Grundwasserstockwerke teilweise erhebliche +0,6 l/s Das Abflußprofil zeigt, daß der Wechsel zwischen was- Mengen an Wasser und fallen zeitweise trocken (Abb. 9). -0,2 l/s sergesättigten und wasserungesättigten Schichten im Vo- Die Zone der Durchgehenden Grundwassersättigung gelsberg kleinräumig ist. Der Abfluß nimmt von der Quel- ist mit Ausnahme von Gebieten im Verlauf der Nidda, der -0,2 l/s le an erst leicht und dann deutlich zu. Die Schwankungen Nidder und der Bracht, die Schwankungen mit erhebli- +0,4 l/s chen Abflußverlusten zu verzeichnen haben (Kap. 5) L 3010 durch z. T. hohe Abflußzuwächse gekennzeichnet. WVK 419 5521-24 WVK 418 450 Horstbach -0,2 l/s 5521-25 -2,6 l/s WVK 417 +1,3 l/s +1,9 l/s 5521-20 Bracht Br. K I Zone der -1,2 l/s -1,8 l/s 5521-31 +1,0 l/s WVK 416 Schwebenden +0,5 l/s 5521-29 -0,2 l/s -1,4 l/s Horstmühle Grundwasserstockwerke WVK 415 Kirchbracht +10,2 l/s 5521-30 400 Br. K IV 5521-23

012 3 4 5 6 7 8 Länge [km]

Abb. 7. Abflußzuwächse und Abflußverluste im Verlauf eines Fließgewässers. 350

14 15 Abflußzunahme Trockenfallstrecken

Abflußabnahme Arbeitsgebiet Basaltverbreitung

Basaltverbreitung Oberwaldzone

0 5 10 km 0 5 10 km

Abb. 8. Abflußverluste und Abflußzuwächse bei Fließgewässern bezogen auf die oberirdischen Einzugsgebiete. Abb. 9. Trockengefallene Fließgewässer im Spätsommer des Jahres 1976.

16 17 stützt. Grundwasserspiegelmessungen, die z.B. ein Jahr Momentaufnahme, die sich auf aktuelle Messungen len. durchteuft werden und sich Mischwasserspiegel einstel- ders dann, wenn mehrere Grundwasserstockwerke mitteln. Nicht immer ist die Zuordnung eindeutig, beson- wassergleichen (= Linien gleicher Grundwasserhöhe) er- Verbindung der zugehörigen Grundwasserspiegel Grund- Grundwasserstockwerk durchteufen, lassen sich aus der stellen ermittelt. Wenn mehrere Bohrungen das gleiche spiegel in Bohrungen, Brunnen und Grundwassermeß- serstockwerke wird durch die Höhe der Grundwasser- 10). der einzelnen Grundwasserstockwerke zu erkennen (Abb. und Feldkrücker Höhe sind die Grundwasseroberflächen Vogelsbergs. Am Beispiel des Niddatals zwischen Rainrod stockwerksbau in den drei hydrogeologischen Zonen des 5. Grundwasserstockwerke und Grundwasserentnahme 5 18 . 1 Die Konstruktion der Grundwassergleichen ist eine Die Höhe der Grundwasseroberfläche Grundwas- Hydrogeologische Schnitte zeigen den Grundwasser- .

