Die Trinkwasserversorgung in der BRD

Inhaltsverzeichnis

1. Was ist Trinkwasser?

2. Der Ursprung des Trinkwassers in der BRD
2.1 Genese und Beschaffenheit des Grundwassers
2.1.1 Grundwassergenese
2.1.2 Beschaffenheit des Grundwassers
2.1.3 Anthropogene Belastungen des Grundwassers – Beispiel Nitrat, Atrazin und Simazin
2.2 Grundwässer in Deutschand
2.2.1 Ostbayern
2.2.2 Die Münsterländer Bucht
2.3 Die Wasserrahmenrichtlinie

3. Die Gewinnung von Trinkwasser aus Grundwasser
3.1 Organisation der Trinkwasserversorgung
3.1.1 Die Wasserversorgung Bayerischer Wald
3.1.2 Wasserversorgung aus den Halterner Sanden
3.2 Trinkwasseraufbereitung

4. Fakten zum Wasserverbrauch

Literaturliste

1. Was ist Trinkwasser?

Trinkwasser ist laut Definition der Trinkwasserverordnung i.d.F. vom 21.05.2001

„alles Wasser, im ursprünglichen Zustand oder nach Aufbereitung, das zum Trinken, zum Kochen, zur Zubereitung von Speisen und Getränken oder insbesondere zu den folgenden anderen häuslichen Zwecken bestimmt ist:

Körperpflege und -reinigung,

Reinigung von Gegenständen, die bestimmungsgemäß mit Lebensmitteln in Berührung kommen,

Reinigung von Gegenständen, die bestimmungsgemäß nicht nur vorübergehend mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommen.

Dies gilt ungeachtet der Herkunft des Wassers, seines Aggregatzustandes und ungeachtet dessen, ob es für die Bereitstellung auf Leitungswegen, in Tankfahrzeugen, in Flaschen oder anderen Behältnissen bestimmt ist.“^[1]

Mit der Trinkwasserverordnung und der darin enthaltenen Definition wird schnell die Bedeutung des Lebensmittels Trinkwasser deutlich. Diese Arbeit hat zum Ziel, die Trinkwasserversorgung in der Bundesrepublik Deutschland hinsichtlich der Herkunft des Trinkwassers, seiner Entstehung und Beschaffenheit, seiner Verteilung und Nutzung und der Organisation dieser Vorgänge zu untersuchen.

2. Der Ursprung des Trinkwassers in der BRD

Die Anfänge der zentralen Trinkwasserversorgung in Deutschland liegen im 19. Jahrhundert. Im Jahr 1848 wurde in Hamburg die Wasserversorgung zentralisiert, in Berlin geschah dies in den 1850er Jahren.^[2]

Heute hat das Trinkwasser in Deutschland seinen Ursprung zum größten Teil im Grundwasser. Fast zwei Drittel, nämlich 64% (74,1% aus Grund- oder Quellwasser laut Statistischem Bundesamt^[3] ) des in Deutschland geförderten Trinkwassers werden aus dem Grundwasser geschöpft. Dagegen nur 27% aus dem Oberflächenwasser, wie z.B. Flüssen, Seen oder Trinkwassertalsperren, und 9% aus Quellwasser, das sich als von selber zu Tage tretend definiert. Allerdings sind diese Anteile je nach Region in Deutschland zum Teil sehr unterschiedlich. Wie aus Abbildung 1 ersichtlich wird, dominiert mit Ausnahme Sachsens und Nordrhein-Westfalens das Grundwasser als Hauptquelle für die Trinkwassergewinnung^[4]. Das hängt, wie wir später noch sehen werden, mit den hydrogeologischen Voraussetzungen der verschiedenen Regionen Deutschlands zusammen. Die große Bedeutung des Grundwassers soll auch in dieser Arbeit betont werden. So sollen die hydrogeologischen

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Abbildung 1: Herkunft des Trinkwassers (Quelle: Forum Trinkwasser e.V.)

