Bild
Dreisam bei Freiburg, ausgetrocknet
Eigentümer
© Hans Jürgen Hahn
Wenn das Grundwasser sinkt
Trockene Bäche, versiegende Quellen und zunehmender Bewässerungsbedarf: Der Klimawandel verändert den Landschaftswasserhaushalt in vielen Regionen Deutschlands. Besonders betroffen ist das Grundwasser – mit Folgen für Ökosysteme, Landwirtschaft und Trinkwasserressourcen.
Die versiegte Dreisam, westlich von Freiburg. Das Wasser ist den sinkenden Grundwasserständen gefolgt und im Untergrund versickert. Foto: Hans Jürgen Hahn

Weniger Neubildung, mehr Belastung

Hans Jürgen Hahn, Limnologe und Ökologe an der RPTU, untersucht die Wechselwirkungen zwischen Oberflächengewässern und Grundwasser. Seine Forschung zeigt, warum sinkende Grundwasserstände weitreichende Konsequenzen haben und welche Maßnahmen dem entgegenwirken könnten.

Was im Verborgenen geschieht, bleibt oft lange unbemerkt: Während trockene Flussbetten, versiegende Quellen und ausgedörrte Felder zu den sichtbaren Zeichen des Klimawandels zählen, entziehen sich die Veränderungen unter unseren Füßen meist dem Blick. Dabei ist das Grundwasser eine zentrale Lebensader: Es entscheidet mit darüber, ob Bäche Wasser führen, Pflanzen Trockenperioden überstehen und langfristig ausreichend Trinkwasser zur Verfügung steht. Doch genau dieser natürliche Wasserspeicher gerät in vielen Regionen zunehmend unter Druck – mit Folgen, die weit über sinkende Pegelstände hinausreichen.

„Der Klimawandel und die damit einhergehende Trockenheit machen unserem Grundwasser zu schaffen. Und das wiederum bringt weitere Probleme mit sich“, sagt Hans Jürgen Hahn und skizziert die physikalischen Zusammenhänge: „Ist der Grundwasserpegel niedrig, dann kann belastetes Oberflächenwasser aus Bächen und Flüssen ins Grundwasser gelangen.“ Auf diese Weise können Schadstoffe in die unterirdischen Wasservorräte eindringen. „Da kommt eine riesige Baustelle auf uns zu“, warnt der Ökologe mit Blick auf die aktuellen Entwicklungen: „Wir reichern das Grundwasser zunehmend mit Abwasser an – mit Pestiziden, Medikamentenresten und anderen Schadstoffen.“

Infografik sinkender Grundwasserspiegel
Als Folge des Klimawandels kippt vielerorts der Landschaftswasserhaushalt: Durch sinkende Grundwasserstände versickern die Fließgewässer in den Untergrund und verschmutzen mit ihren Schadstoffen das Grundwasser. Grafik: RPTU, Sina Hurnik

Dabei lohnt ein genauerer Blick auf die Herkunft des Wassers in den Fließgewässern. Denn in Bächen fließt längst nicht überall nur Quell- und Grundwasser; vielerorts werden sie auch durch Einleitungen aus Kläranlagen gespeist. Hahn nennt ein Beispiel aus der Südpfalz: „Ab Knöringen ist der Hainbach trocken, bis zur Kläranlage Hochstadt, dann führt er wieder bis ungefähr Schwegenheim Wasser, danach ist er wieder trocken. Das ist Kläranlagenwasser.“ Dieses Wasser sei nicht verdunstet, erläutert Hahn, sondern im weiteren Verlauf versickert – und damit im Grundwasser angekommen.