G r u n d w a Abb. 10. s A OVAG 112 s 5520-92 e r s t Abb. 11. Hydrogeologischer Schnitt mit Bohrungen und Grundwasserpotentialflächen. o grundwasserleitend grundwassergeringleitend c k w OVAG 114 5520-96 e Grundwasseroberflächen verschiedener Grundwasserkörper dargestellt als Grundwassergleichen. r k s b a u OVAG 45 5520-60 Wasserwerk Rainrod 5520-106 Br. 142 OVAG Ruppertsburg/Ober-Schmitten Grundwasserpotentialfläche gung ein ausgeglichenes Verhalten zeigen. linien in der Zone Durchgehenden Grundwassersätti- wasserneubildung im Winterhalbjahr, während die Gang- serstockwerke eine starke Abhängigkeit von der Grund- serganglinien in der Zone Schwebenden Grundwas- in den Quellschüttungsganglinien zeigen die Grundwas- Veränderungen der hydraulischen Situation zu. Wie auch änderungen des Kurvenverlaufs lassen Rückschlüsse auf die Grundwassermeßstelle aufgeschlossen werden. Ver- rakteristisch für die Grundwasserstockwerke, durch tungsganglinie, dargestellt. Der Verlauf der Kurve ist cha- den in einer Grundwasserganglinie, ähnlich der Schüt- der Grundwasserstände und die zugehörigen Zeiten wer- natürlichen zeitlichen Schwankungen. Die Darstellung Grundwasserstockwerke gibt Abb. 14. wassergleichen und zu der Anordnung dazugehörigen Einen schematischen Überblick zum Verlauf von Grund- schiedener Grundwasserstockwerke für September 1994. wassergleichenplänen führen. Abb. 11 zeigt Niveaus ver- später durchgeführt werden, können zu anderen Grund- Rainrod Der Grundwasserstand in den Meßstellen unterliegt 5520-769 OVAG 31 OVAG 31 5520-33 Grundwasserpotentialfläche 5520-566 Rainrod/Eichelsdorf N 4 Wasserverbandes Meßstellen des Nidda N 9 ▼ potentialfläche Grundwasser- Rainrod talsperre Nidda-

180 Stauseebr. 5520-197 Rainrod Schotten I

OVAG 159 5520-170 250 Grundwasserpotentialfläche 185

190 195 Schotten III Schotten

Hungen/Ober–Schmitten 255

Rainrod/Eichelsdorf 260

5420-2

215 220 210

225

265 270 Grundwasserpotentialfläche 5420-4

Schotten II 240 Walkmühle

5420-5 275

Grundwasserpotentialfläche 2 km 1 0 245 215 Schotten III

Schotten I Götzen

255 250

[m ü. NN] gleiche Grundwasser- wasserpotentialfläche ohneZuordnung zu einer Grund- meßstelle Grundwasser- Grundwassermeßstelle, 255 B Schotten II

zugeordnet Schotten III potentialfläche Grundwasser- hier der B 260 19 5.2. Grundwasserentnahme Talkiese = Grundwasserleiter Entnahme- Grundwasser brunnen Grundwasserentnahmen führen im Entnahmestock- Brunnens treten mehrere Quellen aus einem weiteren, meßstelle (GWM) GWM GWM GWM GWM GWM GWM werk zu einer Absenkung der Grundwasseroberfläche. Es höher gelegenen schwebenden Grundwasserstockwerk Auenlehm Grundwasser- entsteht ein Absenktrichter, dessen Form abhängig von (Quellgebiet „Hundsborn“) in einem Niveau oberhalb 500 stockwerk 1 der entnommenen Wassermenge und von der Beschaf- m ü. NN aus. Basalt (hier grundwasserleitend) * Toniger Zersatz von Basalt und Tuff = Grundwasser- geringleiter fenheit der grundwasserleitenden Schicht ist. Die Absen- Zur Beweissicherung, daß beide Grundwasserstock- kung in Brunnennähe kann mehrere Zehnermeter betra- werke durch einen wasserungesättigten Gebirgsbereich gen. Je größer der Durchmesser des Trichters ist, und je getrennt sind und deshalb nicht in hydraulischer Verbin- Grundwasserstockwerk 2

näher die Grundwasseroberfläche unter der Gelände- dung miteinander stehen, wurde eine 21 m tiefe Grund- Tuff Tuff

oberfläche ist, umso größer ist die Beeinflussungsmög- wassermeßstelle in diesem Grundwasserstockwerk abge- Tuff (hier grundwassergeringleitend) lichkeit z. B. der Vegetation durch die Grundwasserent- teuft. Diese wurde während eines Pumpversuches (Abb.

nahme. 12b) nach Ausbau des Brunnens mit beobachtet. Die

In der Zone der Schwebenden Grundwasserstockwer- Grundwasserganglinien des Brunnens und der Meßstelle ke sind einzelne separate Grundwasserstockwerke ausge- zeigen während des Pumpversuches einen voneinander

bildet, die keinen hydraulischen Kontakt untereinander unabhängigen Verlauf. Die hydraulische Trennung der