Voraussetzungen von zwei Regionen Deutschlands genauer dargestellt werden. Neben der eigenen Heimatregion, dem ostbayerischen Raum, wird im folgenden auch Nordrhein-Westfalen bezüglich des Grundwassers genauer unter die Lupe genommen.

2.1 Genese und Beschaffenheit des Grundwassers

Grundwasser ist

„unterirdisches Wasser, das die Hohlräume der Erdrinde zusammenhängend ausfüllt und dessen Bewegung ausschließlich oder nahezu ausschließlich von der Schwerkraft und den durch die Bewegung selbst ausgelösten Reibungskräften bestimmt wird.“^[5]

Bei der Betrachtung des Grundwassers spielen mehrere Wissenschaften zusammen. So sind bei der sogenannten Hydrogeologie die Geologie, die Meteorologie, die Geographie, die Physik, die Chemie und die Mathematik beteiligt. Die Hydrogeologie, als die Lehre vom Grundwasser, untersucht seine Beschaffenheit, Vorkommen, Bewegung und alle Charakteristika des Grundwassers in der hydrogeologischen Zirkulation unseres Planeten.^[6]

Das Grundwasser, das unter der Erdoberfläche lagert, ist Teil der Süßwasserreserven der Erde, die ca. 38,7 Mio. km³ umfassen. Dabei handelt es sich um einen vergleichsweise großen Anteil von 24,5% der weltweiten Süßwasservorkommen. Die restlichen Teile konstituieren sich aus 74,5%, die in Gletschereis und Polkappen gebunden sind und nur 0,4%, die sich in Flüssen und Seen befinden.^[7] Es wird ersichtlich, welche große Bedeutung dem Grundwasser bei der Wasserversorgung zukommt. Verursacht durch klimatische und geologische Gegebenheiten ist das Grundwasser auf der Erde nicht gleichmäßig verteilt.

Deutschland mit 790 mm durchschnittlichem jährlichen Niederschlag, und einer markant niedrigeren Verdunstung von mittleren 492 mm pro Jahr, erzielt einen hydrologischen Nettogewinn.

Das Wasserdargebot in Deutschland umfasst etwa 182 Mrd. m³, wovon 5,4 Mrd. m³ (2001)^[8] von der öffentlichen Trinkwasserversorgung verbraucht wurden. Theoretisch stünden jedem Bewohner Deutschlands jährlich 2080 m³ Wasser zur Verfügung, was einem Tagesverbrauch von 5700 Litern entspräche. Tatsächlich sind es nur rund 130 Liter.^[9]

Jedoch ist zu beachten, dass bereits in einem relativ kleinen Gebiet wie Deutschland, es zu starken Unterschieden in Niederschlag und Abfluss, und damit bei der Grundwasserneubildung kommen kann.

2.1.1 Grundwassergenese

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Hydrologische Gliederung des Untergrundes (Quelle: Mattheß & Ubell, 1983, 16)

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Abbildung 3: Grundwasserleiter mit Kies als Aquifer (Quelle: Vogelsang, 1998, 18)

Die Entstehung von Grundwasser beginnt mit dem Fallen von Niederschlägen. Erreichen die Niederschläge den Boden, kann das Wasser, jeweils in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Bodens, der Bodentemperatur und der Vegetationsdichte entweder an der Bodenoberfläche abfließen oder im Boden versickern. Vor allem die Temperatur ist der Grund, warum der größte Teil der Grundwasserneubildung in Deutschland im Winter stattfindet. Die genannten Faktoren zeigen, dass die gleiche Niederschlagsmenge zu verschiedenen Jahreszeiten und in verschiedenen Regionen zu sehr unterschiedlichen Grundwassermengen führen kann.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Karte der Kiesaquifere aus Abbildung 3 (Quelle: Vogelsang, 1998, 19)

