Erläuterungen zum Messprinzip
Unter einem offenen System der Grundwasserstandsmessung versteht man die Messung des freien Wasserspiegels in einem offenen Rohr.
Am Beispiel eines Pegelschreibers kann veranschaulicht werden, wie ein Schwimmer den Wasserstand auf der freien Wasseroberfläche anzeigt, indem dieser mechanisch auf eine rotierende Papierrolle übertragen wird.
Im Zuge der technischen Weiterentwicklung werden fast nur noch elektronische Datenlogger eingesetzt, die anstatt eines Schwimmers eine Drucksonde besitzen, die den Wasserdruck innerhalb des Wasserkörpers aufnimmt. Dieser wird elektronisch in einen Wasserstand umgerechnet und gespeichert. Mit einem Auslesegerät können die Daten vor Ort entnommen und weiterverarbeitet werden.
Einflussfaktoren
Der maßgebliche Faktor für die natürlichen Schwankungen ist das Klima, insbesondere das Zusammenspiel von Niederschlag (Menge und Verteilung über das Jahr) und jährlicher Temperatur.
Versickernder Niederschlag führt anteilig zur Grundwasserneubildung. Dabei kann ein Dauerlandregen in Abhängigkeit von der Boden- und Vegetationsbeschaffenheit im natürlichen Umfeld zu einer hohen Versickerungsrate führen. Demgegenüber resultiert aus Starkregenereignissen hauptsächlich ein Oberflächenabfluß, der Hochwässer in den Bächen und Flüssen zur Folge haben kann.
Aufgrund dieser Vielzahl an räumlichen, zeitlichen und im Ausmaß unterschiedlichen Einflußgrößen ist eine Prognose über eine zukünftige Entwicklung der Grundwasserstände nicht möglich.
Sehr wohl ist es aber möglich aus der konsequenten Auswertung alter Karten über Gebiete, die bereits naturräumlich hohe Grundwasserstände erwarten lassen. Die Menschen von heute haben oftmals ihre Bodenständigkeit verloren, dass heißt, die Umwelt wird nicht mehr bewusst wahrgenommen. Stadtnamen, wie z. B. Grevenbroich, alte Flurbezeichnungen, wie z. B. Quellenbusch, oder Straßennamen, wie z. B. Torfbruchstraße, signalisieren von vornherein, dass an diesen Standorten natürlicherweise hohe Grundwasserstände auftreten können. Entsprechend wurde früher die Bebauung an diese Gegebenheiten angepasst.
Die Kartierung alter Bachverläufe lässt den Zusammenhang zu Gebieten mit hohen Grundwasserstände häufig recht gut erkennen. So wird am Beispiel Angermund deutlich, dass einerseits ein Teil der Gebäude mit Problemen bei hohen Grundwasserständen in den alten, ehemaligen Bachauen oder deren Randbereich liegt.
Eingriffe des Menschen verändern diese natürlichen Vorgänge. Global gibt es Anzeichen für eine Klimaveränderung. Niederschlagsmessungen in Düsseldorf lassen tendenziell eine Zunahme der jährlichen Niederschlagsmenge erkennen. Dem wirken aber wiederum steigende mittlere Jahrestemperaturen entgegen, die zu einer erhöhten Verdunstungsrate führen.
Diese großräumigen Faktoren werden durch weitere, lokale Faktoren beeinflusst. Eine zunehmende Flächenversiegelung in den Städten unterbindet die natürliche Versickerung von Niederschlagswasser, reduziert die Rückhaltung und Verdunstung des Niederschlagswassers in der Fläche. Ebenso beeinflussen Grundwasserentnahmen für Trink- und Brauchwasserzwecke oder Gewässerausbaumaßnahmen den Grundwasserhaushalt.
Messreihen
Die intensive Nutzung des Grundwassers in Düsseldorf macht einen konsequenten Ausbau der Überwachung und deren Weiterentwicklung erforderlich.
Bereits frühzeitig wurde in der Stadt Düsseldorf die Bedeutung der Mengenbewirtschaftung erkannt und mittels einer regelmäßigen Aufzeichnung und Überwachung der Grundwasserstände umgesetzt.So liegen erste Messdaten zu Grundwasserständen bereits aus dem Jahre 1883 vor.
Zunächst basierte die Datenerhebung auf der Messung von rund 30 Pegeln, wobei die Platzierung der Messstandorte bereits einen systematischen Ansatz erkennen läßt.
Heute werden ca. 330 Datenlogger im Stadtgebiet eingesetzt, die halbjährlich oder nach Bedarf auch in kürzeren Abständen ausgelesen werden. Hinzu kommen die online-Datenlogger, deren Datenaufzeichnungen einmal täglich aktualisiert werden.
Ergänzt wird der Datenpool zurzeit durch ca. 150 Handmessungen, die alle zwei Monate stattfinden.
Probleme durch hohe Grundwasserstände
In einigen Stadtteilen des Stadtgebietes führen hohe Grundwasserstände dazu, dass nicht ausreichend gegen Feuchtigkeit gesicherte Gebäude Probleme mit feuchten Kellern haben.
Die Karte über die Gebäude mit Problemen bei hohen Grundwasserständen zeigt, dass die Regionen mit natürlicherweise geringen Flurabständen, außer in den zeitweise betroffenen rheinnahen Gebieten, in den östlichen Randbereichen der Stadt Düsseldorf am Übergang zu den Randhöhen des Bergischen Landes liegt.