Entwarnung? Grundwasservorräte in Südwesteuropa insgesamt stabiler als bislang angenommen

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Differenzierte Betrachtung lokaler Gegebenheiten notwendig

Grundwasser ist eine wichtige Ressource, die Pflanzen und Ökosysteme am Leben hält, die landwirtschaftliche Produktion sicherstellt und zentral für die Trinkwasserversorgung ist. Der zunehmende Klimawandel und anthropogene Einflüsse können jedoch die Verfügbarkeit von Grundwasser gefährden, vor allem in Südwesteuropa. Diese Gefährdung hat ein vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) koordiniertes internationales Forschungsteam genauer untersucht und die Daten von mehr als 12.000 Grundwasserbrunnen in Portugal, Spanien, Frankreich und Italien für eine Studie (veröffentlicht am 06.08.2024 auf der UFZ-Webseite) in Communications Earth & Environment (open access) ausgewertet.

Bei normalem Wasserstand schaut nur noch die Kirchturmspitze der Ex-Pfarrkirche St. Roma aus dem Stausee Pantá de Sau, Katalonien, Herbst 2023 – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

Die überraschende Erkenntnis: Der Grundwasserspiegel sinkt nicht wie allgemein angenommen überall, sondern vielmehr vor allem in semi-ariden Regionen mit intensiver Landwirtschaft und häufigen Dürreperioden sowie in gemäßigten Regionen mit großen Städten. Abhilfe schaffen könnten Managementmaßnahmen, die zu einem nachhaltigen Umgang mit Grundwasser führen.

„Die Meinung ist weit verbreitet, dass der Grundwasserspiegel überall in Südwesteuropa kontinuierlich sinkt. Eine genauere Untersuchung der Daten zeigt jedoch, dass die Situation komplexer ist“, sagt UFZ-Hydrologe Dr. Seifeddine Jomaa, korrespondierender Autor der Studie. So ergab die Auswertung der Hydrologen für die Jahre 1960 bis 2020, dass 68 Prozent der untersuchten Brunnen in den vergangenen drei Jahrzehnten stabile Werte aufwiesen. 20 Prozent der Brunnen zeigten steigende Pegelwerte in dem Zeitraum, bei lediglich 12 Prozent sanken sie. „Um Verallgemeinerungen zu vermeiden, bedarf es einer differenzierten und detaillierten Betrachtung der lokalen Grundwassersysteme“, sagt er.

Der genaue Blick auf das Datenmaterial zeigt nun, dass sich Brunnen mit stabilen Grundwasserpegeln vor allem in Regionen mit gemäßigtem Klima und ganzjährig hohen Niederschlägen wie zum Beispiel in Nordfrankreich befinden. „In diesen Regionen halten hohe Neubildungsraten den Grundwasserspiegel nahezu stabil“, sagt Rafael Chávez García Silva, Erstautor und ebenfalls Hydrologe am UFZ. In anderen Regionen wie etwa dem unteren Po-Einzugsgebiet bei Ravenna steigt der Grundwasserspiegel unter anderem infolge einer natürlichen Bodensenkung sogar an, sodass Oberflächenwasser abgeleitet und Grundwasser abgepumpt werden muss, um Überschwemmungen zu verhindern.

Zusammenfassung in Nature Communications Earth and Environment

Der Klimawandel und menschliche Aktivitäten führen zu Wasserknappheit in Südwesteuropa. Es wird angenommen, dass die Grundwassernutzung in der Region nicht nachhaltig ist, aber es fehlen regionale Bewertungen anhand von Messdaten. In dieser Studie werden langfristige Trends und Einflussfaktoren auf den Grundwasserspiegel untersucht und eine komplexere Situation festgestellt. Historische Daten (1960-2020) von 12.398 Brunnen in Portugal, Spanien, Frankreich und Italien zeigen, dass 20 % der Grundwasserspiegel ansteigen, 68 % stabil sind und nur 12 % sinken. Der Anstieg der Brunnen in den gemäßigten Klimazonen ist auf die Zunahme der Niederschläge zurückzuführen. Sich erholende Brunnen in halbtrockenen Regionen wurden auf eine verbesserte Grundwasserbewirtschaftung zurückgeführt. Stabile Brunnen befinden sich vor allem in gemäßigten Klimazonen mit ganzjährig hohen Niederschlagsmengen. Brunnen mit rückläufiger Tendenz in semiariden Regionen befinden sich hauptsächlich in der Nähe von landwirtschaftlichen Gebieten und leiden unter einem anhaltenden Verlust an Bodenfeuchtigkeit im Sommer, während in gemäßigten Regionen der Rückgang mit großen städtischen Gebieten in Verbindung gebracht wird. Die systematische Überwachung des Grundwassers und die gemeinsame Nutzung von Daten sind für eine nachhaltige und wissenschaftlich fundierte Bewirtschaftung der Wasserressourcen unerlässlich.

