Annette Affolter, Stefan Scheidler & Jannis Epting
Grundwasser ist eine der wichtigsten Ressourcen für die Industrie, Landwirtschaft und für die Produktion von Trinkwasser. Voraussetzung für einen nachhaltigen Grundwasserschutz ist das Verständnis der verschiedenen Prozesse der Grundwasserneubildung und des Zustandekommens der Grundwasserqualität.
Resultate aus hydrogeologischen Untersuchungen bilden die Grundlagen für die Beurteilung von wasserbaulichen Eingriffen sowie dem regionalen Management von Wasserressourcen. Eine Abstimmung von unterschiedlichen Nutzungsinteressen mit dem Grundwasserschutz beinhaltet auch die Wiederherstellung der Fliessgewässer in ihrer Funktion als artenreiche Ökosysteme, welche Landschaften gestalten und unterschiedliche Lebensräume miteinander vernetzen.
Grundwassermodelle stellen dabei ein wertvolles Hilfsmittel dar, um gestützt auf hydrologischen und hydrogeologischen Daten sowie Betriebsdaten, Anströmbereiche von Trinkwasserfassungen zu bestimmen bzw. abzuschätzen. Durch Szenarienentwicklung lassen sich mögliche Auswirkungen von Eingriffen oder Naturgefahren erfassen und entsprechende Gefahren- und Risikobeurteilungen durchführen.

Abbildung: Links: Grundwasserregime und Zustrombereiche der Trinkwasserbrunnen im unteren Birstal zwischen Aesch und Reinach, Schweiz. Unten rechts: Querschnitt durch den Aquifer und Messsysteme zur Untersuchung der Fluss-Grundwasser Interaktion im Zustrom eines Trinkwasserbrunnens (Epting, J., Huggenberger, P., Radny, D., Hammes, F., Hollender, J., Page, R.M., Weber, S., Banninger, D. and Auckenthaler, A. (2018) Spatiotemporal scales of river-groundwater interaction - The role of local interaction processes and regional groundwater regimes. Science of the total Environment 618; https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.219).
Längere Trockenperioden, steigender Wasserbedarf und zunehmende Nutzungskonflikte zwischen Trinkwasserversorgung, Gewässerschutz und Ökologie stellen die Bewirtschaftung der Grund- und Oberflächenwasserressourcen vor wachsende Herausforderungen. Insbesondere in Talgrundwasserleitern mit enger hydraulischer Kopplung zwischen Fluss und Grundwasser können Entnahmen, Anreicherungen und betriebliche Steuerungen den Abfluss von Fliessgewässern während Niedrigwasserphasen erheblich beeinflussen (Abbildung 1). Gleichzeitig gewinnen Massnahmen wie Managed Aquifer Recharge (MAR) und Managed Surface Water Recharge (MSWR) an Bedeutung, um Wasserverfügbarkeit, ökologische Funktionen und Nutzungssicherheit langfristig zu stabilisieren. Für eine zielgerichtete Umsetzung solcher Massnahmen ist jedoch ein detailliertes Verständnis der lokalen Fluss-Grundwasser-Interaktionen sowie der zeitlichen Reaktion des Systems auf betriebliche Eingriffe unerlässlich.
Am Pilotstandort Wühre (Sissach, Ergolzeinzugsgebiet; Abbildung 1) werden Auswirkungen des Pumpbetriebs auf Niedrigwasserabflüsse der Ergolz untersucht. Während Trockenperioden kann die Förderung der nahe am Fluss gelegenen Trinkwasserbrunnen Wühre 1–3 die Abflusssituation deutlich verschärfen. Durch ein neues Leitsystem der Wasserversorgung Sissach konnte der Pumpbetrieb seit 2025 optimiert werden. Auf Basis eines kalibrierten Grundwassermodells soll nun während Niedrigwasser ein gezielter Feldversuch durchgeführt werden, um den Einfluss unterschiedlicher Pumpstrategien auf Fluss- und Grundwasser quantitativ zu bewerten und den Betrieb weiter zu optimieren.
Im Frenkeeinzugsgebiet (Niederdorf–Hölstein; Abbildung 2) steht die künstliche Grundwasseranreicherung im Talgrundwasserleiter im Fokus. Ein umfassendes Monitoring- und Modellierungskonzept untersucht, wie infiltriertes Wasser aus dem Bereich der ARA Frenke II das Grundwasser und den Abfluss der Vorderen Frenke beeinflusst. Modellrechnungen zeigen, dass bereits moderate Anreicherungsmengen einen relevanten Beitrag zum Trockenwetterabfluss leisten können. Ergänzend werden am Standort Helgenweid Möglichkeiten zur gezielten Erhöhung der Grundwasserexfiltration in die Frenke geprüft, indem bei Trockenwetter Grundwasser direkt in den Fluss eingeleitet wird. Geplante Feldversuche sollen die hydrologische Wirkung dieser Massnahme quantifizieren und ihre Eignung als Anpassungsmassnahme an Niedrigwasserbedingungen bewerten.
Auftraggeber: AIB & AUE BL
Projektlaufzeit: 2023-2026
Annette Affolter, Stefan Scheidler & Jannis Epting


Abbildung 1: Oben: Grundwasserfliessregime Bereich Wüeri östlich von Sissach, einschliesslich Trinkwasserbrunnen und Grundwasserschutzzonen (BSc Hollinger 2024). Links unten: Einfluss des Pumpregimes (nachts: grau) von Trinkwasserbrunnen auf den Ergolzpegel. Rechts unten: Trockenfallen der Ergolz oberhalb von Sissach im Herbst 2018.
BSc-Arbeit Holinger J (2024) «Hydrogeologie - Konzepte für MAR»

Abbildung 2: Links: Vordere Frenke und ARA Niederdorf. Rechts: Verschiedene MAR-Konzepte (verändert nach Dillon (2005))
Dillon P (2005): Future management of aquifer recharge. Hydrogeology Journal, 13(1), 313–316. https://doi.org/10.1007/s10040-004-0413-6
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