59

Die Grundwassertemperatur ist nahe der Ober-fläche von der Umgebungs- und Lufttemperatur undder Sonneneinstrahlung beeinflusst. Im Sommerdringt Sonnenwärme in den Boden und im Winterwird diese Wärmeenergie abgegeben, weshalb Tem-peraturschwankungen nahe der Oberfläche am größ-ten sind und mit zunehmender Tiefe abnehmen. Inetwa 20 m Tiefe ist ein Jahrestemperaturgang in der

Regel nicht mehr festzustellen, die dort zu messen-de Temperatur entspricht der mittleren Jahrestem-peratur. Die Wärmeenergie breitet sich zeitlich ver-zögert in die Tiefe aus mit einer Phasenverschiebungvon etwa einem halben Jahr in 10 m Tiefe, so dassdort im Sommer niedrige und im Winter hoheGrundwassertemperaturen auftreten (Abb. 2).

WOLF-PETER VON PAPEW4

Temperatur des Grundwassers Temperatur des Grundwassers

Abb. 1: Kochbrunnen in Wiesbaden.

Jahresbericht 2008

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Unterhalb dieser Zone mit Temperaturschwankun-gen nimmt die Temperatur aufgrund der Eigenwär-me der Erde zu, und zwar um durchschnittlich 3 °C

pro 100 Meter Tiefe. Das ist ein mittlerer Tempera-turgradient, der regional variieren kann.

Herkunft der Messwerte

In der Grundwasserdatenbank im HLUG liegen Da-ten der Grundwassertemperatur von über 4000Brunnen und Messstellen vor, die jährlich oder inlängeren Zeitabständen und zu unterschiedlichenJahreszeiten gemessen werden. An 55 Quellen desLandesgrundwasserdienstes wird die Temperatur re-gelmäßig – meistens einmal pro Woche – gemessen.

An den für die öffentliche Wasserversorgung genutz-ten Quellen und Brunnen werden Rohwasserunter-suchungen (RUV) vorgenommen. Bei der Entnahme

von Grundwasserproben im Förderbetrieb wird dieWassertemperatur gemessen.

Grundwassermessstellen des Landesgrundwasser-dienstes, der Wasserversorgungsunternehmen undsolchen zur Überwachung von Deponien und diver-sen Eingriffen in die Umwelt werden vor der Ent-nahme von Wasserproben abgepumpt, bis dasGrundwasser eine gleichbleibende Leitfähigkeit undTemperatur aufweist.

13

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Jan.

03

Jul.

03

Jan.

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Jul.

04

Jan.

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Jul.

05

Jan.

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Jul.

06

Jan.

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Jul.

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Jan.

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Jul.

08

Jan.

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Tem

pera

tur

ºC

Abb. 2: Jahreszeitliche Verschiebung der Temperatur des Grundwassers in 7 bis 9 m Tiefe; Messung 1 m unterGrundwasserspiegel. Grundwassermessstelle Wiesbaden-Biebrich Nr. 506034.

WOLF-PETER VON PAPETemperatur des Grundwassers

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Nahe der Oberfläche hat das Grundwasser mittlereTagestemperaturen, die von den Temperaturen derJahreszeiten abhängig sind (Abb. 3 und 4). In größe-ren Tiefen dagegen bleibt die Wassertemperatur lang-fristig nahezu unverändert. Um möglichst realistische

Temperaturen darzustellen, werden auf den nachfol-genden Karten die Mittelwerte aller Messwerte imZeitraum von 1998 bis 2008 verwendet. Die origina-len Daten sind über diese Anwendung verfügbar: geoextra.hmulv.hessen.de/website/gruschu/

Qualität der Messwerte

4

6

8

10

12

Jan. 98 Jan. 99 Jan. 00 Jan. 01 Jan. 02 Jan. 03 Jan. 04 Jan. 05 Jan. 06 Jan. 07 Jan. 08 Jan. 09

Tem

pera

tur

ºC

6

8

10

12

Jan. 96 Jan. 97 Jan. 98 Jan. 99 Jan. 00 Jan. 01 Jan. 02 Jan. 03 Jan. 04 Jan. 05 Jan. 06 Jan. 07

Tem

pera

tur

ºC

Abb. 4: Temperaturschwankung in Quelle Burghards Nr. 486510 mit oberflächennahem Einzugsgebiet; Geländehöhe ca. 475 m ü. NN.

