Skip to main content
SpringerLink
Log in

Adaptives Grundwassermanagement in urbanen Gebieten

Einfluss der Oberflächengewässer-Grundwasser-Interaktion am Beispiel künstlicher Grundwasseranreicherung sowie variabler In-/Exfiltration der Birs (Schweiz)

Adaptive groundwater management in urban areas

  • Fachbeitrag
  • Published:
Grundwasser Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Der Nutzungsdruck auf Grundwasserressourcen in intensiv genutzten Flussebenen wird zunehmend größer. Ziel dieses Beitrages ist, anhand eines repräsentativen, instationären Datensatzes eines urbanen Grundwassersystems (Unteres Birstal CH) aufzuzeigen, wie mit Ansätzen des adaptiven Grundwassermanagements die Voraussetzungen für die nachhaltige Nutzung von Grundwasserressourcen geschaffen werden können.

Mithilfe eines instationären Grundwassermodells können spezifische Fragen der Fluss-Grundwasser-Interaktion und dem Betrieb künstlicher Grundwasseranreicherung beantwortet werden. Die Instationarität der Fluss-Grundwasser-Interaktion und eine damit zusammenhängende Änderung von In - und Exfiltrationsverhältnissen konnte für verschiedene Flussabschnitte ermittelt werden. Die Datenauswertung eines Jahrhunderthochwassers trug wesentlich zum Verständnis dieser Prozesse bei.

Durch ein Experiment mit der längerfristigen Außerbetriebnahme einer künstlichen Grundwasseranreicherung im Untersuchungsgebiet konnten die Auswirkungen von geplanten Nutzungsänderungen abgeschätzt werden.

Die Untersuchungen tragen zum Prozessverständnis des Grundwassersystems bei und liefern die Grundlage für eine Diskussion über lang-, mittel- und kurzfristige Ziele hinsichtlich der regionalen Bewirtschaftung urbaner Wasserressourcen.

Abstract

Groundwater resources in urban areas are under increasing pressure. The purpose of this manuscript is to demonstrate how adaptive groundwater management techniques can establish conditions for sustainable use of groundwater resources. To illustrate this, a representative transient dataset from the Lower Birs Valley (Switzerland) was investigated. The main focus of this work was to evaluate effects of river-groundwater interaction and artificial groundwater recharge. Results showed that the evaluation of a hundred year flood significantly contributed to the understanding of the transient character of river-groundwater interaction. An extended period without artificial recharge in the study area provided insights into the impact of planned changes in groundwater management. This investigation contributes to the better understanding of recharge processes in the groundwater system and provides a framework for discussion of goals for regional management of urban water resources.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6
Abb. 7
Abb. 8
Abb. 9
Abb. 10

Literatur

  • Auckenthaler, A., Epting, J., Huggenberger, P., Rüetschi, D.: INTERREG III Grundwasserqualität Oberrhein, Teilmodul Nitratherkunft (Nitrat-Transportmodellierung), Monit: Entwicklung von Prognosewerkzeugen, LUBW, Karlsruhe (2006)

  • EEA—European Environment Agency: Environment in the European Union at the turn of the century, 446 S. Copenhagen, Denmark (1999)

  • Eiswirth, M., Hötzl, H., Cronin, A., Morris, B., Veselič, M., Bufler, R., Burn, S., Dillon, P.: Assessing and improving sustainability of urban water resources and systems. RMZ, Mater. Geoenviron. 50, 117–120 (2003)

    Google Scholar 

  • Eiswirth, M., Wolf, L., Hötzl, H.: Balancing the contaminant input into urban water resources. Environ. Geol. 46, 246–256 (2004)

    Article  Google Scholar 

  • Environmental Modeling Systems Inc.: GMS, groundwater modeling system v6.0. http://www.ems-i.com (2006)

  • Epting, J., Regli, C., Huggenberger, P.: Groundwater protection in urban areas incorporating adaptive groundwater monitoring and management. In: Pahl-Wostl, C., Kabat, P., Möltgen, J. (Hrsg.) Adaptive and Integrated Water Management, Coping with Complexity and Uncertainty, S. 440. Springer, Berlin (2007). ISBN: 978-3-540-75940-9

    Google Scholar 

  • Huggenberger, P.: Wiese Revitalisierung: Führen die Veränderungen der Sohlenstruktur zu einer Trinkwassergefährdung? Reg. Basil. 421, 63–76 (2001)

    Google Scholar 

  • Huggenberger, P., Regli, C., Epting, J., Guldenfels, L.: Revitalisierung von Fliessgewässern in Grundwasserschutzgebieten – ein Oxymoron? Reg. Basil. 45/3, 195–212 (2004)

