Grundwasserdaten in Deutschland: Qualität auf dem Prüfstand

Grundwasser ist ein zentraler Teil des Wasserkreislaufes, Lebensraum einer vielfältigen Organismengemeinschaft und ein wichtiger Wasserspeicher. Für die Menschen in Deutschland ist es die wichtigste Quelle ihres Trinkwassers. 

Eine übermäßige Entnahme gefährdet die oberflächennahe Verfügbarkeit des Grundwassers, gleichzeitig wird durch Veränderungen der Niederschlagsmuster durch den Klimawandel weniger Grundwasser neu gebildet. Außerdem beeinträchtigen Menschen die Grundwasserqualität in verschiedenen Regionen Deutschlands durch Verschmutzungen wie den Eintrag von stickstoffhaltigem Dünger (vor allem Nitrat), Pflanzenschutzmitteln oder anderen Chemikalien. 

Grundwassermessstellen in Deutschland

Um nachteilige Veränderungen rechtzeitig zu erkennen, verfügt Deutschland über ein engmaschiges Netz von Grundwassermessstellen, die Menge und Qualität des Grundwassers regelmäßig überprüfen. Die einzelnen Landesbehörden stellen die Daten dieser Messstellen bereit, das bedeutet aber auch, dass diese Daten in 16 separaten Landesportalen vorliegen. Außnahmen bilden Daten, die Teil einer bundes- oder EU-weiten Meldekette wie beispielsweise der Wasserrahmen- oder der Nitratrichtlinie sind. 

Eine einfache überregionale Betrachtung der Verfügbarkeit, des zeitlichen Rahmens oder der Nachnutzbarkeit der Daten ist damit erschwert. Genau diese Übersicht der vorhandenen Messstellen und Daten ist aber besonders interessant für wissenschaftliche Arbeiten im Rahmen von Zukunftsmodellen, Prognoseinstrumenten, überregionalen Planungs- und Verwaltungsinitiativen, oder wirtschaftlichen Bedarfen zur Verfügbarkeit von Grundwasser.

umwelt.info bündelt die bundesweiten Grundwasserdaten und macht sie zentralisiert auffindbar. Wir geben einen Überblick zur bundesweiten öffentlichen Datenlage zum Thema Grundwasser und den Potentialen, die sich daraus ergeben.

Nachnutzung von Daten und Skripten

Sie möchten unsere grafischen Auswertungen und Daten gerne reproduzieren, nachnutzen oder eigene Aspekte untersuchen?

Dann nutzen Sie gerne die entsprechenden Skripte als Python- bzw. R-Datei aus unserem GitLab-Repository. Dazu klonen Sie einfach das Repositorium Data-Stories. Der Ordner Groundwater Analysis enthält alle Skripte die für diesen Artikel genutzt wurden. So können Sie zum Beispiel unsere Skripte nutzen (für Python und R), um die Grundwasserdaten der Messstellen, dort wo sie maschinenlesbar vorliegen, automatisiert herunterzuladen. Gegenwärtig liegen die Daten nur in den Bundesländern Berlin, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein so vor, dass ein automatischer Download möglich ist.

Die beschreibenden Daten bezüglich der Grundwassermessstellen in obenstehender Kartenabbildung stellen wir Ihnen bereits hier direkt zur Nachnutzung gerne zur Verfügung. Per Klick auf den Button „Download GeoJSON“ (unterhalb der Kartenabbildung) können Sie alle Einträge herunterladen, welche hier auf der Karte zu sehen sind. Die Karte wird nicht automatisch aktualisiert, Sie können den tagesaktuellen Stand allerdings mit dem zugehörigen Skript generieren.

Entwicklung der Grundwassermessstellen in Deutschland

Gegenwärtig sind in unserem Datenkatalog ca. 97.000 Messstellen zu Grundwasserständen (und teils chemische Messungen) verzeichnet. Im Jahr 1950 sind 4.439 Grundwassermessstellen erfasst, seitdem stieg die Anzahl kontinuierlich bis zur Jahrtausendwende (siehe Abbildung 1). Die höchste Anzahl an aktiven Messstellen mit online verfügbaren Daten wurde 2007 erreicht mit insgesamt 38.436 Stationen. Seitdem ist die Anzahl wieder leicht zurückgegangen. Der starke Abfall in den letzten beiden Jahren (29.380 Einträge im Jahr 2023) ist in erster Linie wohl darauf zurückzuführen, dass die jeweiligen Daten oftmals noch nicht online zur Verfügung gestellt wurden. Die Datenbestände werden also oft erst mit einiger Verzögerung aktualisiert. 

