Grundwassermodelle Sachsen Anhalt kommen dort zum Einsatz, wo Behörden, Wasserversorger und Projektträger belastbare Entscheidungen über die Ressource Grundwasser treffen müssen. Als rechnerisches Abbild der hydrogeologischen Verhältnisse bilden Grundwassermodelle die Grundwasserströmung, die Wasserstände und den Stofftransport eines Gebietes ab und übersetzen einzelne Angaben aus Messstellen in belastbare Prognosen. In Sachsen-Anhalt prägt der Ausstieg aus dem Braunkohlebergbau mit steigenden Grundwasserständen und zahlreichen Bergbaufolgeseen die Aufgabenlage. Gleichzeitig erhöhen Trockenperioden und andere extreme Wetterereignisse die Anforderungen an eine vorausschauende Wasserbewirtschaftung.
Die AKVO GmbH unterstützt als Ingenieurgesellschaft für Umwelt, Energie und Wasser bei solchen Fragestellungen mit numerischer Grundwassermodellierung. Das Unternehmen mit Sitz in Berlin erstellt Modelle zur Berechnung von Grundwasserströmung sowie Stoff- und Wärmetransport und verbindet diese mit geologischen 3D-Modellen. Mit Büros in Berlin und Leipzig ist AKVO auch für Projekte in Mitteldeutschland regional erreichbar.
Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt schaffen eine belastbare Entscheidungsgrundlage
Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt liefern ein rechnerisches Abbild der hydrogeologischen Verhältnisse und dienen als Entscheidungsgrundlage für Wasserwirtschaft, Bergbaufolgen und Umwelt. Sie berechnen Grundwasserströmung, Wasserstände und Stofftransport in einem Gebiet und machen so nicht direkt messbare Größen sichtbar.
Ein Grundwassermodell beschreibt die physikalischen Vorgänge eines Grundwasserstroms mathematisch und stützt sich dabei auf die Geologie, die Grundwasserneubildung und die hydraulischen Randbedingungen des Untersuchungsgebiets. Aus diesen Eingangsdaten entstehen belastbare Aussagen zu Fließrichtungen, Grundwasserbilanzen und den Auswirkungen geplanter Eingriffe. Die AKVO GmbH nutzt für die Modellierung unter anderem FEFLOW (DHI) und Visual MODFLOW (Waterloo Hydrogeologic), ergänzt um geologische 3D-Modelle.
Gerade wenn Wasserversorgung, Landwirtschaft, Industrie und Naturschutz auf dieselben begrenzten Wasserressourcen angewiesen sind, können Modellszenarien die Folgen unterschiedlicher Entnahmen und Nutzungen vergleichbar machen. Damit liefern sie Behörden eine fachliche Grundlage, um Nutzungskonflikte zu beurteilen und Entscheidungen zur Wasserbewirtschaftung nachvollziehbar abzuwägen.
Weil die Aussagekraft jedes Modells an der Kenntnis des Untergrunds hängt, entscheidet die geologische Vielfalt Sachsen-Anhalts über den passenden Modellansatz.
Grundwasser in Sachsen-Anhalt verteilt sich auf unterschiedliche Regionen
Das Grundwasser in Sachsen-Anhalt verteilt sich auf sehr unterschiedliche Regionen, von den quartären Lockergesteinen der Norddeutschen Tiefebene bis zu den Festgesteinen des Harzes. Diese Vielfalt bestimmt, wie Wasser im Untergrund fließt und wie ein Modell aufgebaut werden muss. Rund 70 Prozent des Trinkwassers in Sachsen-Anhalt stammen aus Grundwasser, wodurch die nachhaltige Bewirtschaftung dieser Ressource eine besondere Bedeutung erhält.
Im Norden und im Elbe-Einzugsgebiet speichern sandige Lockergesteine das Grundwasser in ergiebigen Porengrundwasserleitern. Im Bereich des Mitteldeutschen Reviers um Geiseltal, Profen und Amsdorf haben Braunkohletagebaue den Wasserhaushalt tief verändert, sodass heute der Grundwasserwiederanstieg und die Bergbaufolgeseen wie der Geiseltalsee die Fachdebatte prägen. Im Harz und seinem Vorland treten dagegen Kluftgrundwasserleiter auf.