    Google Scholar 

  • Huggenberger, P., Epting, J., Spottke, I., Regli, C., Zechner, E.: INTERREG III A-Projekt MoNit „Modellierung der Grundwasserbelastung durch Nitrat im Oberrheingraben“. Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg. Teilprojekte Nitratherkunft (Nitrat-Transportmodellierung) und Fluss-Grundwasser-Interaktion (regionale hydrologische Grundlagedaten) (2006)

  • Lerner, D.N.: Identifying and quantifying urban recharge: a review. Hydrogeol. J. 10(1), 143–152 (2002)

    Article  Google Scholar 

  • Leschik, S., Musolff, A., Krieg, R., Martienssen, M., Bayer-Raich, M., Reinstorf, F., Strauch, G., Schirmer, M.: Application of integral pumping tests to investigate the influence of a losing stream on groundwater quality. Hydrol. Earth Syst. Sci. 13(10), 1757–1774 (2009)

    Article  Google Scholar 

  • McDonald, M.G., Harbaugh, A.W., Banta, E.R., Hill, M.C.: Modflow-2000. The U.S. geological survey modular ground-water model-user guide to modularization concepts and the ground-water flow process. US Geological Survey Open File Report 00-92 (2000)

  • Musolff, A., Leschik, S., Reinstorf, F., Strauch, G., Moeder, M., Schirmer, M.: Xenobiotics in groundwater and surface water of the city of Leipzig. Grundwasser 12(3), 217–231 (2007)

    Article  Google Scholar 

  • National Research Council: Adaptive management for water resources project planning, 138 S. National Academies Press, Washington (2004)

    Google Scholar 

  • Pahl-Wostl, C.: Newsletter No. 1. http://www.newater.info (2006)

  • Pahl-Wostl, C., Möltgen, J., Sendzimir, J., Kabat, P.: New methods for adaptive water management under uncertainty—the NeWater project. In: EWRA Conference Proceedings 2005, Menton, France (2005)

  • Regli, C., Huggenberger, P.: Entwicklung nochhaltiger Strategien für den Grundwasserschutz. In: Revitalisierung urbaner Flusslandschaften, Schlussbericht zum MGU_Forschungsprojekt F1.03, S. 47–61 (2006)

  • Reinstorf, F., Leschik, S., Musolff, A., Osenbrück, K., Strauch, G., Möder, M., Schirmer, M.: Quantification of large-scale urban mass fluxes of xenobiotics and of the river-groundwater interaction in the city of Halle, Germany. Phys. Chem. Earth 34(8–9), 574–579 (2009)

    Google Scholar 

  • Schälchli, U.: Die Kolmation von Fliessgewässersohlen: Prozesse und Berechnungsgrundlagen. Mitt. VAW 124, 1–273 (1993)

    Google Scholar 

  • Vogt, T., Hoehn, P., Schneider, P., Cirpka, O.A.: Untersuchung der Flusswasserinfiltration in voralpinen Schottern mittels Zeitreihenanalyse. Grundwasser 14(3), 179–194 (2009)

    Article  Google Scholar 

  • Woessner, W.W.: Stream and fluvial plain ground water interactions: rescaling hydrologic thought. Ground Water 38(3), 423–429 (2000)

    Article  Google Scholar 

  • Wolf, L., Klinger, J., Hoetzl, H., Mohrlok, U.: Quantifying mass fluxes from urban drainage systems to the urban soil-aquifer system. J. Soils Sediments 7(2), 85–95 (2007)

    Article  Google Scholar 

Download references

Danksagung

An dieser Stelle möchten wir uns bei Ina Spottke bedanken, die mit ihrer Projektarbeit im Untersuchungsgebiet wesentliche Grundlagen für die Hydrogeologie des Birstals erarbeitet hat. Zudem danken wir dem Amt für Umweltschutz und Energie Basellandschaft für das zur Verfügung stellen der Grundwasserpegeldaten sowie dem Wasserwerk Reinach und Umgebung und der Wasserversorgung Aesch für die Bereitstellung der Nutzungsdaten.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Angewandte und Umweltgeologie (AUG), Institut für Geologie and Paläontologie, Departement Umweltwissenschaften, Universität Basel, Bernoullistr. 32, 4056, Basel, Schweiz

    A. Affolter,  P. Huggenberger,  S. Scheidler &  J. Epting

Authors
  1. A. Affolter
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. P. Huggenberger
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. S. Scheidler
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  4. J. Epting
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to A. Affolter.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Affolter, A., Huggenberger, P., Scheidler, S. et al. Adaptives Grundwassermanagement in urbanen Gebieten. Grundwasser 15, 147–161 (2010). https://doi.org/10.1007/s00767-010-0145-6

Download citation

  • Received:

  • Revised:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00767-010-0145-6

Keywords

Search

Navigation