Versickert das Wasser im Boden, so durchdringt es als erstes die ungesättigte Zone oder Sickerwasserzone, bevor es schließlich über den Kapillarsaum die Grundwasseroberfläche erreicht. Während in der ungesättigten Zone der Porenraum nicht vollständig mit Wasser erfüllt ist und sich auch noch Luft in den Poren befindet, sind diese in der Grundwasserzone vollständig mit Wasser gefüllt. Dies ist ein wesentliches Merkmal des Grundwassers. Etwas unscharf ist der Begriff Sättigungszone für die Grundwasserzone, da auch der untere Teil des Kapillarsaumes bereits mit Wasser gesättigt sein kann. Wie jede Wasseroberfläche ist auch die Grundwasseroberfläche eben. Andere Bezeichnungen sind Grundwasserspiegel oder Grundwasseroberkante. Grundwasser ist nicht zu verwechseln mit dem Kapillar-, Adsorptions- und Sickerwasser, das allgemein oft als Bodenwasser bezeichnet wird.

Die grundwasserführende Schicht wird als Aquifer (lat. aqua=Wasser und ferre=tragen) bezeichnet. Ein Aquifer muss ein Gestein mit Porenraum oder offenen Klüften sein. Am besten sind hierfür Lockergesteine wie Sand und Kies geeignet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Grundwasserneubildung in Deutschland (Quelle: Liedtke et al. , 2003)

Wie bereits in der Definition von Grundwasser erwähnt, ist die Bewegung des Grundwassers ausschließlich der Schwerkraft unterworfen. Die als Abstandsgeschwindigkeit bezeichnete Fließgeschwindigkeit des

Grundwassers ist von der Porosität des Aquifers, der Wassermenge und der Druckdifferenz abhängig. Henry Darcy erfasste Mitte des 19. Jahrhunderts die Gesetzmäßigkeit des Wasserdurchflusses durch ein poröses Gestein. Nach dem Durchfließen des Aquifers ergießt sich das Grundwasser entweder direkt in ein oberirdisches Gewässer oder speist eine Quelle.

Die Ausprägung und Dicke des erwähnten Kapillarsaums hängt von den Korngrößen der Untergrundmaterialien ab, je größer die Körner sind, umso dünner ist und abrupter endet der Kapillarsaum. In zerklüftetem Gestein und im Karst kann ein Kapillarsaum völlig fehlen.

Das Wasser im Kapillarsaum nimmt nach Untersuchungen am Fließen des Grundwassers teil, jedoch mit abnehmender Geschwindigkeit je niedriger die Wassersättigung ist.

Nach unten begrenzt wird die Grundwasserzone durch die undurchlässige Sohlschicht. Der Beginn dieser Schicht kann je nach geologischem Bau theoretisch bis in 17 Kilometer Tiefe reichen.^[10]

Die Distanz zwischen der Erdoberfläche und dem Grundwasserspiegel wird in der Hydrogeologie als Flurabstand bezeichnet. Der Flurabstand wird in Metern gemessen und dient der Beobachtung des Grundwasserspiegels.^[11] In Bayern werden die Messpunkte in der Regel von den Wasserwirtschaftsämtern eingerichtet und überwacht.

[...]

^[1] Bundesgesetzblatt Jahrgang 2001 Teil I Nr.24, ausgegeben zu Bonn am 28. Mai 2001.

^[2] Vgl. Garbrecht (1985), 26.

^[3] Vgl. Statistisches Bundesamt (2005).

^[4] Vgl. Forum Trinkwasser <http://www.forum-trinkwasser.de/datenundfakten/versorgung_gebrauch.html> (Zugriff: 10.10.2005).

^[5] DIN 4049.

^[6] Vgl. Vogelsang (1998), 1.

^[7] Eigene Berechnung nach Frimmel (1999), 15.

^[8] Statistisches Bundesamt (2005).

^[9] Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorschutz (2001), 24.

^[10] Vgl. Mattheß und Ubell (1983), 16ff.

^[11] Vgl. Vogelsang (1998), 4f.