Tuff

haben. Wird aus einem dieser Grundwasserstockwerke beiden Grundwasserstockwerke ist damit bewiesen. Aus- Grundwasseroberfläche des * hydraulische Trennschicht zwischen Grundwasserstockwerkes 1 Wasser entnommen, so ist nur dieses Grundwasserstock- wirkungen der künftigen Grundwasserentnahme auf das den Grundwasserstockwerken 1 und 2 werk betroffen. Eine Beeinflussung über- oder unterla- höher gelegene Quellgebiet sind somit auszuschließen. Grundwasserdruckspiegel bzw. Tuff gernder Grundwasserstockwerke ist ausgeschlossen. Grundwasseroberfläche des Abb. 13a. SchematischerGrundwasserstockwerkes hydrogeologischer 2 Schnitt im Bereich des Wasserwerkes Kohden, Fördersituation 1976. Die Stadt Schotten hat im Jahre 1990 eine 140 m tiefe Versuchsbohrung zur Sicherstellung der Wasserversor- hohe Förderung aus Grundwasserstockwerk 2 gung niederbringen lassen, die im Jahre 1997 zu einem Bei tiefer Absenkung der Basalt-Grundwasseroberfläche (Grundwasserstockwerk 2) unter die Unterkante der quartären Talablage- 98,80 m tiefen Brunnen aufgebohrt wurde (Abb. 12a). rungen und unter die Kies-Grundwasseroberfläche (Grundwasserstockwerk 1) sowie weiter Ausdehnung des Entnahmetrichters kann Mit der Bohrung wurde ein schwebendes Grundwas- das im Talkies fließende Grundwasser aufgrund umgekehrter Druckverhältnisse in die Basalt-Folge versickern. Es bildet sich auch im Ein Pumpversuch ist eine aufwendige Untersuchungsmethode, bei Kies-Grundwasserleiter ein Absenktrichter aus, ähnlich dem im Basalt, jedoch flacher. Gelände- und Gebäudesetzungen sowie Biotop- serstockwerk in der Zone der Schwebenden Grundwas- der aus einem oder mehreren Brunnen Grundwasser über eine län- veränderungen sind dadurch möglich. serstockwerke aufgeschlossen, das über einem mächti- gere Zeit gefördert und in separaten Meßstellen der Grundwasser- gen, zwischen 100-140 m Tiefe erbohrten Tuff entwickelt stand beobachtet wird. Je nach Fragestellung gewinnt man aus den Änderungen der Wasserstände in den Brunnen bzw. der Meßstellen ist und in dem der Grundwasserspiegel ca. 36 m unter Informationen über die Eigenschaften der Grundwasserleiter und Gelände bzw. ca. 424 m ü. NN liegt. Rd. 500 m oberhalb des über die Leistungscharakteristika der Brunnen.

Grundwassermeßstelle Wsp. Hundsborn [m u. Gel.] 0 Entnahme- GOK ca. 517 m ü. NN brunnen Basalt Grundwasser meßstelle (GWM) GWM GWM GWM GWM GWM GWM Quellbereich Grundwasser- Auenlehm Hundsborn Rudingshain stockwerk 1 Versuchsbohrung Endteufe 21 m Tuff Hundsborn Talkiese = Grundwasserleiter

Rudingshain 1990 20 * Toniger Zersatz von Basalt und Tuff = Grundwasser- geringleiter GOK ca. 460 m ü. NN wasser- Basalt = Grundwasserleiter ungesättigte Zone Grundwasserstockwerk 2

Tuff 40 Anstieg Basalt (hier grundwasserleitend) Tuff

Grundwasser schwebendes Tuff (hier grundwasser- 10 l/s geringleitend) 12,5 l/s 15 l/s

wassergesättigte Zone = 17,5 l/s schwebendes Tuff

Grundwasserstockwerk 60

Tuff

Grundwasseroberfläche des Grundwasserstockwerkes 1 * hydraulische Trennschicht zwischen

iFöd Gd tkk2 dG d tkk1d2

Tuff = Grundwassergeringleiter Abb. 13b. SchematischerGrundwasserdruckspiegel hydrogeologischer bzw. Schnitt im Bereich des Wasserwerkes Kohden, Fördersituation 1994.

