Zur Ermittlung der Fließ- und Verweilzeiten im Grundwasser
Auf landwirtschaftlich intensiv genutzten Flächen werden seit Jahrzehnten Stickstoffdünger zur Ertragssteigerung ausgebracht, die in vielen Regionen zu einer hohen Nitratbelastung des Grundwassers geführt haben. So finden sich in einigen Regionen im oberflächennahen Grundwasser teils flächendeckend hohe Nitratkonzentrationen von deutlich über 50 mg/l.
Zu hohe Nitrateinträge sind die Hauptursache, dass die Nitratkonzentrationen im Grundwasser den Grenzwert von 50 mg/l überschreiten, so dass der gute chemische Zustand gemäß EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL, 2000) und der EU-Grundwasserrichtlinie (EU-GWRL, 2006) nicht erreicht wird. Entsprechend den Anforderungen der EU-WRRL (2000) und EU-GWRL (2006) wurden für die betreffenden Grundwasserkörper Maßnahmenprogramme zur Minderung der StickstoffEinträge ins Grundwasser entwickelt und umgesetzt. Trotzdem wurde der gute chemische Zustand des Grundwassers im Bezugsjahr 2015 für 267 von insgesamt 990 GWK aufgrund der Nitratbelastung verfehlt.
Eine Ursache für einen – trotz zielführender und effizient umgesetzter Grundwasserschutzmaßnahmen – ausbleibenden Rückgang der Nitratkonzentrationen in den Messstellen der Überwachungsmessnetze können lange Verweil- und Fließzeiten sein. Lange Verweilzeiten des Sickerwassers in der ungesättigten Zone und lange Fließzeiten des Grundwassers im Aquifer können dazu führen, dass sich Änderungen in der Eintragssituation erst mit einer deutlichen zeitlichen Verzögerung an der Messstelle bemerkbar machen.
Trotz der großen Bedeutung der Verweil- und Fließzeitenermittlung für die Erstellung von Zielerreichungsprognosen gemäß EU-WRRL (2000) fehlte es bislang an einer in sich konsistenten Methodik / Vorgehensweise für die verschiedenen Anwendungsfelder des behördlichen Vollzugs.
In einem von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) im Rahmen des Länderfinanzierungsprogramms Wasser-Boden-Abfall geförderten Vorhabens wurde eine Arbeitshilfe zur Ermittlung von Fließ- und Verweilzeiten erarbeitet. Entscheidend für die Eignung eines Verfahrens ist dessen allgemeine Anwendbarkeit, so dass die Kenngrößen zu den Verweil- und Fließzeiten mit vergleichsweise geringem Aufwand abgeleitet werden können. Vor diesem Hintergrund lag der Schwerpunkt des Projektes auf der Etablierung leicht anwendbarer, pragmatischer Verfahren, für die hinsichtlich der Eingangsdaten durchweg auf verfügbare Daten auf Landesebene bzw. behelfsweise auf robuste Annahmen und Abschätzungen zurückgegriffen werden kann.