Der Wärmehaushalt des Grundwassers und seine Nutzung

Abstract

Der Wärmehaushalt des Untergrunds wird geprägt vom vertikalen Wärmeeintrag aus Sonneneinstrahlung über die Bodenoberfläche einerseits und vom geothermischen Wärmestrom andererseits. Aufgrund der dämpfenden Eigenschaften des Untergrunds weist Grundwasser eine im Jahresgang weitgehend ausgeglichene Temperatur auf. Diese Eigenschaft gehört mit zu den wesentlichen Vorzügen des Grundwassers in Bezug auf dessen Nutzung für die Trinkwasserversorgung. Durch anthropogene Einflüsse zeigen Grundwasservorkommen in weiten Bereichen Abweichungen von den natürlichen Temperaturverhältnissen. So zeigen sich beispielsweise in Ballungsgebieten deutliche Erhöhungen der Grundwassertemperaturen. Besonders ausgeprägte Temperaturanomalien treten in Verbindung mit Kühlwassereinleitungen oder Grundwasserwärmepumpenanlagen auf. Überlegungen zur thermischen Nutzung der Grundwasserwärme müssen sich naturgemäß an den primären Belangen der Trinkwasserversorgung orientieren. Der vorliegende Beitrag gibt zunächst eine Übersicht über die verschiedenen Einflußgrößen auf das natürliche Temperaturfeld im Untergrund und zeigt quantitativ die Auswirkungen anthropogener Temperaturveränderungen auf den Wärmehaushalt oberflächennaher Grundwässer auf. Die wirksamen Wärmetransportmechanismen werden diskutiert und Hinweise auf Abschätzungsmethoden für die räumliche Ausdehnung von Temperaturanomalien gegeben. Den Abschluß bildet ein Überblick über den gegenwärtigen Stand des Berechnungsinstrumentariums, das als Planungshilfsmittel für die regionale Nutzung der Grundwasserwärme zur Verfügung steht.