Die Zäsur

Als Wissenschaftler untersucht Hans Jürgen Hahn die Wechselwirkungen zwischen Oberflächenwasser und Grundwasser: Er beschäftigt sich unter anderem damit, wie der Landschaftswasserhaushalt die Biologie des Grundwassers beeinflusst – also die Vorgänge des Wasserkreislaufs, der aus Niederschlag, Infiltration, Grundwasserneubildung, Abfluss und den verschiedenen Komponenten der Verdunstung besteht. Alles Aspekte, bei denen es in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten zu erheblichen Veränderungen gekommen ist: „Das Jahr 2003 war eine Zäsur“, resümiert Hahn. Die 1990er Jahre seien sehr nass gewesen. Und das habe natürlich auch den Grundwasserständen gutgetan: Es wurde jede Menge neues Grundwasser gebildet.

Bewässerung eines Gemüsefelds
Bleibt der Niederschlag aus, müssen Felder beregnet werden. Das Wasser wird in der Regel dem Grundwasser entnommen. Foto: Colourbox / Deyan Georgiev

Doch seit 2003 sei alles anders: „Seitdem hatten wir in der Südpfalz eigentlich kein richtig nasses Jahr mehr.“ Die Grundwasserneubildungsrate in Rheinland-Pfalz sei seit 2003 gegenüber den Jahrzehnten zuvor um rund 25 Prozent geringer. „In der Südpfalz sind es bis zu 50 Prozent weniger Neubildung.“

Weitere Dinge seien klimabedingt hinzugekommen, wie Hahn ergänzt. So hat sich die Vegetationsperiode in den vergangenen sechzig Jahren um etwa vier Wochen verlängert: „Weil es im Herbst und Frühjahr draußen länger warm ist.“ Die Bäume bleiben länger grün und benötigen dann eben auch mehr Wasser. Wasser, das nicht mehr für die Grundwasserneubildung zur Verfügung steht.

Immer mehr Durst

In einem Forschungsprojekt untersuchte Hans Jürgen Hahn die sichtbaren Folgen von Klimawandel und der landwirtschaftlichen Bewässerung durch die Nutzung von Grundwasser – der sogenannten Beregnungslandwirtschaft. Die dahinterstehende Problematik: Die Grundwasserneubildung sinkt. Gleichzeitig steigen die Grundwasserentnahmen. Dadurch sinken die Grundwasserstände weiter, und der Landschaftswasserhaushalt verändert sich. Ein wesentlicher Aspekt dabei: Die Landwirtschaft muss aufgrund der zunehmenden Trockenheit immer häufiger bewässern. „Wir beobachten aktuell die stärkste Zunahme des Grundwasserverbrauchs bei der Beregnungslandwirtschaft“, erklärt Hans Jürgen Hahn. Gemeinsam mit seinem Team und dem freiberuflichen Limnologen Dr. Holger Schindler sichteten sie die verfügbaren Daten. Eines der Ergebnisse: „In Zeiten des Klimawandels gibt es in Deutschland keine einheitliche Grundlage zur Erfassung der Schlüsselparameter des Landschaftswasserhaushaltes.“

Der blinde Fleck

Doch zurück zum Forschungsprojekt: Hans Jürgen Hahn und sein Team analysierten Daten und Wasserrechte. „Wir schauten uns an, für welche Flächen eine Grundwasserentnahme genehmigt ist. Und welche Flächen dann tatsächlich beregnet werden.“ Was der Umweltwissenschaftler bereits sagen kann: „Die Beregnungslandwirtschaft geht mit dem Grundwasser nicht sparsam genug um.“ Gleichzeitig haben sich die Flächen ausgedehnt, die auf diese Weise beregnet werden: „Möglicherweise wird mehr Wasser entnommen, als tatsächlich genehmigt wurde.“ Was kann eine Schlussfolgerung daraus sein? „Wir brauchen mehr Kontrolle bei der Grundwasserentnahme – und das auch in der Landwirtschaft.“

