Grundwassermessstellen

Grundwassermessstellen (GWM) sind technische Einrichtungen zur systematischen Beobachtung, Untersuchung und Bewertung des Grundwassers. Sie ermöglichen insbesondere die Erfassung des Grundwasserstands und seiner zeitlichen Entwicklung sowie die Untersuchung der chemischen und physikalischen Beschaffenheit des Grundwassers. Aus Messungen an mehreren Grundwassermessstellen können darüber hinaus Grundwasserfließrichtungen und hydraulische Gradienten abgeleitet werden. Grundwassermessstellen können außerdem für hydraulische Untersuchungen, beispielsweise Pump- oder Auffüllversuche, genutzt werden, um die hydraulische Durchlässigkeit des Untergrundes zu bestimmen.

Der Grundwasserstand ist eine zeitlich veränderliche Größe und wird unter anderem durch Niederschlag, Grundwasserneubildung, Oberflächengewässer, Wasserentnahmen sowie wasserbauliche oder bauliche Eingriffe beeinflusst. Langjährige Messreihen ermöglichen es, diese Schwankungen zu erfassen, Entwicklungen und Veränderungen zu erkennen und charakteristische Grundwasserstände aus den vorhandenen Daten abzuleiten. Damit bilden Grundwassermessstellen eine wesentliche Grundlage für die Beurteilung der Grundwasserverhältnisse und ihrer langfristigen Entwicklung.

Die gewonnenen Daten dienen unter anderem dazu, den Einfluss des Grundwassers auf Bauwerke und Baumaßnahmen sowie umgekehrt mögliche Auswirkungen von Baumaßnahmen auf das Grundwasser zu beurteilen. Je nach Aufgabenstellung können Grundwassermessstellen dabei der langfristigen Grundwasserbeobachtung, der Beweissicherung oder der projektbezogenen Überwachung dienen.

Die Errichtung und der Betrieb von Grundwassermessstellen unterliegen technischen Anforderungen, die unter anderem in DIN-Normen und DVGW-Arbeitsblättern beschrieben sind. Eine fachgerechte Planung und Herstellung ist Voraussetzung dafür, dass die Messstelle dauerhaft funktionsfähig bleibt, repräsentative und belastbare Messdaten liefert und gleichzeitig eine Beeinträchtigung des Grundwassers vermieden wird. Die Herstellung ist daher durch entsprechend qualifizierte Fachunternehmen mit geeignetem Personal, technischen Geräten und Ausrüstungen unter Beachtung der anerkannten Regeln der Technik durchzuführen.

Ausbau von Grundwassermessstellen

Der fachgerechte Ausbau einer Grundwassermessstelle erfolgt in der Regel in einem zuvor hergestellten Bohrloch. Aufbau und Dimensionierung der Messstelle richten sich nach der jeweiligen Aufgabenstellung sowie den geologischen und hydrogeologischen Verhältnissen am Standort. Die einzelnen Bauteile müssen dabei so aufeinander abgestimmt werden, dass der relevante Grundwasserleiter gezielt erfasst, hydraulische Verbindungen zwischen unterschiedlichen Grundwasserleitern vermieden und gleichzeitig ein sicherer Betrieb der Messstelle gewährleistet werden. Hierzu gehören insbesondere die Ausbauverrohrung mit Vollwand- und Filterrohren, die Ringraumverfüllung mit Filtermaterial und Abdichtungen sowie das Abschlussbauwerk. Ergänzende Bauteile wie Bodenkappe und Abstandshalter unterstützen den fachgerechten Einbau und die dauerhafte Funktionsfähigkeit der Messstelle.

Die wesentlichen Bauteile einer Grundwassermessstelle sind nachfolgend dargestellt und beschrieben.