Tuff 15.12.97 20.12.97 25.12.97 05.12.97 10.12.97 21.11.97 25.11.97 30.11.97 Grundwasseroberfläche des Zeit Grundwasserstockwerkes 2

Endteufe 140 m Bei Rücknahme der Wasserförderung mit entsprechender Verringerung der Absenkung der Basalt-Grundwasseroberfläche (Grund- Abb. 12a. Grundwasserstockwerke und Grundwassermeßstellen. Abb. 12b. Ganglinienauswertung des Pumpversuches im Brunnen wasserstockwerk 2) verflacht und verkleinert sich der Absenktrichter sowohl im Basalt als auch im Talkies. Die Beeinflussung des Kies-

Rudingshain Grundwassers (Grundwasserstockwerk 1) und damit mögliche Auswirkungen der Grundwasserentnahme werden erheblich reduziert.

20 21 130 175

155 145 170 Grundwasserpotentiale Grundwasserpotential 140 des Grundwasser- der verschiedenen Grundwasser- Q1 150 165 stockwerkes stockwerke (Höhenangaben beispielhaft) Q1 Q2 1 145 125 160 Q2 Q1 Q2 120 N 135 ü. N 140 m

160

165 3

170 Q2 175 Grundwasser- Hydrogeologische Grundwasser- stockwerke Zonen stockwerksbau Q1

A 1

B Zone der Q2 Q1 C 2 Q2 Schwebenden Grundwasser- Q2 D 3 stockwerke E

F Q2 4 G Zone der 5 Durchgehenden Grundwasser- sättigung

Grundwassergeringleiter

Quellen der Grundwasser- Q1 u. Q2 stockwerke 1 und 2

Abdichtung

Filterstrecken der Grundwassermeßstellen

Bach/Fluß

Abb. 14. Schematisches hydrogeologisches Blockbild eines mehrschichtigen Kluftgrundwasserleitersystems.