In semi-ariden Regionen wie zum Beispiel in Tarbes (Frankreich) und Medina del Campo (Spanien) finden sich dagegen vielerorts Grundwassermessstände, deren Pegel seit Jahrzehnten sinken. Dies ist zum einen auf die durch den Klimawandel bedingten geringeren Niederschläge und höheren Temperaturen zurückzuführen. Mitentscheidend ist zum anderen aber auch die intensive Landwirtschaft. „Diese vier Mittelmeerländer sind für einen großen Teil der Obst-, Gemüse- und Getreideproduktion in der EU verantwortlich“, sagt Jomaa. Das Grundwasser liefere zwischen 30 und 50 Prozent des Wassers, das für die Bewässerung in der Landwirtschaft eingesetzt wird. Doch auch in Regionen mit gemäßigtem Klima fanden die Forscher Brunnen mit rückläufigen Grundwasserständen. Die Ursache dafür: Die Nähe zu Städten und Industriebetrieben. Rückläufig sind seit den 1960er Jahren zum Beispiel die Grundwasserpegel im Großraum von Städten wie Lyon, Nizza, Modena oder Bordeaux. In der neuntgrößten Stadt Frankreichs Bordeaux lässt sich die hohe Grundwassernutzung auf den zunehmenden Wasserverbrauch der Haushalte zurückführen. In der beliebten französischen Touristenstadt Béziers ist der Grundwasserspiegel aufgrund der verstärkten Entnahme von Trinkwasser für die Sommertouristen erheblich gesunken.

Während sich der Rückgang des Grundwassers in urbanen und industriell geprägten Regionen nicht so leicht stoppen lässt, fanden die Forscher in semi-ariden, landwirtschaftlich geprägten Regionen effektive Managementansätze. Deswegen konnten sich dort die Grundwasserstände erholen – wie etwa in La Mancha Oriental in Spanien. Bis in die 1990er Jahre sank der Grundwasserspiegel aufgrund der übermäßigen Bewässerung. „Infolgedessen trocknete beispielsweise der Fluss Júcar 1994 an einigen Abschnitten erstmals aus – ein dramatisches Ereignis, das Landwirte dazu bewog, eine lokale Wassernutzervereinigung zu gründen, die mit einer Kombination aus Monitoring, der Fernerkundung und individuellen Wassernutzungsplänen den Rückgang des Grundwasserstands stoppen wollte. Diese Maßnahmen waren effektiv und haben die Entwicklung des Grundwasserspiegels umgekehrt“, sagt J. Jaime Gómez-Hernández, Professor für Hydrogeologie an der Universitat Politècnica de València und Co-Autor der Studie.

Aus den Erfahrungen Südwesteuropas lassen sich auch Rückschlüsse für das Grundwassermanagement in Deutschland und anderen Regionen weltweit ziehen, denn auch da steigt der Grundwasserbedarf, und die Grundwasserneubildung leidet vielerorts aufgrund des Klimawandels. „Deutschland könnte von den Erfahrungen in Südwesteuropa profitieren, zum Beispiel wie Grundwasser optimal genutzt werden kann, welche Bewässerungsmethoden in der Landwirtschaft wirksam sind, wie sich Stakeholder stärker engagieren lassen und welche Fehler in Zukunft vermieden werden können“, so Jomaa. Denn eines sei in jedem Fall klar: Deutschland braucht einen vorausschauenden Ansatz für eine nachhaltige Grundwassernutzung.

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