Bauteilbeschreibung / Begriffsdefinition

Abschlussbauwerk:

Das Abschlussbauwerk bildet den oberen Abschluss der Grundwassermessstelle und schützt die Ausbauverrohrung vor Verunreinigungen, Witterungseinflüssen und mechanischen Beschädigungen. Gleichzeitig muss ein sicherer und ungehinderter Zugang für Messungen, Wartungsarbeiten und den Einbau technischer Geräte gewährleistet bleiben. Der Abschluss kann als Überflur- oder Unterflurausbau ausgeführt werden.

• Überflurausbau: Beim Überflurausbau wird die Ausbauverrohrung durch ein darüber angeordnetes Schutzrohr, in der Regel aus Stahl, geschützt. Das Schutzrohr ist nicht fest mit der Ausbauverrohrung verbunden und wird frostsicher in einem Betonfundament verankert. Es wird in der Regel bis etwa 1,0 m über Gelände geführt. Zwischen Schutzrohr und Vollwandrohr soll eine möglichst zentrische Anordnung gewährleistet werden. Den oberen Abschluss bildet eine verschließbare Sicherheitsverschlusskappe. Bei Standorten mit erhöhter Beschädigungs- oder Anfahrgefahr kann zusätzlich ein Anfahrschutz vorgesehen werden. Dieser sollte so ausgeführt sein, dass mechanische Belastungen nicht unmittelbar auf die Grundwassermessstelle übertragen werden.

• Unterflurausbau: Beim Unterflurausbau liegt der Messstellenabschluss unterhalb bzw. auf Höhe der Geländeoberfläche. Die Messstelle wird durch eine befahrbare Straßenkappe oder eine geeignete Schachtabdeckung geschützt. Unter der Abdeckung befinden sich das Schutzrohr und die Sicherheitsverschlusskappe der Ausbauverrohrung. Der Unterflurabschluss ist so auszubilden, dass Oberflächenwasser nicht in die Messstelle eindringen kann. Gleichzeitig muss eine sichere Entwässerung gewährleistet sein. Hierzu ist eine geeignete Ablauf- bzw. Entwässerungsmöglichkeit vorzusehen. Insbesondere aus Gründen des Frostschutzes ist die Straßenkappe selbstständig entwässerbar auszuführen.

Pegeloberkante und Rohroberkante

• Pegeloberkante: Die Pegeloberkante (POK) ist der festgelegte und höhenmäßig eingemessene Bezugspunkt für die Messung des Grundwasserstands. Sie liegt üblicherweise am oberen Rand der Abschlusskappe, die auf das Schutzrohr aufgeschraubt ist. Maßgebend ist der feste Kappenrand bei geöffnetem Deckel. Eine Markierung oder kleine Vertiefung in der Abschlusskappe kann die genaue Lage des Messpunkts kennzeichnen. Eine solche Kennzeichnung ist jedoch nicht bei allen Abschlusskappen vorhanden. Entscheidend ist, dass Vermessung und Grundwasserstandsmessung stets auf denselben Punkt bezogen werden. Die Anforderungen an die Einmessung werden projektspezifisch festgelegt. Üblicherweise werden Messunsicherheiten von ±5 cm in der Lage und ±5 mm in der Höhe toleriert. Die Höheneinmessung erfolgt im Deutschen Haupthöhennetz 2016 (DHHN 2016). Die Höhen werden in Metern über Normalhöhennull (m ü. NHN) angegeben.

• Rohroberkante: Die Rohroberkante (ROK) bezeichnet das obere Ende der innerhalb des Schutzrohrs geführten Ausbauverrohrung. Sie liegt üblicherweise etwas unterhalb der Pegeloberkante und ist in der Regel nicht der höhenmäßig eingemessene Bezugspunkt für die Grundwasserstandsmessung. Beide Kanten dürfen daher bei der Messung nicht verwechselt werden. Wird eine Messung auf die Rohroberkante bezogen, muss deren Höhenunterschied zur Pegeloberkante bekannt sein und bei der Auswertung berücksichtigt werden.