22 23 Die Wassergewinnungsanlagen, die Wasser zur über- wasserspiegelstände nicht unterschreitet, wurden weitere 6. Wassergewinnung regionalen Wasserversorgung fördern, beziehen das Schäden vermieden (Abb. 13a u. b). Kontrolliert wird die Grundwasser aus der Zone der Durchgehenden Grund- Entnahme über drei Grundwassermeßstellen im Stadtge- Der Vogelsberg dient aufgrund seiner klimatischen landgemeinden rd. ein Drittel des gesamten Trinkwasser- wassersättigung (Abb. 14). Sie liegen in Gebieten mit po- biet. und geologischen Besonderheit seit über 150 Jahren der verbrauchs im Rhein-Main-Gebiet benötigt. In Frankfurt tentiell hohen Abflußspenden (Quellgebiete). Die über- Der größte Abflußverlust (bis zu -150 l/s) ist auf der Ab- überregionalen Wassergewinnung. Während in den länd- laufen die Fernleitungen aus den beiden ergiebigsten För- wiegend geringe Ausdehnung der Absenktrichter und die flußspendenkarte (Abb. 8) am südöstlichen Rand des Vo- lichen Gebieten Hessens lange Zeit die Einzelwasserver- der- und Reservegebieten in Hessen, dem Hessischen Ried geringen entnahmebedingten Absenkungen der Grund- gelsberges zwischen Neuenschmidten und Hesseldorf zu sorgung aus Haus- und Dorfbrunnen erhalten blieb, deck- und dem Vogelsberg, zusammen (Abb. 17). wasseroberfläche in den Entnahmestockwerken weisen verzeichnen. In diesem Gebiet befinden sich Brunnen des ten die Städte schon sehr früh ihren Wasserbedarf aus Heute gibt es 11 überregionale Wasserwerke im Vo- darauf hin, daß das Grundwasserdargebot nur zu einem Wasserwerks Neuenschmidten, die 1995 im Mittel 45 l/s zentralen Wasserversorgungen. gelsberg, die 1995 zusammen 42 Mio. m3/a Wasser förder- Teil ausgeschöpft wird. Grundwasser förderten. Ein Vergleich mit der mehr als Die älteste noch erhaltene Wassergewinnungsanlage ten (Abb. 16). Weit über 600 Anlagen dienen örtlich der öf- Die erheblichen Abflußabgaben im Verlauf der Nidda dreimal so hohen versickernden Wassermenge zeigt, daß im Vogelsberg stammt aus dem Jahr 1858 und wird heute fentlichen und privaten Wasserversorgung. Die Wasser- (Abb. 8) sind jedoch auf die Grundwasserabsenkung im die Grundwasserentnahme durch das Wasserwerk als Ur- noch in Bad Salzhausen für Trinkkuren betrieben. Die er- gewinnungsanlagen förderten zwischen 1995 und 1997 im Bereich des Wasserwerkes Kohden und der Spezialpa- sache für die Wasserverluste der Bracht nicht der ent- ste Fernwasserleitung wurde 1872 vom Quellgebiet Fisch- Mittel rd. 76 Mio. m3/a Grundwasser. Bei erteilten Was- pierfabrik Oberschmitten zurückzuführen. Es kommt hier scheidende Faktor sein kann. Dafür sind hier eher born nach Frankfurt gebaut. Das Wasserwerk Lauter ver- serrechten von zusammen 120 Mio m3/a entspricht das ei- zu Abflußverlusten von bis zu -80 l/s. Durch die Grund- Nord–Süd verlaufende Störungen mit großer Kluftweite, sorgt seit 1906 Bad Nauheim. Seit 1912 beliefert das Was- ner Auslastungsrate von 63 %. wasserabsenkung infiltriert die Nidda große Mengen Was- die gute Wasserwegsamkeiten aufweisen, verantwortlich. serwerk Inheiden ebenfalls Frankfurt. Seit 1990 sind sowohl die Fördermengen als auch die ser in den Untergrund. Analysen der elektrischen Leit- Damit verbunden sind oft auch unterirdische Auspü- Die zentrale Wasserversorgung in Hessen erreichte wasserrechtlichen Genehmigungen um durchschnittlich fähigkeit des Grundwassers aus den Brunnen belegen, lungen, die kleinere Erdfälle bis zu einer Größe von ca. 1 1920 bereits 54 % aller Gemeinden und ist heute nahezu über 20 % zurückgegangen. daß erhebliche Mengen Niddawasser gefördert werden. m3 verursachen (Abb. 15). Die Erdfälle sind besonders für abgeschlossen. Die zwischen 1960 und 1972 im Hessi- Die Förderleistungen der Brunnen im Vogelsberg sind Im Stadtgebiet Nidda waren Mitte der 70er Jahre Ge- die Landwirtschaft unangenehme Erscheinungen, da sie schen Ried und im Vogelsberg gebauten oder erweiterten allgemein hoch. Extreme Ergiebigkeiten von Brunnen bis bäudeschäden durch Setzungen zu beklagen. Durch eine für Landmaschinen gefährlich sein können. großen Wasserwerke und Fernleitungen bilden die zu 650 l/s sind jedoch Ausnahmen und werden lediglich kontrollierte Grundwasserentnahme, die Mindestgrund- Grundlagen für ein heute weit verzweigtes Netz von Ver- in einem Brunnen des Wasserwerks Inheiden im westli- sorgungsunternehmen im Rhein-Main-Gebiet, die im Jahr chen Vogelsberg erreicht. Grund dafür sind die ca. 200 Mio. Kubikmeter Wasser fördern. Schwerpunkt annähernd NNE–SSW gerichteten geologischen Störun- der Fernwasserversorgung und Mittelpunkt des Verbund- gen des Horloffgrabens, die gute Wasserwegsamkeiten netzes ist die Stadt Frankfurt, die zusammen mit den Um- bieten und daher wie ein Dränsystem wirken.

Abb. 15. Erdfall im Brachttal.

24 25 Vogelsbergkreis

2 1 3 Wetteraukreis 6 5 7 4 9 8 11 14 10 13 12 Hoch-Taunus-Kreis Main-Kinzig-Kreis 15 16 Main-Taunus-Kreis 19 22 Wiesbaden 21 17 Frankfurt a. Main Offenbach Rheingau-Taunus-Kreis 18 20 23 Landkreis Offenbach Mainz 24 Landkreis Groß-Gerau 26 25 27 Darmstadt Landkreis 28 Darmstadt-Dieburg

Worms 29 Odenwaldkreis Landesgrenze Grenze des Regierungs- Landkreis Bergstraße bezirks Darmstadt 31 Kreisgrenze

Wasserversorgungsunternehmen (WVU) 32 mit überörtlicher Funktion Mannheim Wasseraufkommen >10 Mio. m3/a

