17. März 2022 ǀ Die Vereinten Nationen rufen zum Weltwassertag am 22. März 2022 das Motto „Groundwater: Making the Invisible Visible” aus. Denn der weltweiten Grundwasserproblematik wird bislang wenig Beachtung geschenkt. Die kostbare Ressource ist vielerorts verschmutzt, und häufig wird den unterirdischen Grundwasserleitern mehr Wasser entnommen, als sich nachbilden kann. Die Forschungsgruppe „regulate“ unter der Leitung des ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung untersucht, wie die „unsichtbare“ Ressource besser geschützt werden kann.

Die Verfügbarkeit von Grundwasser ist für die Weltbevölkerung elementar. Es ist die wichtigste Quelle für die Trinkwasserversorgung und die Nahrungsmittelproduktion. Doch in vielen Teilen der Welt werden die unterirdischen Vorräte so stark übernutzt, dass der Grundwasserspiegel drastisch sinkt – vor allem in Regionen mit intensiver landwirtschaftlicher Bewässerung, auch in Deutschland. „Aufgrund der Hitze und Trockenheit der letzten Jahre konnten sich Grundwasserkörper nicht gut erholen. Dass sich nicht ausreichend neues Grundwasser nachbilden kann, ist ein Problem, das der Klimawandel noch weiter verschärfen wird“, sagt Fanny Frick-Trzebitzky, die am ISOE die Forschungsgruppe regulate leitet. „Wir können nur mit einer nachhaltigen Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen gegensteuern.“

Paradigmenwechsel in der Grundwasserforschung und -bewirtschaftung notwendig

Nachhaltig könne für die Grundwasserbewirtschaftung aber nicht nur heißen, lokal weniger Wasser zu entnehmen. Das Problem sei vielschichtiger, weiß Wasserforscherin Frick-Trzebitzky. „Wenn trotz internationaler Wasserrahmenrichtlinie, die für die Europäische Union eine gute Qualität und Quantität der Grundwasserkörper gewährleisten soll, viele dieser Körper mengenmäßig und chemisch in schlechtem Zustand sind, muss uns das alarmieren.“ Die Forschungsgruppe regulate rät zu einem Paradigmenwechsel schon in der Grundwasserforschung, damit neue, nachhaltige Bewirtschaftungsstrategien entwickelt werden können. „Bisher ist der Fokus stark auf lokale Grundwasservorkommen beschränkt, Lösungen setzen in der Regel vor Ort an und scheitern leider häufig“, sagt Frick-Trzebitzky. „Wir müssen uns in der Forschung viel stärker auf die Prozesse konzentrieren, die hinter den jeweils vor Ort sichtbaren Vorgängen liegen. Das heißt, wir müssen den Blick auf die überregionalen Wirkungen auf das Grundwasser, die sogenannten Telekopplungen lenken.“

Grundwasserprobleme entstehen nicht nur regional

Geht man tiefer in die Ursachenforschung für die lokale oder regionale Grundwasserproblematik, stellt man fest, dass der Druck auf die Grundwasserleiter nämlich nicht allein durch die Entnahme vor Ort in den sogenannten Hotspot-Regionen Europas entsteht. „Zur Übernutzung und Verschmutzung des Grundwassers tragen überregionale Fernwirkungen entscheidend bei, dafür ist etwa der Gemüseanbau in südeuropäischen Regionen ein gutes Beispiel“, sagt Robert Lütkemeier, der die Forschungsgruppe gemeinsam mit Frick-Trzebitzky leitet. Zwar werde das Wasser vor Ort entnommen und durch Pestizid- und Nährstoffeinträge für den Anbau ebenfalls lokal belastet. Konsumiert werde das Gemüse aber überwiegend in weit entfernten Regionen. „Wenn man das Grundwasserproblem in Südspanien verstehen und lösen will, muss man es vom anderen Ende her mitdenken. Dieses andere Ende ist der Export, auch in deutsche Supermärkte. Das Grundwasserproblem mag deshalb lokal auftreten, wird aber überregional verursacht“, so der ISOE-Forscher.

Perspektive auf Einzugsgebiete zu eng

Die Forschungsgruppe hat in einer Publikation im Fachmagazin „Water“ gezeigt, wo der Paradigmenwechsel wissenschaftlich und wirtschaftlich konkret ansetzen könnte: Bisher fallen Grundwasserkörper per Definition in Flusseinzugsgebiete, die im Sinne des Integrierten Wasserressourcen-Managements (IWRM) als regionale Bewirtschaftungseinheiten verstanden werden. „Die herkömmliche Perspektive auf Einzugsgebiete wird den komplexen Zusammenhängen, die auf die Grundwasservorkommen wirken, nicht gerecht“, sagt Robert Lütkemeier und nennt Beispiele dafür. „Zum einen überschreiten Fernwasserleitungen die hydrologischen Grenzen einer Bewirtschaftungseinheit. Zum anderen gibt es äußere Einflüsse auf diese regionalen Vorkommen.“ Dazu zählten etwa saisonale Verbrauchsspitzen, die durch Touristenströme verursacht werden, oder das sogenannte virtuelle Wasser, das für den regionalen Anbau von Export-Gemüse fließt.

Die tatsächlichen, auch aus der Ferne wirkenden und zeitlich oft verzögerten Auswirkungen auf das Grundwasser seien für eine nachhaltige Bewirtschaftung zentral und nur zu verstehen, wenn Forschung, Wirtschaft und Politik den Blick auch auf die vermeintlich „unsichtbaren“ Zusammenhänge werfen. „Häufig wird Grundwasser erst ‚sichtbar‘, wenn sich eine Krise anbahnt, etwa durch eine steigende Anzahl von Anträgen für Brunnenbohrungen, erste Anzeichen für Trockenschäden in Wäldern oder trockenfallende Förderbrunnen der Wasserversorger“, mahnt Wasserforscher Lütkemeier. Wichtig sei es deshalb, die kontinuierliche Beobachtung von Grundwasserkörpern auszubauen. Konkret sollten in der EU-Grundwasserrichtlinie künftig auch Kriterien zur Bewertung des ökologischen Zustands von Grundwasserkörpern mit aufgenommen werden. In regulate forschen Fanny Frick-Trzebitzky und Robert Lütkemeier mit ihrem Team unter anderem dazu, wie entsprechende Kriterien dafür aussehen könnten.

Zur Publikation im Fachjournal Water:
Lütkemeier, Robert/Fanny Frick-Trzebitzky/Dženeta Hodžic/Anna Jäger/David Kuhn/Linda Söller (2021): Telecoupled Groundwaters: New Ways to Investigate Increasingly De-Localized Resources. Water 13 (20), 2906 doi.org/10.3390/w13202906