Im Auftrag des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen war die langjährige Entwicklung der Grundwasserstände im Bundesland mit den klimatischen Verhältnissen in Beziehung zu setzen. Es ist anzunehmen, dass sich klimatische Effekte in der Zukunft weiter verstärken. Mit Hilfe der durchgeführten Untersuchungen sollen besonders betroffene Regionen identifiziert werden, um frühzeitig gegebenenfalls erforderliche Anpassungsmaßnahmen abzuleiten.
Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der GIT HydroS Consult (Freiburg i.Br.) bearbeitet. Das Land Nordrhein-Westfalen ist dicht besiedelt und unterliegt weiträumig anthropogenen Aktivitäten, die auch die hydrologischen Verhältnisse betreffen. Daher war in einem ersten Schritt eine Auswahl der Messstellen zu treffen, die möglichst unbeeinflusst sind. Von mehr als 1000 Messstellen, für die eine ausreichend lange und dichte Zeitreihe des Grundwasserstands vorlag, betrachtet wurde die Periode von 1970 bis 2008, konnten für die Gesamtbetrachtung ca. 200 genutzt werden. Als Grundlage für die Verbindung zu den Klimaverhältnissen wurden ebenfalls die Temperatur- und Niederschlagszeitreihen landesweit Trendanalysen unterzogen. Mittels Thyssen-Polygonen wurde jeder Grundwassermessstelle genau eine Klimastation zugeordnet. Auf den Zeitreihen des Grundwasserstandes wurden daraufhin Trendanalysen aber auch Korrelations- und Periodizitätsanalysen durchgeführt. Als eines der interessantesten Ergebnisse sei an dieser Stelle erwähnt, dass sich die Änderungen der Grundwasserstände zum Vormonat in den Trenduntersuchungen als wesentlich sensitiver als die Grundwasserstände selbst erwiesen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Änderung der Grundwasserstände nicht von den Vormonaten abhängig ist, wie es aber die Grundwasserstände sind. Weit verbreitet wurde im April eine Zunahme der Grundwasserzehrung festgestellt. Für die Monate August und September wurde dagegen eine Zunahme der Grundwasserneubildung ermittelt. In der folgenden Abbildung wird diese Beobachtung in ihrer räumlichen Verteilung dargestellt. Für jede Messstelle wird in einer Rosettendarstellung für jeden Monat die mediane Trendstärke abgebildet.
Abbildung: Räumliche Darstellung der Trends der Grundwasserstandsänderungen zum Vormonat. Eine größere Trendstärke hat einen längeren Pfeil zur Folge. Rot steht für negative Trends, grün für positive. Signifikante Trendstärken sind in kräftigen Farben abgebildet, nicht signifikante in hellen. Abbildung von GIT Hydros Consult.
Als Ursachen für die Zunahme der Grundwasserzehrung im April wird der Anstieg der Lufttemperaturen im April einhergehend mit einem früheren Einsetzen der Vegetationsperiode vermutet. Die Zunahme der Grundwasserneubildung in den Monaten August und September könnte auf die Zunahme der Niederschläge in den Monaten Juli bis September zurückzuführen sein.