Wasseraufkommen 5 – 10 Mio. m3/a

Wasseraufkommen <5 Mio. m3/a

Überregionale Wasserwerke mit Fördermengen [m3/Jahr] Abb. 17. Wasserverbund im Rhein-Main-Gebiet. Regionale Wasserwerke Arbeitsgebiet Basaltverbreitung 1 Oberhessische Versorgungsbetriebe AG (OVAG) 17 Wasserbeschaffungsverband Oberer Rheingau Oberwaldzone 2 Hessisches Staatsbad Bad Nauheim 18 Stadtwerke Wiesbaden AG (ESWE) 3 Wasserverband Horlofftal 19 Wasserbeschaffungsverband Hofheim 4 Wasserbeschaffungsverband Unteres Wettertal 20 Wasserversorgungsverband Main–Taunus–West ca. 0,8 Mio. m3/a 5 Wasserbeschaffungsverband Usingen 21 Stadtwerke Frankfurt am Main GmbH (SWF) 05 10 km 6 Wasserbeschaffungsverband Wilhelmsdorf 22 Stadtwerke Hanau GmbH 7 Wasserbeschaffungsverband Tenne 23 Zweckverband Wasserversorgung Stadst und Kreis Offenbach 8 Wasserbeschaffungsverband Weil–Ems–Wiesbach 24 Stadtwerke Mainz AG 9 Wasserverband Kinzig 25 Zweckverband Wasserewerk Gerauer Land 10 Stadtwerke Gelnhausen GmbH 26 Zweckverband Gruppenwasserwerk Dieburg Abb. 16. Wassergewinnungsanlagen. 11 Wasserversorgungsverband Kaichen–Heldenbergen– 27 Südhessische Gas und Wasser AG Burg Grafenrode 28 Riedwerke Kreis Groß-Gerau 12 Kreiswerke Hanau GmbH 29 Wasserbeschaffungsverband Riedgruppe Ost 13 Zweckverband für die Wasserversorgung des Unteren Niddatals 30 Wasserbeschaffungsverband Brombachtal/Bad König 14 Wasserbeschaffungsverband Taunus 31 Stadtwerke Worms 15 Wasserbeschaffungsverband Niedernhausen / Naurod 32 Mannheimer Versorgungs- und Verkehrsgesellschaft mbH (MVV) 16 Wasserbeschaffungsverband Rheingau–Taunus