Abb. 3: Temperaturschwankung in Quelle Calden Nr. 384509 mit oberflächennahem Einzugsgebiet;Geländehöhe ca. 233 m ü. NN.

Jahresbericht 2008

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Die bei den Probenahmen gemessenen Grundwas-sertemperaturen sind repräsentativ für das nähereEinzugsgebiet des zuströmenden Grundwassers. InQuellen tritt überwiegend oberflächennahes Grund-wasser aus, das aus dem höher gelegenen Einzugs -gebiet stammt. Seltener gibt es Quellen, die von auf-steigendem Tiefenwasser gespeist werden, z. B. Arteser und Thermalquellen.

Das aus Brunnen und Messstellen gepumpte Grund-wasser stammt in der Regel aus dem Bereich, den dieFilterstrecke des Brunnens erschließt. Tiefbrunnenkönnen mehrere Wasserhorizonte erschließen, sodass die Temperatur des geförderten Grundwasserseine Mischtemperatur des zuströmenden Wassershat. Weiter ist zu berücksichtigen, dass das Wassernicht gleichmäßig über die Brunnenfilter zuströmt.

Repräsentanz der Messwerte

In den Kartendarstellungen wird bestätigt, dass dieTemperatur des oberflächennahen Grundwassersmit der höhenabhängigen Umgebungstemperatur ander Luft korreliert. Der Temperaturbereich der Mit-telwerte reicht von 7 bis 14 °C. Die mittlere Tempe-ratur des Grundwassers der meisten Brunnen bleibtbis in Tiefen von 10 bis 150 m im Temperaturbe-reich 10 bis 12 °C. Höhere Temperaturen um 13 °Cgibt es in den Gebieten Wetterau, südlich Kassel,nordöstliches Main-Taunusvorland und Rheinebene,

und zwar in allen Tiefenbereich von 10 bis 150 m.Diese Auswertung bietet keine eindeutigen Anhalts-punkte für die Tiefe des Einflusses der Oberflächen-temperatur auf das Grundwasser und läßt nicht aufdie Tiefe schließen, ab der die Eigenwärme der Erde(Geothermie) zunimmt. Ein Großteil der über 150 mtiefen Brunnen hat deutlich höhere Grundwasser-temperaturen, die auf diese Erdwärme zurückzu-führen sind.

Ergebnis

Abb. 5: Kochbrunnen in Wiesbaden.

Die mittlere Grundwassertemperatur derQuellen und Brunnen bis 10 m Tiefespiegelt die mittlere Umgebungstem-peratur an der Luft wieder, die wie-derum stark abhängig von der Ge- län d ehöhe ist. Die warmen Regionen Rheingau undHessisches Ried sowiedie Kälteregionen in denHöhenlagen von Vogels-berg, Rhön, Taunus, Up-land und Westerwaldtreten deutlich her-vor. Der Tempera-tur bereich zwi-schen 9 und 12 °Cist am weitestenverbreitet. In derRhein- und Main -ebene dominie-ren Werte von11 bis 13°C.

WOLF-PETER VON PAPETemperatur des Grundwassers

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In den folgenden Karten wird die mittlere Grundwassertempe-ratur von Quellen und unterschiedlich tiefen Brunnendargestellt.

Karten

Mittlere Grundwassertemperaturvon Quellen und Brunnen bis 10 mTiefe

Mittlere Grundwassertemperatur

> 7 °C7–8 °C8–9 °C9–10 °C

10–11 °C11–12 °C12–13 °C13–14 °C<14°C

QuelleBrunnen bis 10 m Tiefe

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In den Karten zur mittleren Grundwassertempera-tur von Brunnen mit einer Tiefe von 10 bis 50 mund von 50 bis 100 m liegen sehr ähnlicheTemperaturverhältnisse vor. Die meistenBrunnen weisen eine Endtiefe von 50bis 100 m unter Geländeoberkante auf.