Regionale Unterschiede

Eine weitere Erkenntnis aus Hahns bisherigen Beobachtungen: „Der Klimawandel findet regional unterschiedlich statt. In der Pfalz ist die Situation eine ganz andere als etwa im Schwarzwald.“ Das liege beispielsweise an der Regenhäufigkeit – und den damit einhergehenden Konsequenzen für Wälder, Felder und Bäche. Maßnahmen, die die Situation verbessern sollen, müssten deshalb regional angepasst und umgesetzt werden, führt Hans Jürgen Hahn weiter aus: „Bei der Erstellung eines Konzepts muss man sich fragen: Wie viel Wasser hat mein System? Wer entnimmt Wasser? Wie viel Entnahme verträgt es? Was kann ich tun, um Wasser in der Fläche zu halten? Und was muss passieren, wenn der Grundwasserpegel zurückgeht?“ Um solche Fragen richtig beantworten zu können, müsse es standardisierte, belastbare Verfahren geben: „Wir brauchen Daten, auf die man sich auch verlassen kann. Wir müssen wissen, wie viel Grundwasser verfügbar ist in einer Region. Genau das ist nämlich meist nicht klar.“

Wasser zurückhalten

Um den Rückgang des Grundwassers zu stoppen, könnten Regionen laut Hahn verschiedene Maßnahmen ergreifen, die zugleich einen wichtigen Beitrag zum Hochwasserschutz leisten. Im Mittelpunkt stehe dabei das Ziel, den schnellen Abfluss von Niederschlagswasser zu reduzieren und Wasser möglichst lange in der Landschaft zurückzuhalten, damit es versickern und zur Grundwasserneubildung beitragen kann.

Besonders wichtig seien dezentrale Maßnahmen, „die direkt dort ansetzen, wo das Wasser anfällt“. Die in den vergangenen Jahrzehnten vorangetriebene Entwässerung vieler Landschaften müsse möglichst rückgängig gemacht und der natürliche Wasserrückhalt verbessert werden. „Dazu gehört beispielsweise eine Restrukturierung der Landschaft durch die Anlage von Hecken, Agroforstsystemen und anderen abflusshemmenden Strukturen, etwa im Rahmen ökologischer Flurbereinigungen. Solche Elemente verlangsamen den Oberflächenabfluss und fördern die Versickerung.“

Der Hainbach in der Pfalz - stellenweise ausgetrocknet
Nicht überall in Bächen fließt Quell- und Grundwasser. Vielerorts, wie hier im Pfälzer Hainbach, werden die Gewässer durch Einleitungen aus Kläranlagen gespeist. Versickert dies, kann es ins Grundwasser gelangen. Foto: Hans Jürgen Hahn.

Weitere wirksame Maßnahmen seien die Entfernung von Dränagen sowie die Renaturierung von Fließgewässern. „Auf diese Weise kann Wasser länger in der Fläche gehalten werden, anstatt schnell über Entwässerungssysteme abgeführt zu werden.“

Auch die Landwirtschaft spielt eine wichtige Rolle: Durch eine angepasste Bodenbewirtschaftung, etwa den Aufbau von Humus, lässt sich die Wasseraufnahme- und Speicherfähigkeit der Böden verbessern. Dadurch können Niederschläge besser aufgenommen und für die Grundwasserneubildung genutzt werden.

Allerdings ist die Umsetzung solcher Maßnahmen häufig mit erheblichen Nutzungskonflikten verbunden. Eingriffe in landwirtschaftliche Flächen oder Veränderungen bestehender Entwässerungssysteme betreffen unterschiedliche Interessen und stoßen daher nicht selten auf Widerstand. „Das hohe Konfliktpotenzial erklärt, warum flächenwirksame Maßnahmen in der politischen Praxis oft nur zögerlich umgesetzt werden, obwohl sie als besonders wirksam für den langfristigen Schutz der Wasserressourcen gelten“, sagt Hahn.