26 27 7. Umweltverträgliche Grundwasserförderung

Der Vogelsberg verfügt aufgrund seiner klimatischen stimmung einer ökologisch gewinnbaren Wassermenge und geologischen Voraussetzungen über eine Vielzahl dienen. Diese Datenbanken sind für die Entwicklung ei- schützenswerter Feuchtbiotope wie Niedermoore, Feucht- ner einheitlichen Datenbasis unerläßlich. Unter anderem wiesen und naturnahe Auen, deren Existenz an ober- werden Daten wie die Dauer der Grundwasserförderung, flächennahes Grundwasser gebunden ist. die Fördermenge, Ergebnisse von Bohrlochuntersuchun- In den vergangenen Jahrzehnten sind viele dieser gen, Pumpversuchen, Abflußmessungen usw. in einheit- schwer bzw. z.T. nicht wieder regenerierbaren Biotope licher Form erfaßt. sehr stark zurückgegangen (Abb. 18 u. 19). Parallel dazu Die Beurteilung der landschaftsökologischen Emp- ist der Wasserbedarf und -verbrauch bis Mitte der 80er findlichkeit gründet sich auf Beobachtungen in Gebieten, Jahre gestiegen. Zwischen 1960 und 1972 wurden große in denen bereits über längere Zeiträume Grundwasser ge- Wasserwerke und Fernwasserleitungen erweitert oder fördert wird. Biotopspezifische Veränderungen in Abhän- neu gebaut. Ab 1965 kamen die Wasserwerke Kohden, Or- gigkeit ihrer Lage im Entnahmebereich dienen als Grund- bes, Rainrod, Berstädter Markwald, Gedern/Merkenfritz, lage zur Beurteilung der Entwicklung dieses Biotops. Eine Gettenbach und Neuenschmidten zur Verbundversor- Senkung der Fördermenge ist dann notwendig, wenn gung hinzu. Schädigungen des Biotops durch zu niedrige Grundwas- Einerseits sind die hydrogeologischen Bedingungen serstände wahrscheinlich sind. im Vogelsberg so, daß Schwankungen im Bodenwasser- Mit der Ermittlung der wasserwirtschaftlichen Ein- haushalt und Schwankungen in oberflächennahem griffsintensität (Abb. 20), die die Summe der Veränderun- Grundwasser ganz natürliche Ursachen haben, wie wir in gen im Bodenwasserhaushalt zusammenfaßt, und der den vorhergehenden Kapiteln gelesen haben (siehe z. B. landschaftsökologischen Empfindlichkeit kann beurteilt Abb. 9, Trockenfallstrecken). Andererseits gibt es Grund- werden, in welchem Bereich ein ökologisches Risiko wasserabsenkungen im Bereich der Entnahmebrunnen, durch eine Grundwasserentnahme besteht oder erwartet die eine Ausdehnung von mehreren Kilometern Durch- wird (Abb. 21). Weiterhin werden Gebiete ermittelt, wo Re- Abb. 18. Geländesenkung mit anschließender Überflutung. messer haben können. generationsmöglichkeiten eines Biotops vorhanden sind Die zunehmende Konkurrenz zwischen der Grund- und welche Auswirkungen verschiedene Förderhöhen wasserentnahme aus dem Vogelsberg und anderen auf die Grundwasserverhältnisse in den Feuchtgebieten Nutzungsansprüchen, hauptsächlich Ansprüche des Um- haben oder haben können. Mindestgrundwasserstände, weltschutzes, gab Anfang der 90er Jahre Anlaß zu einem die zugehörigen Fördermengen und der maximale Ab- Gutachten, das vom Hessischen Umweltministerium in senkbereich werden wasserrechtlich aufgrund dieser Ri- Auftrag gegeben wurde. Es sollte die Rahmenbedingun- sikoanalysen festgelegt. gen für eine umweltschonende Wassergewinnung im Vo- gelsberg untersuchen. Darauf aufbauend wurde 1995 ein „Leitfaden zur Durchführung der Untersuchungen im Rahmen von Wasserrechtsanträgen“ im Vogelsberg entwickelt. Die Erteilung von neuen Wasserrechten wird zukünftig mit einer Reihe von Maßnahmen verbunden, die der Leitfaden vorsieht und die dem Umweltschutz dienen. Mit dem Leitfaden sind neben der Entwicklung eines Konzeptes zur Verringerung des Wasserbedarfs, Instru- mente geschaffen worden, die es ermöglichen, abzu- schätzen, welche Auswirkungen Grundwasserentnahmen im Bezug auf ihre nächste Umwelt haben. Eine wesentliche Grundlage dafür ist die Kartierung von Feuchtbioto- pen mit ihrer Pflanzen- und Tierwelt. Es muß weiterhin untersucht werden, ob und wie die Biotope im Bereich einer Grundwasserabsenkung räum- liche und zeitliche Veränderungen erfahren. Daraus läßt sich die landschaftsökologische Empfind- lichkeit eines Biotops bestimmen und die Möglichkeit ab- schätzen, wie weit es regenerationsfähig ist. Die Basisdaten der Wasserwerke werden in Daten- banken erfaßt, die als eine der Grundlagen für die Be- Abb. 19. Mit Trockenrissen durchzogenes ehemaliges Niedermoor.

28 29 Zur Ermittlung der durch die Grundwasserentnahme bedingten Eingriffsintensität werden drei Zonen unterschieden (Abb. 20): Hydrogeologische Systembeschreibung

Zone A: Zone gleichbleibender Eingriffsin- Zone B: Zone wechselnder Eingriffsinten- Zone C: Zone ohne Eingriffsintensität. Die Hydrogeologische Basis- tensität. Die Grundwasseroberfläche im Ba- sität. Die Grundwasseroberfläche liegt in Grundwasserentnahme hat hier keinen Ein- berichte der Wasserwerke salt ist in Brunnennähe selbst bei minimaler Höhe des oberflächennahen Grundwasser- fluß mehr auf den Bodenwasserhaushalt. Landschaftsökologische Fördermenge soweit abgesenkt, daß sie deut- leiters, kann sich aber durch Trockenzeiten Bestimmung der Basisberichte der lich unter die Basis des oberflächennahen oder Schwankungen in der Fördermenge hydrogeologischen Wasserwerke Grundwasserleiters (Talkiese) absinkt. ändern. Eingriffsintensität Bestimmung der landschafts- ökologischen Empfindlichkeit