Mittlere Grundwassertemperatur von 10 bis50 m tiefen Brunnen

Mittlere Grundwassertemperatur

> 7 °C7–8 °C8–9 °C9–10 °C

10–11 °C11–12 °C12–13 °C13–14 °C<14°C

Brunnen bis 10 bis 50 m Tiefe

WOLF-PETER VON PAPETemperatur des Grundwassers

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Die mittlere Grundwassertemperatur in Tiefen von10 bis 100 m ist geringer von der Geländehöhe geprägt als die der Quellen und Brunnen bis10 m Tiefe. In mehreren Brunnen im Tau-nus und im Gladenbacher Bergland liegendeutlich tiefere Werte von 7 bis 8 °C vor.Im überwiegenden Teil Hessens liegt diemittlere Grundwassertemperatur dagegenim Bereich von 10 bis 12 °C. Werte von11 bis 13 °C gibt es im vorderen Vogels-berg, in der Wetterau, im Rheingau, inder Main- und Rheinebene und imoberen Kinzigtal.

Mittlere Grundwassertemperatur von 50 bis100 m tiefen Brunnen

Mittlere Grundwassertemperatur

> 7 °C7–8 °C8–9 °C9–10 °C

10–11 °C11–12 °C12–13 °C13–14 °C<14°C

Brunnen bis 50 bis 100 m Tiefe

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Die Temperaturverteilung in Tiefen von 100 bis150 m ist derjenigen unter 100 m Tiefe sehr ähn-lich, die Werte liegen zwischen 10 bis 12 °C.Wärmeres Grund wasser bis 14 °C gibt esin der Wetterau, südlich von Kasselund im nordöstlichen Main-Taunus -vorland.

Mittlere Grundwassertemperatur von 100 bis150 m tiefen Brunnen

Mittlere Grundwassertemperatur

> 7 °C7–8 °C8–9 °C9–10 °C

10–11 °C11–12 °C12–13 °C13–14 °C<14°C

Brunnen bis 100 bis 150 m Tiefe

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Die Anzahl von Brunnen mit Tiefen über 150 m ist wesentlich kleiner. Die Karte zeigt eine Häufungvon Tiefbrunnen im Nordosten Hessens. Esliegen Grundwassertemperaturen von biszu 400 m tiefen Brunnen vor. Diese erfas-sen meist nicht den tiefen Bereich allein,so dass eine Misch temperatur mit Grund-wasser aus höheren Grundwasserhorizon-ten entsteht. Die mittlere Grundwasser-temperatur der Tiefbrunnen liegt oftüber 11 °C und kann 17 °C, seltenmehr, erreichen. In der Umgebungvon Kassel gibt es eine Häu-fung von Tiefbrunnen mitWerten von 14 °C undmehr. Ein Einfluss derGeländehöhenlagen istnicht erkennbar; die ge-othermische Tempera-tur ist in diesen Tie-fen dominierend.Die erhöhten Tem -peraturen tretennur in einzelnenBrunnen auf undnicht in bestimmtenTiefenhorizonten,was ein Hin-weis auf denAufstieg vonTiefenwäs-sern entlanggeologischerStörungszonen ist.

Mittlere Grundwassertemperatur von Brunnentiefer 150 m

Die Temperaturen von Grund-wasser der Thermalbrunnen undHeilquellen sind hier nicht enthal-ten; diese werden in einer weiteren Stu-die behandelt, die in Vorbereitung ist.

Anmerkung

Mittlere Grundwassertemperatur

> 7 °C7–8 °C8–9 °C9–10 °C

10–11 °C11–12 °C12–13 °C13–14 °C<14°C

Brunnen tiefer 150 m

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