Wie zugänglich sind Daten zu Grundwasser in Deutschland?  

Die einzelnen Kriterien der Datenverfügbarkeit für Messdaten von Grundwassermessstellen sind in Deutschland ungleich realisiert (siehe Tabelle 1). Nur eine vergleichsweise kleine Anzahl von Bundesländern ermöglicht das direkte Herunterladen der Primärdaten, also des Grundwasserpegels über einen Messzeitraum. In einigen Fällen ist es möglich, die Daten mittels einer Kartenanwendung zu visualisieren und anschließend herunter zu laden, ohne dass jedoch ein automatisierter Zugang bereitgestellt wird. Bundesweite Informationen zu den aktuellen Grundwasserständen und Vorhersagen werden darüber hinaus von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe bereitgestellt.

Unterschiede zwischen den Bundesländern

Nicht für alle Daten zu Grundwasserständen, die sich herunterladen lassen, liegt auch ein exakter Ortsbezug vor. Dieser ist aus Datenschutzgründen manchmal gezielt grob angegeben, z. B. bei den Messstellen von Nordrhein-Westfalen. Hintergrund ist, dass die Wasserversorgung zu den kritischen Infrastrukturen zählt, deren Quellen besonders geschützt werden müssen. Ein Downloadlink ist gegenwärtig in 8 Bundesländern vorhanden, jedoch ist dieser manchmal nur durch manuelles Klicken bedienbar, so dass es in diesen Fällen nicht möglich ist die Daten automatisiert (z.B. mithilfe eines entsprechenden Downloadskripts) herunterzuladen.

Die Bundesländer Berlin, Bremen, Mecklenburg-Vorpommern, Nordrhein-Westfalen, Saarland und Schleswig-Holstein stellen maschinenlesbare Schnittstellen bereit, mit denen Nutzerinnen und Nutzer sich automatisiert Daten in einen eigenen Workflow integrieren können.

Auch die Verfügbarkeit von Detailinformationen ist sehr unterschiedlich. Einige Bundesländer, wie Bayern, Berlin, Hessen, Niedersachsen und Rheinland-Pfalz bieten eigene Webseiten für jede Messstelle an, auf denen für interessierte Nutzende zahlreiche Zusatzinformationen bereitgestellt werden, wie die Art des Grundwasserleiters, Abbildungen zum Messstellenausbau, zur Geologie und Hydrogeologie.

In den Bundesländern Bayern, Berlin, Bremen, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Nordrhein-Westfalen, Schleswig-Holstein und Thüringen sind die Daten unter einer eindeutigen freien Lizenz verfügbar. Eine einfache Nachnutzbarkeit der Daten ist somit gewährleistet. In vielen anderen Bundesländern ist dies jedoch nicht der Fall, dort muss zum Teil zunächst eine Genehmigung eingeholt werden oder die Informationen zur Nachnutzbarkeit der Daten sind wenig detailliert. Nähere Informationen zu den angegebenen Lizenzen finden Sie hier.

Wo sind die meisten Grundwassermessstellen zu finden?

Die mit Abstand größte Anzahl an Messstellen pro Fläche im aktuellen Datenkatalog auf umwelt.info liegt mit etwa 1,67 Messstellen pro Quadradkilometer in Nordrhein-Westfalen vor. Dort werden transparent etwa 57.000 private, gewerbliche und staatliche Messstellen erfasst. In den meisten anderen Bundesländern sind es in erster Linie gewerbliche und staatliche Messstellen. 

Grundsätzlich ist zwischen den Bundesländern eine große Variabilität in der Anzahl der öffentlich auffindbaren Messstellen festzustellen. Das Spektrum reicht von zwei- bis vierstellig Größenordnungen. Neben Unterschieden wie Landesfläche und Bevölkerungszahl, ist dies auf große Differenzen der Daten zurückzuführen, die online frei verfügbar sind. Wird die Anzahl der Messstellen auf die Fläche oder die Bevölkerungszahl der Bundesländer normiert, so liegt auch hier in beiden Fällen Nordrhein-Westfalen vorn. Die Stadtstaaten wie Berlin und Bremen haben erwartungsgemäß eine große Anzahl an Messstellen pro Fläche. Bei der Normierung nach Bevölkerungszahl sind insbesondere Nordrhein-Westfalen, Sachsen und Hessen als Bundesländer mit einem engmaschigen Messstellennetz zu benennen.