Profil- Profil- Ökologische knick knick A B Risikoanalyse Eingriffsintensität (EI) Eingriffsintensität (EI)

gleich- gleich- Wasserrechtliche Entscheidung keine wechselnd bleibend bleibend wechselnd keine Aufgabe / Rücknahme / Beibehaltung / Erhöhung (Zone C) (Zone B) hoch hoch (Zone B) (Zone C) (Zone A) (Zone A) niedrig hoch hoch niedrig Auflagen

in Tallängsrichtung in Talquerrichtung Hydrogeologisches Landschaftsökologisches Monitoring Monitoring

Brunnen Brunnen Entnahmesteuerung

Talkiese Datendokumentation minimale Förderung Hydrogeologische Landschaftsökologische Basalt Jahresberichte Jahresberichte maximale Förderung Überprüfung Kontrolle Grundwasseroberfläche der Talkiese Grundwasseroberfläche im Basalt

Abb. 20. Auswirkungen durch die Grundwasserförderung. Abb. 21. Arbeitsschritte für eine umweltschonende Grundwassergewinnung.

Die Beeinflussung der Biotope ist von der Lage in einer widerstehen und aus der Fähigkeit, nach einer Störung in Die Wasserversorgungsunternehmen sind verpflich- Vogelsberg, ist unerläßlich, um die Informationen, die für dieser Zonen abhängig und muß dementsprechend abge- den Ausgangszustand zurückzukehren. tet, Datenbanken aufzubauen und zu pflegen. Diese die- eine Berurteilung wasserwirtschaftlicher Eingriffe heran- schätzt werden. Der Zeitraum für eine mögliche Regeneration richtet nen als Werkzeuge zur Erfassung, Dokumentation und gezogen werden, zu vervollständigen. Nur so können an- Das Regenerationspotential ist die Fähigkeit eines Bio- sich nach dem Ausmaß der Zerstörung. Einige Biotope zur Steuerung der umweltverträglichen Wassergewin- hand der erfaßten Daten ökologische Entwicklungen ver- tops, eine Störung – gemessen nach Dauer und Intensität können sich nur nach geringfügiger Störung, wenn über- nung. Ebenso sollen die Wasserversorgungsunternehmen folgt werden, sodaß erfolgte Abschätzungen überprüft – zu ertragen, ohne sich in ein anderes zu verwandeln. Es haupt, und nach langen Erholungszeiten wieder regene- die Landesfachbehörden und die Genehmigungsbehör- und gegebenenfalls berichtigt werden können. setzt sich zusammen aus der Fähigkeit, Veränderungen zu rieren. den informieren und unterstützen. Das Gesamtsystem gewährleistet so eine umweltver- Die Datensammlung, das Wasserinformationssystem trägliche Grundwasserbewirtschaftung des Vogelsberges.

30 31 Impressum

ISBN 3-89274-206-5

Herausgeber: Hessisches Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Forsten Mainzer Straße 80, 65189 Wiesbaden Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Rheingaustraße 186, 65203 Wiesbaden

Bearbeitung: Dr. Bernd Leßmann, Dr. Hans-Jürgen Scharpff, Dr. Angelika Wedel, Dr. Klaus Wiegand

Layout, Kartografie, Satz- und Bildbearbeitung: Hermann Brenner, Michaela Hoffmann, Monika Retzlaff, HLUG

Druck: Druck- und Verlagshaus Chmielorz GmbH, Wiesbaden Gedruckt auf Recycling-Papier

Ausgabe: 1. Auflage, Dezember 2000

Vertrieb: Hessisches Landesamt Hessisches Ministerium für Umwelt, für Umwelt und Geologie Landwirtschaft und Forsten Postfach 3209, 65022 Wiesbaden Mainzer Straße 80, 65189 Wiesbaden Telefon: 0611/7010 34, Telefax: 0611/9 740813 Telefax: 0611/81519 46 e-mail: [email protected] e-mail:[email protected]

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