Hochwassersituation im Grundwasser 2010/2011 Schriftenreihe, Heft 28/2012 8 9 10 11 Meter12 unter Gelände Messwerte 13 langjährige Mittelwerte 14 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Auswertung der Hochwassersituation im Grundwasser 2010/2011 Sybille Wendel, Hannaleena Pöhler, Jörg Scherzer Schriftenreihe des LfULG, Heft 28/2012 | 2 Inhaltsverzeichnis 1 Aufgabenstellung ........................................................................................................................................................10 2 Datengrundlage ...........................................................................................................................................................10 2.1 Übersicht .......................................................................................................................................................................10 2.2 Plausibilitätsprüfung.......................................................................................................................................................10 2.3 Niederschlagskorrektur und -interpolation .....................................................................................................................11 3 Untersuchungsgebiet..................................................................................................................................................15 3.1 Allgemeine Charakterisierung........................................................................................................................................15 3.2 Grundwassermessnetz ..................................................................................................................................................17 4 Methoden......................................................................................................................................................................19 4.1 Bewertung der Grundwasserstandsentwicklung............................................................................................................19 4.1.1 Bezugspegel .............................................................................................................................................................. 19 4.1.2 Pardé-Koeffizient ....................................................................................................................................................... 19 4.1.3 Abflusskoeffizient....................................................................................................................................................... 20 4.1.4 Berechnung der Grundwasserneubildung (GWN*) .................................................................................................... 20 4.2 Statistische Auswertung der Zeitreihen .........................................................................................................................22 4.2.1 Test auf Normalverteilung.......................................................................................................................................... 22 4.2.2 Test auf Stationarität.................................................................................................................................................. 22 4.2.3 Trendermittlung.......................................................................................................................................................... 22 4.2.4 Bruchpunktanalyse .................................................................................................................................................... 22 4.2.5 Regressionsanalyse Grundwasserstandsentwicklung und Niederschlagsintensität .................................................. 24 4.2.6 Einfluss externer Faktoren: Visuelle Analyse und ANOVA ........................................................................................ 24 4.2.6.1 Visuelle Analyse......................................................................................................................................................... 24 4.2.6.2 analysis of variance - ANOVA.................................................................................................................................... 25 4.3 Grundwasserbeschaffenheit ..........................................................................................................................................25 5 Ergebnisse ...................................................................................................................................................................26 5.1 Meteorologische und hydrologische Situation 2010/11 und August/September 2010 ...................................................26 5.1.1 Meteorologische Situation.......................................................................................................................................... 26 5.1.1.1 Überblick.................................................................................................................................................................... 26 5.1.1.2 August/September 2010 ............................................................................................................................................ 28 5.1.2 Hydrologische Situation der Oberflächengewässer ................................................................................................... 29 5.1.2.1 Überblick.................................................................................................................................................................... 29 5.1.2.2 Situation vor August 2010.......................................................................................................................................... 30 5.1.2.3 Hochwassereignisse 6.8.-8.8.2010, 16./17.8.2010, 27.9.2010 .................................................................................. 30 5.1.2.4 Situation nach September 2010................................................................................................................................. 31 5.1.3 Hydrologische Situation im Grundwasser .................................................................................................................. 31 5.2 Bewertung der Grundwasserstandsentwicklung............................................................................................................33 5.2.1 Berechnung der Grundwasserneubildung* ................................................................................................................ 33 5.2.2 Bewertung.................................................................................................................................................................. 34 5.3 Statistische Auswertung der Zeitreihen .........................................................................................................................38 5.3.1 Vorbereitende Datenanalyse ..................................................................................................................................... 38 5.3.2 Trendanalyse ............................................................................................................................................................. 38 5.3.3 Bruchpunktanalyse .................................................................................................................................................... 40 5.3.4 Zusammenfassende Betrachtung der Gebiete mit anthropogen überprägter Grundwasserdynamik......................... 45 5.3.5 Regressionsanalyse Grundwasserstände/Niederschlagsintensität............................................................................ 46 5.4 Zusammenhänge zwischen oberirdischen Hochwässern und Grundhochwasser .........................................................47 5.5 Einflüsse auf die Grundwasserstandsentwicklung.........................................................................................................53 5.5.1 Visuelle Analyse......................................................................................................................................................... 53 5.5.2 ANOVA: natürlicher Einfluss ...................................................................................................................................... 58 5.5.3 ANOVA: anthropogener Einfluss................................................................................................................................ 67 Schriftenreihe des LfULG, Heft 28/2012 | 3 5.6 Prüfung des Einflusses des Grundhochwassers auf die Grundwasserbeschaffenheit .................................................68 6 Diskussion und Ausblick ............................................................................................................................................71 7 Zusammenfassung......................................................................................................................................................72 8 Literatur ........................................................................................................................................................................73 9 Anhang .........................................................................................................................................................................76 9.1 Datengrundlage .............................................................................................................................................................76