Auch jahreszeitliche Schwankungen müssen berücksichtigt werden. Die Grundwasserneubildung findet in Deutschland überwiegend im hydrologischen Winterhalbjahr statt, wenn Vegetation und Verdunstung weniger Wasser verbrauchen. Ausreichende Niederschläge in dieser Zeit können deshalb zu steigenden Grundwasserständen beitragen. Bleiben die Winterniederschläge aus, können sich Defizite dagegen über längere Zeit fortsetzen. Die Auswirkungen des Klimawandels werden in Sachsen- Anhalte zu einer erheblichen Verringerung der Grundwasserneubildung führen.
Weil diese Region so heterogen ist, bestimmt die jeweilige Fragestellung, welcher Modelltyp zum Einsatz kommt.
Diese Grundwassermodelle und Modelltypen gibt es
Grundwassermodelle unterscheiden sich vor allem nach Modellansatz und Ziel, von der qualitativen Systembeschreibung bis zum rechenintensiven numerischen Strömungsmodell. Die Wahl richtet sich nach Fragestellung, Datenlage und geforderter Genauigkeit.
In der hydrogeologischen Praxis prägen drei Modelltypen die Arbeit, die inhaltlich aufeinander aufbauen:
- Konzeptionelle Modelle: Sie beschreiben Geologie, Grundwasserleiter und Randbedingungen qualitativ und bilden die Grundlage jeder numerischen Modellierung.
- Analytische Modelle: Sie nutzen vereinfachte Gleichungen für klar abgegrenzte Fragen, etwa den Zusammenhang zwischen Entnahme und Wasserstand.
- Numerische Modelle: Sie lösen die Strömungsgleichungen für jedes Element eines Modellnetzes und bilden die Grundwasserdynamik eines ganzen Gebietes ab.
Numerische Strömungsmodelle lassen sich zu Stoff- und Wärmetransportmodellen erweitern, wenn nicht nur die Grundwasserströmung, sondern auch die Ausbreitung von Stoffen, Säure oder Wärme interessiert. Gerade in den Bergbaufolgelandschaften Sachsen-Anhalts sind reaktive Stofftransportmodelle wichtig, weil versauertes und eisenhaltiges Wasser aus den Kippen die Wasserqualität beeinflusst. Wie numerische Modelle grundsätzlich aufgebaut sind, zeigt unsere Darstellung der numerischen Modellierung von Grundwasser.
Daten des Gewässerkundlichen Landesdienstes fließen in die Modelle ein
Die Daten des Gewässerkundlichen Landesdienstes bilden die zentrale Grundlage für Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt. Der Gewässerkundliche Landesdienst im Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft (LHW) betreibt rund 1.300 Grundwassermessstellen und stellt die erhobenen Grundwasserdaten öffentlich bereit.
Für ein tragfähiges Modell tragen Fachleute mehrere Datenquellen zusammen, deren Dichte über die erreichbare Genauigkeit entscheidet:
- Grundwasserstände: lange Zeitreihen aus den Grundwassermessstellen als zentrale Größe für die Kalibrierung
- Oberirdische Gewässer: Pegelstände und Wasserstände an Fließgewässern und Seen als hydraulische Randbedingung
- Grundwasserqualität: Probenahme und Laborwerte zu Nitrat, Chlorid und weiteren Parametern
- Grundwasserneubildung: Niederschlag, Verdunstung und Bodendaten aus Lysimeterstationen
- Nutzungsdaten: Angaben zu Entnahmen aus Wasserversorgung, Landwirtschaft und Industrie
Über das Datenportal des Gewässerkundlichen Landesdienstes und das Umweltportal Sachsen-Anhalt sind Umweltdaten aus Fließgewässern, Seen und Grundwasser einsehbar, die als Datenbasis für Modelluntersuchungen dienen. Weil einzelne Messstellen den Grundwasserstand nur punktuell erfassen, verbindet ein Modell diese Werte zu einem flächenhaften Bild des gesamten Gebietes.
Nitrat wirkt sich auf das Grundwasser in Sachsen-Anhalt aus
Nitrat belastet in Sachsen-Anhalt vor allem das Grundwasser unter intensiv genutzten landwirtschaftlichen Flächen, weshalb der Gewässerkundliche Landesdienst sein Messnetz gezielt in belasteten Gebieten verdichtet. Stofftransportmodelle bilden ab, wie sich die Belastung entlang der Grundwasserströmung ausbreitet.
Die Ausweisung nitratbelasteter Gebiete nach der in Deutschland bundesweit geltenden Verwaltungsvorschrift stützt sich auf die Messdaten des Landes, und ein Grundwassermodell überführt diese Momentaufnahme in eine Prognose der künftigen Entwicklung. Damit wird sichtbar, wie lange Nitrat aus vergangener Düngung noch im Untergrund unterwegs ist. Weil jede Entnahme und jede Nutzung diese Verhältnisse verändert, ist die rechtliche Steuerung der Grundwassernutzung eng an solche Analysen gebunden.
Entnahme von Grundwasser in Sachsen-Anhalt unterliegt rechtlichen Vorgaben
Die Entnahme von Grundwasser stellt in Sachsen-Anhalt eine Benutzung nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und dem Wassergesetz für das Land Sachsen-Anhalt (WG LSA) dar und ist in der Regel erlaubnis- oder anzeigepflichtig. Ob eine wasserrechtliche Zulassung erforderlich ist, hängt von Zweck, Menge, Standort und den Auswirkungen auf den Wasserhaushalt ab.
Die zuständigen Wasserbehörden prüfen im Verfahren, ob eine Entnahme mit den Bewirtschaftungszielen vereinbar ist, wobei das Umweltministerium des Landes den wasserwirtschaftlichen Rahmen setzt. Ein Grundwassermodell liefert dafür die fachliche Grundlage, indem es die Auswirkungen einer geplanten Nutzung auf Grundwasserstände und benachbarte Brunnen nachvollziehbar prognostiziert.
Auch das Wasserrecht entwickelt sich angesichts veränderter Anforderungen weiter. Das Wassergesetz für das Land Sachsen-Anhalt stammt aus dem Jahr 2011. Mit dem 2025 beschlossenen Gesetz zur Verbesserung des Wassermanagements wurden unter anderem neue Regelungen zum Wasserrückhalt in das Landesrecht aufgenommen.
Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt werden vielseitig genutzt
Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt unterstützen die Wasserwirtschaft, den Hochwasserschutz, die Bergbausanierung und die Trinkwassergewinnung. Sie liefern Prognosen zu Wasserständen, Fließrichtungen und Stoffausbreitung, wo einzelne Messwerte keine belastbare Aussage erlauben.
Die Anwendungsfelder von Grundwassermodellen lassen sich in der Planungspraxis gut clustern:
- Trinkwasser und Schutzzonen: Bemessung von Einzugsgebieten für Brunnen und Schutz der Ressource Grundwasser
- Planung von Grundwassersanierungen in kontaminierten Bereichen
- Bergbaufolgen: Prognose des Grundwasserwiederanstiegs und der Wasserqualität in den Bergbaufolgeseen
- Hochwasserschutz: Betrachtung der Wechselwirkung zwischen hohen Pegelständen der Fließgewässer und dem Grundwasser
- Landwirtschaft und Nitrat: Bewertung von Stoffeinträgen, Bewässerungsszenarien und Planung von Schutzmaßnahmen
- Wasserrückhalt und Speicher: Bewertung möglicher Auswirkungen von Wasserspeichern und Bewässerungskonzepten auf den regionalen Wasserhaushalt
- Bau und Wasserhaltung: Berechnung von Grundwasserabsenkungen bei Baugruben und deren Wirkung auf die Natur
- Klimawandel und Dürre: Simulation veränderter Niederschläge, Grundwasserneubildung und Wasserstände für langfristige Anpassungsstrategien
Besonders für die Landwirtschaft gewinnt die Frage an Bedeutung, wie Wasser aus niederschlagsreicheren Perioden gespeichert und während trockener Phasen verfügbar gemacht werden kann. Grundwassermodelle können dabei in die Planung von Speicher- und Bewässerungskonzepten einfließen, indem sie Wechselwirkungen mit Grundwasserständen, Grundwasserneubildung und benachbarten Nutzungen untersuchen.
Über diese Anwendungen hinaus dienen Grundwassermodelle einer langfristigen Strategie für den Wasserhaushalt. Steigende Temperaturen, eine höhere Verdunstung, längere Trockenperioden und extreme Wetterereignisse verändern die Wasserverfügbarkeit. Modelle ermöglichen es, solche Klimawandel- und Dürreszenarien rechnerisch zu untersuchen und mögliche Folgen für Landwirtschaft, Wasserversorgung und Ökosysteme frühzeitig abzuschätzen. Weil Grundwasser und oberirdische Gewässer ein System bilden, ergänzt AKVO die Grundwassermodellierung um die Modellierung oberirdischer Gewässer.
AKVO bringt Erfahrungen für Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt mit
Die AKVO GmbH verfügt über Erfahrungen bei hydrogeologischen und altlastenbezogenen Fragestellungen in Sachsen-Anhalt. Am ehemaligen ADDINOL-Standort am Geiseltalsee begleitet das Unternehmen seit über zehn Jahren Sicherungsmaßnahmen im Rahmen der Altlastensanierung. Zu den Leistungen gehören fachtechnische Beratung, die Begleitung und Anwendung der Grundwassermodellierung. Ziel ist es, den Eintrag möglicher Schadstoffe in das Grundwasser und den Geiseltalsee langfristig zu begrenzen.
Die Verbindung aus Grundwassermodellierung, Stofftransportbetrachtung und hydrogeologischer Bewertung ist insbesondere für Bergbaufolge- und Altlastenstandorte relevant. Sie kann auch bei Fragestellungen der Wasserhaltung, des Trinkwasserschutzes, der Sanierungsplanung und der geothermischen Nutzung eingesetzt werden. AKVO erstellt hierfür numerische Modelle der Grundwasserströmung sowie des Stoff- und Wärmetransports und stützt diese auf geologische 3D-Modelle. Mitarbeitende der AKVO GmbH haben Grundwasserströmungs-, Stofftransport- und Wärmetransportmodelle für wesentliche Industrieflächen wie die ehem. BUNA-Werke Schkopau, die Leuna- Werke, Industriegebiete in Magdeburg und weitere Bereiche erstellt.
Die AKVO GmbH erstellt Grundwassermodelle für Infrastrukturprojekte der Deutschen Bahn.
AKVO als Partner für Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt
Wer Grundwassermodelle in Sachsen-Anhalt als Entscheidungsgrundlage für Wasserwirtschaft, Bergbausanierung, Hochwasserschutz oder Trinkwassergewinnung einsetzen möchte, findet in der AKVO GmbH einen erfahrenen Partner für numerische Grundwasserströmungs-, Stoff- und Wärmetransportmodelle auf Basis geologischer 3D-Modelle.
Wenn Sie ein Vorhaben in Sachsen-Anhalt vorbereiten, bei dem Grundwasserstände, Bergbaufolgen, Landwirtschaft, Klimawandel oder Nitrat eine Rolle spielen, sprechen Sie AKVO frühzeitig an. Gemeinsam prüfen wir Modellansatz, Datenbasis und passende Szenarien für Ihr Gebiet und entwickeln daraus ein belastbares Grundwassermodell für Ihre Planung.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wie viel Trinkwasser in Sachsen-Anhalt stammt aus Grundwasser?
In Sachsen-Anhalt werden über zwei Drittel des Trinkwassers aus Grund- und Quellwasser gewonnen. Die Ressource besitzt deshalb eine zentrale Bedeutung für die Wasserversorgung des Landes. Grundwassermodelle können dazu beitragen, Entnahmen, Grundwasserneubildung und langfristige Veränderungen des Wasserhaushalts gemeinsam zu bewerten.
Wie helfen Grundwassermodelle bei Trockenheit und Klimawandel?
Grundwassermodelle können unterschiedliche Klima- und Nutzungsszenarien simulieren. Damit lässt sich beispielsweise untersuchen, wie sich veränderte Niederschläge, höhere Verdunstung oder längere Trockenperioden auf Grundwasserneubildung und Grundwasserstände auswirken. Die Ergebnisse unterstützen langfristige Planungen für Wasserversorgung, Landwirtschaft und Umweltschutz.
Welche Bedeutung haben Grundwassermodelle für die Landwirtschaft?
In der Landwirtschaft können Grundwassermodelle unter anderem Bewässerungsentnahmen, Stoffeinträge und die Auswirkungen geplanter Wasserspeicher- und Bewässerungskonzepte untersuchen. Dadurch lässt sich abschätzen, wie sich unterschiedliche Maßnahmen auf den regionalen Wasserhaushalt und andere Wassernutzungen auswirken.
Können Grundwassermodelle bei Nutzungskonflikten helfen?
Ja. Modelle können unterschiedliche Entnahme- und Nutzungsszenarien unter denselben hydrogeologischen Bedingungen miteinander vergleichen. Behörden erhalten dadurch eine fachliche Entscheidungsgrundlage, um beispielsweise Ansprüche von Trinkwasserversorgung, Landwirtschaft, Industrie und Naturschutz gegeneinander abzuwägen.