Daneben, in kritischen Bereichen, seien auch zentrale, technische Maßnahmen sinnvoll. Hahn nennt Versickerungsspeicherplätze als ein Beispiel: Dort können große Niederschlagsmengen und Hochwasserspitzen gewissermaßen zurückgehalten werden. „Rhein-Hochwasser beispielsweise wird in Polder abgeleitet. Und das kann auch bei einem Konzept zur Grundwasserneubildung eine Rolle spielen.“ Aber: „Das Ganze ist auch nicht ganz unkritisch zu sehen“, führt Hahn weiter aus. Bei solchen Konzepten müsse man sich nämlich auch immer die Frage stellen, ob und wie stark belastet das entsprechende Oberflächenwasser ist, das man so ins Grundwasser versickern lassen möchte: „Sonst kann es auch auf diese Weise zu Verunreinigungen kommen.“ Auch deshalb seien regionale Konzepte wichtig: „Für die richtige Lösung muss man sich mit der Situation vor Ort beschäftigen.“

Boden ohne Regenwasser

Ein weiteres Problem in vielen Regionen: „Bei bestimmten Untergründen, etwa wassergesättigten, lehmigen Böden oder festem Fels, kann nur wenig Regenwasser versickern. Das Wasser kann dann als Hochwasser ins Tal schießen.“ So etwas habe sich damals im Sommer 2021 an der Ahr abgespielt. Was Verantwortliche bedenken sollten: In bebauten Siedlungen hat Wasser oftmals nur wenig Gelegenheit zu versickern: „Über Dächer und Regenrinnen gelangt es direkt in die Kanalisation“, berichtet Hahn. Dabei gehe Wasser verloren, das man eigentlich für die Grundwasserneubildung brauche. Über entsprechende Bauvorschriften ließe sich einiges verändern. „Und Privathaushalte könnten sich beispielsweise eine Zisterne anlegen“, meint Hahn. Auch für die Klärwasser-Problematik gebe es Lösungen: „Eine vierte Reinigungsstufe in Kläranlagen hilft dabei, Medikamentenreste und ähnliche Schadstoffe aus den Fließgewässern fernzuhalten.“

Jeder Tropfen zählt

Und was müsste sich konkret bei der Beregnungslandwirtschaft verändern? „Die Beregnungsmethoden, die man bei uns auf den Äckern sieht, sind ja schon ziemlich altertümlich“, meint Hahn. Da gebe es mittlerweile modernere Techniken. Mit ihnen könne man erhebliche Wassermengen einsparen. Und es stelle sich natürlich auch die Frage, ob man überall alles anbauen muss: „Wir brauchen ein System, das Wassersparen in der Landwirtschaft attraktiv macht.“

99
Dr. Hans Jürgen Hahn
PD Dr.
Hans Jürgen
Hahn
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
„Grundwasser ist einer der letzten unerforschten Lebensräume und rechtlich kaum geschützt. Als Wissenschaftler hat man hier eine große Verpflichtung."
PD Dr. Hans Jürgen Hahn ist Limnologe und Ökologe und arbeitet als Privatdozent im Institut für Umweltwissenschaften am Campus Landau. Gleichzeitig ist er Geschäftsführer des Instituts für Grundwasserökologie IGÖ GmbH. Er befasst sich vor allem mit der Ökologie des Grundwassers, der Quellen und der Bachsedimente, aber auch mit der Biologie des Trinkwassers. Vor diesem Hintergrund beschäftigt ihn auch der Klimawandel und dessen Auswirkungen auf den Landschaftswasserhaushalt.
Forscherprofil auf rptu.de


MEHR ZUM THEMA

Interview "Warum wir jetzt Wasser sparen müssen" mit Hans Jürgen Hahn auf swr.de (22.06.2026)

Terra X Harald Lesch "Trinkwasser am Limit?!" vom 23.06.2025 (ab Minute 15:28)

//
von Christine Pauli
Christine Pauli gehört zum Team der Universitätskommunikation an der RPTU und kümmert sich dort um Pressearbeit und Wissenschaftskommunikation. Sie verfügt über langjährige Erfahrung als Wissenschaftsjournalistin und Projektmanagerin in der Wissenschaftskommunikation und war in diesen Funktionen für renommierte Verlage, Universitäten und Unternehmen tätig. Parallel zu ihrer journalistischen Ausbildung arbeitete die studierte Biologin zuvor selbst einige Jahre in der biomedizinischen Forschung.

Diese Themen könnten dich auch interessieren: