Der Grundwasserschatz in Schleswig-Holstein: Ein Wegweiser zur Wassererschließung [Reprint 2020 ed.] 9783111716015, 9783111257211

Table of contents :
INHALT
Vorwort
Einführung
Wissen und Lehre von Boden und Wasser
Boden und Klima
Boden und Untergrund
ERDGESCHICHTE
Bodenaufbau
Oberfläche
Durchlässige Bodenarten
Undurchlässige Bodenarien
Untergrund
Boden und Grundwasser
Erscheinungsformen
Grundwasserspeicher
Beschaffenheit des Grundwassers
Chemische Auswertungskarten
Einzug, Verbleib und Begrenzung des Grundwassers
Nutzanwendung zur Ausbeute des Wasserschatzes
Bedarf und Anforderungen
Ergiebigkeit der Grundwasserspeicher
Wassergewinnung
Quellwasser
Filterung
Schachtbrunnen
Bohrbrunnen
Flachbrunnen
Tiefbrunnen
Bohrung und Ausbau
Wasser- und Quellenschulz
Folgerungen, Grundwasserhaushalt und Planung
Beispiele der Karten-Auswertung
Hinweise auf das Schrifttum

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Der Grundwasserschaiz in Schleswig-Holstein E

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mit 13 liarlen.

1 Texlabbildung und

6 Tabellen

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D i r e k t o r der L a n d e s a n s t a l t

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b e s o n d e r s das R e d i l der Übersetzung in fremde S p r a c h e n ,

vorbehalten.

P r i n t e d in G e r m a n y

Druck

Friedrich

Wagner,

Duderstadt

INHALT Seile

Vorwort Einführung Wissen und Lehre \on Boden und W asser Boden und Klima . . . . . . . Boden und Untergrund . . . . . . . . . Erdgeschichte Bodenaufbau . . . . . . . . . . . Oberfläche Durchlässige Bodenarten . . . . . . . . . 1. Dünensand und Nehrungen . . . . . . . 2. T o r i und Moorerde 3. Tal-, Becken- und Sandersand 4. Gesc-hiebesand und Kies . . . . . 5. Untere diluviale und tertiäre Bildungen . . Undurchlässige Bodenarten . . . . . . . . 1. Schlick der Marschen 2. Beckenton Geschiebelehm 4. Diluviale oder tertiäre Tone und ältere Gesteine . Untergrund Boden und Grundwasser . . . . . . . Erscheinungsformen Grundwasserspei eher . . . . . . . Beschaffenheit des Grundwassers . . . . . . . Physikalische Beschaffenheit . . . . . . . Chemische Beschaffenheit . . . . . . . . Bakteriologische Beschaffenheit . . . . Chemische Auswertungskarten . . . . . . . Härte Eisen Chlor Einzug, Verbleib und Begrenzung des Grundwassers . Nutzanwendung zur Ausbeute des Wasserschatzes . Bedarf und Anforderungen . . . . . . . . Ergiebigkeit der Grundwasserspeicher . . . . . . Wassergewinnung . . . . . . . . . . Ouellwasser . . . . . . . . . . . Filterung

. 5 8 9 12 .13 21 .22 25 25 26 27 . 2 7 . 2 8 28 28 29 29 29 30 33 33 35 38 40 41 .46 46 48 49 49 . 5 1 . 5 3 54 58 59 60 61

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Schachtbrunnen . . . . . . . . . . Bohrbrunnen Flachbrunnen . . . . . Tiefbrunnen . Bohrung und Ausbau Wasser- und Quellenschutz . . . . . . . Folgerungen, Grundwasserhaushalt und Planung . . Beispiele der Karten-Auswertung . . . . . Hinweise auf das Schrifttum Anlage: 13 Karten

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Seile

. . . .

61 62 63 63 64 64 .65 67 70

Vorwort ,.Dcr Und

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sieht durch/s Feld Leut' »ms Geld".

Dieser S p r u c h b e f i n d e t sich auf einem schmuckvollen Bergm a n n s - H a m m e r a u s der M i t t e d e s 17. J a h r h u n d e r t s eingraviert. D a m a l s w u r d e die W ü n s c h e l r u t e n t ä t i g k e i t v o r w a l t e n d von „lüderlichen Gesellen, die i h r e r s e l b s t verschuldeten A r m u t g e r n eine schnelle und g l ä n z e n d e W e n d u n g geben möcht e n " ( L u d w i g M E Y N , 1886) emsig b e t r i e b e n . W e n n d i e s e k r i t i k v o l l e I n s c h r i f t d a s W e r k e l n der R u t e n g ä n g e r j e n e r Zeit b e l e u c h t e t , k a n n m a n sich dann wohl /.u u n s e r e r Zeit in uns e r e m L a n d e von der „ K u n s t der W ü n s c h e l r u t e " eines ähnl i c h e n E i n d r u c k s e r w e h r e n ? Soll die R u t e doch a n g e b l i c h alles, a b e r auch alles w a s begehrt ist n a c h w e i s e n ! Und niciit nur d a s : I h r e vermeintlichen M e i s t e r versuchen .sogar k r a n k h e i t s e r r e g e n d e U r s a c h e n m i t ihr a u s f i n d i g zu machen! D a s von medizinischer, physikalischer, geologischer und hydrologischer S e i t e gegen ihre G l a u b w ü r d i g k e i t v o r g e b r a c h t e S c h r i f t t u m ist e b e n s o g r o ß in der V i e l f ä l t i g k e i t w i e vernichtend im Urteil, v e r m o c h t e a b e r t r o t z d e m n u r diejenigen eines Besseren zu bel e h r e n . die s e l b s t einmal der T r u g der W ü n s c h e l r u t e teuer zu stehen k a m . Die Geschichte der R u t e zeigt, d a ß sie immer n u r da l ä n g e r a r b e i t e n konnte, w o es nicht gleichzeitige Kont r o l l e gab. Von j e h e r f a n d d a h e r die W ü n s c h e l r u t e auch in d e n u n r e g e l m ä ß i g erscheinenden Böden d e s n o r d d e u t s c h e n F l a c h l a n d e s hinsichtlich der W a s s e r a u f f i n d u n g ein w e i t e s Bet ä t i g u n g s f e l d . A b e r in n e u e s t e r Zeit w i r d , weil i m m e r noch vereinzelte U n b e l e h r b a r e eher d e r w u n d e r s a m e n W ü n s c h e l r u t e als den F o r s c h u n g s e r g e b n i s s e n der W i s s e n s c h a f t ihr Zut r a u e n bezeugen, i h r e T ä t i g k e i t a u f g e z e i g t und m a n c h e r Rut e n g ä n g e r l e i c h t f e r t i g e r oder fälschlicher A u s k u n f t ü b e r f ü h r t . I n S c h l e s w i g - H o l s t e i n ist die m o d e r n e Forschung über die O b e r f l ä c h e u n d den U n t e r g r u n d h e u t e so w e i t f o r t g e s c h r i t t e n , d a ß ü b e r die V o r k o m m e n u n d V e r b r e i t u n g s a r e a l e m i n e r a lischer B o d e n s c h ä t z e K l a r h e i t b e s t e h t . So k e n n t die Hydro5

geologie vor allem auch das G r u n d w a s s e r , seine L a g e r u n g u n d Beschaffenheit recht genau, um vor j e d e r W a s s e r v e r s o r g u n g s anlage b e r a t e n d e A u s k u n f t zu erteilen und d a d u r c h u n s e r e r E r n ä h r u n g , L a n d w i r t s c h a f t u n d I n d u s t r i e zu nützen. Fehlvora u s s a g e n sind von J a h r zu J ä h r s e l t e n e r g e w o r d e n , obwohl sich u n s e r L a n d aus völlig u n r e g e l m ä ß i g e n Bodenschichten aufbaut. Über dieses W i s s e n und seine A n w e n d u n g auf die p r a k tische W a s s e r e r s c h l i e ß u n g f ü r j e d e r m a n n gibt die vorgelegte S c h r i f t in b e g r e n z t e m U m f a n g Bericht. Die b e s t e h e n d e n S c h w i e r i g k e i t e n aufzuzeigen, gleichzeitig a b e r auch Hilfe zu geben f ü r B r u n n e n a n l a g e n und W a s s e r versorgungen, soll Z w e c k und Ziel dieses H e f t e s sein. Es bea n s p r u c h t w e d e r einen Vergleich mit einem L c h r w e r k , noch ist in ihm die e r s c h ö p f e n d e V o l l s t ä n d i g k e i t allen W i s s e n s oder aller U n t e r l a g e n e r s t r e b t . Es sei nur ein W e g w e i s e r f ü r die Wassererschließuiiig in u n s e r e m Lande, d a m i t d a s era r b e i t e t e W i s s e n nun A l l g e m e i n g u t d e r e r w e r d e , die es angeht. Und d e s h a l b s i n d die T a t s a c h e n in K a r t e n z u s a m m e n g e f a ß t , die ein Bild von den V e r h ä l t n i s s e n um Boden u n d G r u n d w a s s e r in S c h l e s w i g - H o l s t e i n b e s s e r v e r m i t t e l n als viele Worte. Dem B r u n n e n b a u e r , dem Wasserwirts c h a f t s p l a n e r , dem B a u e r n , F o r s t m a n n , S i e d l e r und auch dem heimatlichen N a t u r f r e u n d möge dies H e f t eine w i l l k o m m e n e H a n d h a b e sein! Kiel, im M ä r z 1947.

Dr. Herbert-Lothar Heck.

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Einführung U n t e r den R o h s t o f f e n d e s L a n d e s S c h l e s w i g Holstein ist d a s G r u n d w a s s e r als T r ä g e r d e s L e b e n s u n d d e r W i r t s c h a f t d e r b e d e u t e n d s t e Bodenschatz. Gleich a n d e r e n L a g e r s t ä t t e n ist es an b e s t i m m t e B o d e n a r t e n , die Schichten u n d ihre L a g e r u n g s v e r h ä l t n i s s e o f t m a l s schon seit t a u s e n d e n von J a h r e n gebunden. W e n n es gilt, G r u n d w a s s e r dem Boden zu e n t n e h m e n , d a s gute- u n d m e n g e n m ä ß i g b e s o n d e r e n A n f o r d e r u n g e n e n t s p r e c h e n soll, sei es f ü r menschlichen G e n u ß , I n d u s t r i e z w e c k e oder zur k ü n s t l i c h e n B e w ä s s e r u n g , d a n n ist b r a u c h b a r e s G r u n d w a s s e r die V o r a u s s e t z u n g fü.' die Durchiührungsmö«;lichkeit j e d e r P l a n u n g . W i e o f t schon s c h e i t e r t e ein P r o j e k t an der Unmöglichkeit, aus dem u n m i t t e l b a r e n U n t e r g r u n d e gut e s W a s s e r zu b e s c h a f f e n . Auf die B o h r f i r m a sollte dann ein V e r s c h u l d e n a b g e w ä l z t w e r d e n , d a s in W i r k l i c h k e i t bei dem A u f t r a g g e b e r s e l b s t lag, d e r es v e r s ä u m t e , vorzeitig A u s k u n f t ü b e r die W a s s e r e r s e h l i e ß u n g s m ö g l i c h k e i t einzuholen oder der es vorzog, der t r ü g e r i s c h e n W ü n s c h e l r u t e G l a u b e n zu s c h e n k e n . P r i v a t e G e l d m i t t e l u n d öffentliches V o l k s v e r m ö gen w u r d e n u n d w e r d e n i m m e r noch d a d u r c h vielfältig u n n ü t z verausgabt.*) J e d e r B r u n n e n b a u e r w e i ß a u s eigener oder des A h n e n Erf a h r u n g , d a ß u n d in w e l c h e r W e i s e im U n t e r g r u n d l a g e r n d e s W a s s e r p h y s i k a l i s c h e n u n d chemischen G e s e t z m ä ß i g k e i t e n unterliegt u n d w i e es von d e r G e s t a l t u n g des B o d e n s a b h ä n g t . Die g r o ß e Z a h l der in den l e t z t e n h u n d e r t J a h i e n niedergeb r a c h t e n B o h r u n g e n u n d B r u n n e n g r a b u n g e n h a t diese G e s e t z m ä ß i g k e i t a u f g e z e i g t . J e d e u n t e r s u c h t e neue B o h r u n g b e s t ä t i g t e es w i e d e r u m . A r t u n d A u f b a u d e s B o d e n s b e d i n g e n die G r u n d w a s s e r f ü h r u n g , die B e s c h a f f e n h e i t u n d die M e n g e d e s W a s s e r s . U n d dennoch h a t auch d e r e r f a h r e n s t e B r u n n e n baufachmann oftmals Schwierigkeiten mit d e r W a s s e r erschließung in solchen G e b i e t e n , die durch i h r e erdgeschicht•> Um dem v o r z u b e u g e n , ist in S d i ' e s w i g ' H o l s t e i n die V e r w e n d u n g öffentlicher Mittel f i l r W ü n s d i e l r u t e n t ä t i g k e i t e r n e u t u n t e r s a g t w o r d e n .

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liehe E n t s t e h u n g einen verwickelten, nicht ohne w e i t e r e s ersichtlichen A u f b a u d e r B o d e n z u s a m m e n s e t z u n g h a b e n . Von der O b e r f l ä c h e allein her v e r m a g er nicht auf die V e r h ä l t n i s s e des U n t e r g r u n d e s zu schließen. I s t er g e w i s s e n h a f t , s o zieht er einen Geologen zu Rat, der durch g e n a u e K e n n t n i s des erdgeschichtlichen W e r d e g a n g e s die E i g e n t ü m l i c h k e i t e n d e r Bodenschichten zu beurteilen und eine z u t r e f f e n d e r e V o r a u s s a g e f ü r eine B o h r u n g eher als j e d e r a n d e r e a b z u g e b e n v e r m a g . S c h l e s w i g - H o l s t e i n s B o d e n v e r h ä l t n i s s e sind nicht so gleichförmig, wie es von der L a n d s c h a f t her b e t r a c h t e t z u n ä c h s t den Anschein hat. D a s b e w e i s e n die Bohrungen. A n d e r n f a l l s h ä t t e n die W ü n s c h e l r u t e n g ä n g e r j a nicht so zahllose Fehlerfolge bis in die G e g e n w a r t . Es gibt in u n s e r e m l . a n d e Gebiete, in denen es völlig unmöglich ist, geeignetes G r u n d w a s s e r oder beliebige M e n g e n dem t i e f e r e n Boden zu e n t n e h m e n . S a l z w a s s e r u n d E i n w i r k u n g e n der Nord- u n d O s t s e e im U n t e r g r u n d beeinträchtigen unseren G r u n d w a s s e r h a u s h a l t und e r s c h w e r e n seine Nutzung. Feste G e b i r g s k ö r p e r mit Salzgesteinen bis in Oberf l ä c h e n n ä h e oder t i e f e r machen die H o f f n u n g , b r a u c h b a r e s W a s s e r zu f i n d e n , zunichte und setzen der G r u n d w a s s e r - L a g e r s t ä t t e eine u n ü b e r s c h r e i t b a r e u n t e r e G r e n z e . Alles G e r e d e über G r u n d w a s s e r z u s t r ö m e von S c h w e d e n oder England her ist M ä r . Durch die U m g e b u n g der M e e r e und die geologischen Eigenarten des U n t e r g r u n d e s ist u n s e r G r u n d w a s s e r v o r r a t beg r e n z t . Mit ihm gilt es wirtschaftlich ur.d s p a r s a m u m z u g e h e n .

Wissen und Lehre von Boden und Wasser W e r einen B r u n n e n s c h a f f e n will, bedarf der klugen Überlegung und eines R ü s t z e u g e s an W i s s e n . D i e s e s zu vermitteln w i r d im N a c h s t e h e n d e n a n g e s t r e b t , s o w e i t es f ü r die W a s s e r erschließung a u s dem heimischen Boden unerläßlich ist. Dar ü b e r hinaus w i r d der L e s e r A n g a b e n finden, d i e ihn b e f ä h i g e n , sich s e l b s t G e d a n k e n u n d ein Bild über die allgemeinen Dinge u n s e r e s G r u n d w a s s e r s im Z u s a m m e n h a n g e mit dem Boden, d e s s e n geologischer E n t s t e h u n g und Z u s a m m e n s e t z u n g w i e auch

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über H e r k u n f t u n d V e r b l e i b des W a s s e r s zu machen. Von d e r S c h i l d e r u n g oder A n p r e i s u n g technischer E r r u n g e n s c h a f t e n oder R o h w a s s e r v e r e d e l u n g w i r d A b s t a n d g e n o m m e n , da d i e s e s H e f t nur ein M i t t e l z u r A u f f i n d u n g d e s G r u n d w a s s e r s sein will. A u ß e r d e m g i b t es d a r ü b e r L e h r - u n d H a n d b ü c h e r . Der A u s b a u eines B o h r b r u m e n s sollte s t e t s dem b e r u f l i c h e n B r u n n e n m a c h e r ü b e r l a s s e n bleiben.

Boden und Klima Z w i s c h e n zwei M e e r e n gelegen, bildet Schleswig-Holstein einen bezeichnenden Teil der A t l a n t i s c h e n Klimapiovin/. in E u r o p a , die d a s n o r d w e s t l i c h e S p a n i e n , die N o r d h ä l f t e F r a n k reichs, die britischen Inseln, Belgien, die Niederlande, W e s t u n d N o r d d e u t s c h l a n d , D ä n e m a r k und die S ü d - und W e s t k ü s t e S k a n d i n a v i e n s u m f a ß t . I h r e H a u p t k e n n z e i c h e n sind w a r m e bis g e m ä ß i g t e T e m p e r a t u r e n und b e s t ä n d i g e bis f e u c h t e W i ( t e r u n g mit N i e d e r s c h l ä g e n in allen M o n a t e n . D i e s e s f ü r den Boden, d a s W a c h s t u m und die W i r t s c h a f t so g ü n s t i g e Klima w i r d durch den b e n a c h b a r t e n G o l f s t r o m g e g e n ü b e r a n d e r e n Länd e r n gleicher B r e i t e n g r a d e so g e f ö r d e r t , d a ß f ü r u n s e r L a n d dieser W e r t um e t w a 6° C höher liegt. In der m i t t l e r e n J a h r e s t e m p e r a t u r d r ü c k t sich d e s h a l b die u n m i t t e l b a r e L a g e Schlesw i g - H o l s t e i n s zur N o r d - und O s t s e e deutlichst aus. Die Küsten, einschließlich der E l b e n i c d e r u n g , sind w ä r m e r (mehr als -'-8,25'') als d a s Binnenland (weniger als-'-8,0°), ganz Schleswig-Holstein im W i n t e r w ä r m e r und im S o m m e r k ü h l e r als a n d e r e Teile Nordwestdeutschlands. Diese T e m p e r a t u r v e r h ä l t n i s s e w i r k e n sich auf den Boden u n d seinen W a s s e r g e h a l t , auf Vegetation und B e w i r t s c h a f t u n g e b e n s o s e h r a u s w i e a n d e r e k l i m a t i s c h e F a k t o r e n . Vor allem k o m m t im Hinblick auf d a s G r u n d w a s s e r d e r n a h e z u s t ä n digen L u i t b e w e g u n g eine b e s o n d e r e B e d e u t u n g zu, denn d e r W i n d ist nicht nur a u s s c h l a g g e b e n d f ü r W o l k e n , N i e d e r s c h l ä g e und V e r d u n s t u n g , s o n d e r n auch f ü r Vegetation, U m l a g e r u n g s v o r g ä n g e des B o d e n s u n d S t u r m f l u t e n . Die m e i s t e n W i n d e

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k o m m e n i n f o l g e d e r E r d d r e h u n g zu uns a u s w e s t l i c h e r Richt u n g , jedoch weichen die einzelnen M o n a t e u n t e r e i n a n d e r hinsichtlich der W i n d s t ä r k e n u n d der W i n d r i c h t u n g e n voneina n d e r i n s o f e r n ab, als im F r ü h j a h r nördliche, im S o m m e r w e s t liche und im H e r b s t u n d W i n t e r südliche W i n d e zusätzlichen Anteil h a b e n . I n den W i n t e r m o n a t e n N o v e m b e r bis M ä r z h e r r s c h e n d i e s t ä r k s t e n , in den S o m m e r m o n a t e n M a i bis Sept e m b e r die s c h w ä c h s t e n W i n d e in u n s e r e m L a n d e . I n n e r h a l b d e r K ü s t e n s t r e i f e n t r e t e n W i n d s t i l l e n h ä u f i g e r auf als im Inlande. D e r W i n d als A u s d r u c k d e r L u f t s t r ö m u n g e n r e g e l t gleichzeitig d e n Kreislauf des W a s s e r s . Von d e r S o n n e n w ä r m e a u s gelöst, steigt s t ä n d i g v e r d u n s t e n d e s W a s s e r von c'er E r d o b e r f l ä c h e auf, verteilt sich in d e r w indbevvegten L u f t und fällt, s o b a l d die S ä t t i g u n g s g r e n z e überschritten ist, als Niederschlag w i e d e r auf die E r d e herab. Regen, Schnee, G r a u p e l , H a g e l sind s o ' c h e N i e d e r s c h l ä g e a u s der Höhe, T a u , Nebel, Reif, G l a t t e i s die sich an der E r d o b e r f l ä c h e bildenden N i e d e r s c h l a g s f o r m e n . Die Niederschläge sind in u n s e r e m L a n d e z w a r häufig, jedoch s t e h e n sie m e n g e n m ä ß i g a n d e r e n L a n d e s t e i l e n D e u t s c h l a n d s g e g e n ü b e r w e i t z u r ü c k . U n d dennoch n i m m t i n n e r h a l b d e s n o r d d e u t s c h e n F l a c h l a n d e s S c h l c s w i g - H o l s t e i n eine b e s o n d e r e Stellung ein. Zu allen J a h r e s z e i t e n und auch im J a h r e s m i t t e l e m p f ä n g t der oberflächlich ü b e r w i e g e n d a u s S a n d e n und T o r f mooren b e s t e h e n d e M i t t e l r ü e k e n die m e i s t e n N i e d e r s c h l ä g e von 75—80 cm j ä h r l i c h e r R e g e n m e n g e , in einzelnen Gebieten s o g a r m e h r als 80 cm. Die R e g e n h ö h e n an der W e s t k ü s t e bet r a g e n 60—75 cm; an d e r O s t k ü s t e sind sie noch g e r i n g e r u n d liegen z w i s c h e n 55—70 cm. Die I n s e l F e h m a r n e r h ä l t als einziger L a n d e s t e i l w e n i g e r als 55 cm. D i e h ä u f i g s t e n Nebeltage, u n d z w a r m e h r als 65 im J a h r , t r e t e n bei H a m b u r g und Flensb u r g auf, der m e i s t e S c h n e e f ä l l t ü b e r dem südlichen M i t t e l r ü c k e n , u n d die g r ö ß t e A n z a h l von s t a r k e n R e g e n f ä l l e n beg l e i t e t e r G e w i t t e r t r i t t e b e n f a l l s in H a m b u r g s U m g e b u n g a u f . Diese E r s c h e i n u n g e n der Niederschläge w i r k e n sich auf Boden- und W a s s e r h a u s h a l t w e i t g e h e n d s t a u s . Die M e n g e d e s 10

in den B o d e n e i n d r i n g e n d e n , a l s o v e r s i c k e r n d e n W a s s e r s , hängt in e r s t e r Linie von der A r t der N i e d e r s c h l ä g e , d. h. von d e r j e w e i l s h e r r s c h e n d e n T e m p e r a t u r ab, w ä h r e n d die V e r d u n s t u n g d e r E i n w i r k u n g von W i n d und V e g e t a t i o n unterliegt. D i e A b f l u ß m e n g e n w i e d e r u m sind u m s o größ2r, j e s c h n e l l e r d a s W a s s e r a b z u f l i e ß e n v e r m a g . D a f ü r ist die B e s c h a f f e n h e i t d e s B o d e n s und s e i n e L a g e r u n g von B e d e u t u n g . D u r c h l ä s s i g e r und eben g e l a g e r t e r B o d e n gibt g e r i n g e r e A b f l u ß m e n g e n als g e n e i g t e r und s c h w e r durchlässiger. M a n hat versucht, den J a h r e s k r e i s l a u f d e s W a s s e r s auf der g e s a m t e n Erde zu b e r e c h n e n und ist dadurch zu der Vors t e l l u n g g e k o m m e n , d a ß alljährlich ein f e s t l ä n d i s c h e r Nieders c h l a g s ü b e r s c h u ß e n t s p r e c h e n d einer R e g e n h ö h e von 25 cm in di^ M e e r e h i n a u s f l i e ß e n muß, um den Kreislauf z w i s c h e n 67 cm durchschnittlicher N i e d e r s c h l a g s h ö h e und 42 cm durchschnittlicher V e r d u n s t u n g zu schließen. Der A b f l u ß d e s W a s s e r s vollzieht sich auf z w e i e r l e i W e g e n : Ein T e i l läuft oberirdisch ab, ein anderer v e r s i c k e r t in den Boden und erreicht nach kürzerer oder l ä n g e r e r S t r e c k e w i e d e r u m das M e e r . Im n o r d d e u t s c h e n Flachlande b e t r ä g t der A b f l u ß a n t e i l d e s N i e d e r s c h l a g e s e t w a 35%, der Siclceranteil e t w a 20°/o, jedoch darf man d i e s e Zahlen nur a l s a n n ä h e r n d e n Durchschnitt a n s p r e c h e n , w e i l nämlich A b f l u ß , V e r s i c k e r u n g und auch die V e r d u n s t u n g den örtlichen E i g e n t ü m l i c h k e i t e n d e s B o d e n s und anderen F a k t o r e n unterl i e g e n . S o z. B. v e r z ö g e r t die P f l a n z e n d e c k e , vor allem der W a l d , den A b f l u ß , s o daß der Boden Zeit f i n d e t , N i e d e r s c h l ä g e a u f z u s a u g e n . W e r d e n zu g r o ß e H o l z e i n s c h l ä g e vorgen o m m e n , dann unterliegt der B o d e n durch S c h w i n d e n des Kap i l l a r w a s s e r s der A u s t r o c k n u n g und der G e f a h r der „Vers t e p p u n g " . Z w i s c h e n G e s a m t v e r d u n s t u n g und Gesam'.abfluß herrscht d a s V e r h ä l t n i s e t w a 2:3. Über d i e s e s V e r h ä l t n i s im e i n z e l n e n liegen von S c h l e s w i g - H o l s t e i n noch k e i n e U n t e r s u chungen vor. In a n d e r e n G e b i e t e n s i n d d e r a r t i g e F e s t s l e l l u n g e h t e i l w e i s e durchgeführt und man hat dabei f o l g e n d e Verhältnisse gefunden: 11

Verdunstung des Erdbodens W a s s e r v e r b r a u c h der Vegetation Verdunstung der Niederschläge auf Blättern und Zweigen Gesamtverdunstung oberflächlich abrinnendes W asser einsickerndes W a s s e r Ges amta bf1 u ß

Wald 5 2a

Weide 25 5

15 40 20 40 60

10 40 40 20 CO

in °/0 des Niederschlages

Im norddeutschen Flachlande haben im allgemeinen die Monate Oktober bis Dezember den Hauptüberschuß an Niederschlag; auch die Monate J a n u a r und Februar sind noch durch Mehrcinnahmc an Feuchtigkeit gekennzeichnet. Dadurch erklärt sich die winterliche Aufspeicherung von W a s s e r im Boden und der Höchstwasserstand der ober- und unterirdischen G e w ä s s e r im März. In den Monaten April, M a i und Juni erfolgt zunächst stärkere, dann bis zum September erkennbare schwächere Wasserentziehung mit örtlichen Unterbrechungen. Allgemein aber wird auch bei uns der Tiefstand des W a s s e r h a u s h a l t e s im September zu verzeichnen sein. J e oberflächennäher das Grundwasser gelegen ist, desto mehr und schneller unterliegt es der Beeinflussung durch klimatische Vorgänge. Es schwankt dann in der Vorratsmenge und Temperatur. Zur Tiefe hin verlieren sich die A u s w i r kungen; tieferes Grundwasser kann nur noch mittelbar von den klimatischen Veränderungen betroffen werden, wenn sich diese auf längere Zeitläufe erstrecken. Dadurch erklären sich vielfache Mängel von Sod- und Flachbrunnen gegenüber Tiefbrunnen.

Boden und Untergrund Jeder, der nutzbares W a s s e r aus dem Untergrund erschließen will, sollte sich über die Bodenverhältnisse vorher unterrichten. Mächtige Tonmassen, die einstmals im M e e r e entstanden und nur selten sandige Zwischenlagen enthalten, können auch nur gelegentlich Grundwasser bergen oder s i e 12

sind w a s s e r f r e i . Die Kenntnisse der Entstehungsgeschichte des Bodens und seiner Zusammensetzung sind daher f ü r all« W a s s e r a u f s c h l u ß a r b e i t e n von W e r t . Nicht immer sind unter ähnlichen Bedingungen wie heute in unserem Gebiet, d . h . unter der Einwirkung der gegenwärtigen klimatischen Verhältnisse und der auf der Erde wirkenden Kräfte, seit Jahrmillionen die Gesteine und Bodenarten entstanden, die die Oberfläche oder den U n t e r g r u n d unseres Landes darstellen. Gewiß: Meere, Flüsse, abtragende und aufbauende K r ä f t e des W a s s e r s und W i n d e s haben von jeher gewirkt. Deshalb finden sich auch in unserem Untergrund die Schichtgesteine aus alten Meeren und Flüssen, die Sandsteine aus W ü s t e n l a n d s c h a f t e n und die Braunkohlen aus Sumpfgeländen. Doch haben späterhin J a h r t a u s e n d e w ä h r e n d e eis/eitliche Geschehnisse im norddeutschen Flachlande zu besonderen Ablagerungen g e f ü h r t . Geologisch j ü n g e r e Bodenarten sind zumeist noch lockere oder nur wenig verfestigte Gesteine gegenüber den älteren inzwischen erhärteten oder sogar kristallinen Felsarten. Es gilt daher, zunächst die Erdgeschichte und den Bodenaufbau der Oberfläche und des Untergrundes in unserem Lande dem W a s s e r s u c h e r etwas näher zu erläutern. ERDGESCHICHTE Gesteine der ältesten geologischen Formationen SchleswigHolsteins haben f ü r die W a s s e r e r s c h l i e ß u n g keine praktische Bedeutung. Zeugen aus jenen Zeiten, in denen u. a. die Felsarten Skandinaviens u n d der deutschen Mittelgebirge sowie die f e s t e n Gesteine mit ihren Erz-, Kohle-, öl- und Salzlagerstätten entstanden, finden sich in Schleswig-Holstein entweder als tiefer U n t e r g r u n d oder sie r a g e n nur gelegentlich bis an oder über die Oberfläche der lockeren Bodenarten. Sichtbar sind solche Gesteine der älteren Formationen z. B. in diem d e r Zechsteinformation angehörenden, aus grauem Gips und Anhydrit bestehenden, eine weitverzweigte unterirdische Höhle 13

enthaltenden Kalkberg bei Segeberg oder bei den roten leuchtenden Tonen von Lieth südlich Elmshorn, die in einer alten Ziegeleitongrube nahe der Bahnlinie aufgeschlossen sind. Auch die großen Gruben bei Lägerdorf gestatten den Einblick in geologisch ältere Schichten, in die weiße, von Feuersteinlagen durchzogene Schreibkreide. Hingegen sind die durch geologisch jüngere eiszeitliche Vergletscherungs Vorgänge abgelagerten Findlingsblöcke und großen Geschiebe im S a n d und Lehm zumeist im schleswig-holsteinischen Grund nicht beheimatet (s. T a b . 1). Die in unserem Lande bisher erbohrten ältesten Ablagerungen sind salzhaltige Tongesteine überwiegend r o t e r bis rotbrauner Färbung aus d e r Rotliegendzeit, dem älteren Abschnitt der Perm-Formation. Mächtige Salzlagerstättenf ührende harte Kalke mit Gipsen und Anhydrit gehören dem oberen Abschnitt des Perms, der sogenannten Zechsteinzeit an. Diese aus Meeren stammenden Ablagerungen, durch vielfache gebirgsbildende Faltungs- und Verlagerungsvorgänge w ä h r e n d der langen Erdgeschichte zu festen Gesteinen geworden, ruhen zumeist so tief im Untergrund, daß sie f ü r die Gewinnung von G r u n d w a s s e r nicht in Betracht kommen. Ihr vielfach ursprünglicher Salzgehalt macht das sogar unmöglich. Jedoch beeinflussen sie d a s höhere G r u n d w a s s e r durch die von ihnen austretenden salzreichen W ä s s e r so erheblich, daß man d a s Vorhandensein derartiger Gesteine und Solwässer bei d e r W a s s e r s u c h e berücksichtigen muß. Durch erdphysikalische Vermessungen und durch tiefere Aufschlußbohrungen von z. T . m e h r als 3000 m T i e f e w u r d e der Verlauf d e r als versunkene Gebirge anzusprechenden Gesteinskörper des Erdaltertums ziemlieh genau festgestellt. Die zunächst d a r ü b e r folgenden jüngeren Ablagerungen der Trias-, J u r a - und Kreide-Formationen, die sämtlich d e m Erdmittelalter angehören, spielen f ü r die heimische W a s s e r v e r s o r g u n g auch keine Rolle, weil in ihnen ebenfalls s t a r k salzhaltige W ä s s e r von d e r Zeit ihrer E n t s t e h u n g her noch enthalten sind. Immerhin bedeuten d i e weißen Schreibkreideschichten innerhalb der Gesteinsfolge f ü r 14

Tabelle

1

ErdgeschiclitîieheZeittai'el

Altertum

Mittelalter

Das Eiszeitalter oder das Diluvium

Neuzeit

Alluvium

Geologische Formation

Nacheiszeit und Gegenwart

Zeitdauer

0,262

II

/wiseheneiszeit

0,142

mitil. Eiszeiten (Saale u. W a r t h e e i s z e i t )

0,305

I. Zwischeneiszeit

0,018

älteste Eiszeit (Elstereiszeit)

0,228

Untere Kreide

24 35 50 30

J u r a (Lias, D o g g e r u . Malm)

35

Trias (Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper)

25

Perm (Rotlieg u Z e c h s t e i n )

40

Karbon

70

Dev on Silur Kambrium

'3

Präkambrium

D -ö u

Archaikum

Ablagerungen in SchleswigHolstein

^Million en Jahre) 0,018

jüngste Eiszeit (Weichsel eiszeit)

Jungtertiär (Miozän und Pliozän) A l t l e r t i ä r (Paläo7än und Eozän sowie Oiigozän) Obere Kreide

Alter

40 100 90 1360 ?

0,018 0,280 0,422 0,727

als obere und oberflächennahe Bodeniormationen in weiter Verbreitung vorhanden

0,745 0,973 25 60 110 140 175 200 240 310 350 450 540 1900

?

in Aufschlüssen (Gruben, Schächten und Bohrungen) nachgewiesen, den versunkenen Gebirgsuntergrund zusammensetzend unbekannt wohl erst in sehr großer Tiefe vorhanden, im übrigen aber als eiszeitliche Geschiebe aus Nordeuropa hergebracht

15

unser Land einen gewissen Abschluß. Die Kreide stellt nämlich' dien festen Sockel dar, auf dem in Schleswig-Holstein die über ihr folgenden jüngeren noch unverfestigten Bodenmassen der erdgeschichtlichen Neuzeit lagern, die allein f ü r die Erschließung von brauchbarem G r u n d w a s s e r zur Verfügung stehen. M a n darf sich jedoch diesen Kreidesoekel nicht als eine durchgehende P l a t t f o r m im Untergrunde vorstellen. Durch innere U m g e s t a l t u n g s k r ä f t e ist vielmehr auch die Kreide währ e n d der folgenden Erdgeschichte noch so verlagert worden, idaß sich ihre Schichten heute in ganz verschiedenen T i e f e n befinden. So zeigen beispielsweise die großen Kreidegruben von Lägerdorf die Schichten der nahezu waagerecht gelagerten Schreibkreide ungefähr in Meereshöhe, während anderenorts diese Schichten schräg aufgerichtet sind oder Bohrungen von 1000 m und m e h r T i e f e die gleichen Kreideschichten noch gar nicht angetroffen haben. W i e die Kreide einem großen, weit über Europa hinausgreifenden M e e r e entstammte, so w u r d e n auch die Sedimente der Erdneuzeit, und z w a r die Schichten des Alttertiärs, überwiegend in Meeren abgelagert, die damals unser ganzes heutiges Land wiederholt überzogen. Es sind buntfarbene Tone, unter denen der von allen Brunnenbauern gefürchtete grünlichgraue mächtige T a r r a s t o n der Eozänzeit angehört. Bis in das m i t t l e r e Oligozän hindurch hielt im wesentlichen die Absetzung von Meerestonen an. U. a. gehört dazu der graue, große Kalkknollen enthaltende Septarienton, der in d e r Ziegeleigrube bei Lnnien sichtbar aufgeschlossen ist. Alle diese Tone im U n t e r g r u n d sind entweder w a s s e r f r e i , oder sie enthalten in gelegentlich a u f t r e t e n d e n dünnen Sandschichten n u r Salzwasser. Es ist deshalb zwecklos, f ü r Wassererschließungen in diese Tone hineinzubohren. Bedeutung f ü r die W a s s e r v e r s o r g u n g in Schleswig-Holstein gewinnen erst die Schichten, die jünger als der Septarienton sind und bei normaler Schichtenfolge über ihm lagern. M i t ihnen setzt nämlich eine Wechselfolge von Sedimenten ein, die 16

zeitweilig im Meer oder auf dem Lande oder durch Flüsse entstanden sind. Erdgeschiehtlich gesehen erklären sich diese Ablagerungen aus dem ewigen Wechselspiel zwischen angreif e n d e r Meereseinwirkung und b e h a r r e n d e r Landwerdung Schleswig-Holsteins, wobei dieser Kampf vorübergehend zugunsten d e r K r ä f t e des Meeres oder denen des Landes ausfiel. Die Miozänzeit f ü h r t e zu den durch Braunkohlenflöz« ausgezeichneten Schichtabsätzen reiner gröberer oder auch feinerer bis toniger Eigenart. Die Ablagerungen aus dieser Zeit sind teilweise sehr mächtig (s. T a b . 2). Wenngleich auch im J u n g t e r t i ä r die tonigen Meeresabsiätze zunächst noch weiter« Verbreitung fanden, s o konnten sieh doch allmählich vom näher rückenden, aus dem M e e r e aufsteigenden Festland zugeführte Sande weitgehender als je zuvor einschalten. Die zahlreichen in sie vorgetriebenen Bohrungen zeigten, d a ß innerhalb der Braunkohlen-Formation s t a r k w a s s e r f ü h r e n d e Sande im Osten und Süden Schleswig-Holsteins überwiegen, d a ß sie jedoch nach W e s t e n hin an Mächtigkeit u n d Häufigkeit abnehmen und dort durch magere oder auch fette Tone vertreten werden. Im Osten unseres Landes also machten sich Ablagerungen des a u f w ä r t s strebenden Landes u n d seiner Flüsse deutlich geltend, w ä h r e n d im W e s t e n das M e e r immer noch s t a r k e n Einf l u ß hatte. Der zwischen Land und Meer gelegene Küstenstreifen b e w e g t e sich w ä h r e n d der Miozän zeit vielfach hin und her. So f i n d e t m a n westlich einer durch die O r t e Schafflund, Dreisdorf, Husum, Lunden, Delve, Meggerdorf, Elsdorf, Hohenwestedt, W i l s t e r , Glückstadt gekennzeichneten Linie (vgl. K a r t e 3) keine Braunkohlenflöze und auch keine f ü r die W a s s e r erschließung geeigneten Sande. J e w e i t e r jedoch von dieser Linie entfernt nach Osten oder Südosten gebohrt wird, desto häufiger u n d mächtiger sind die Braunkohlensande. W ä h r e n d der Untermiozänzeit allerdings k a m e n zunächst noch allgemein M e e r e s t o n e zum Absatz. Nur im südlichen Schleswig-Holstein entstanden bis zu 130 m mächtig w e r d e n d e f e s t ländische Sande mit Braunkohlen, die von einem deltajähnlichen Schüttungsfächer nahegelegener Flußmündungen in das 2

Heck, Grundwassersdiatz

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Untermiozänmeer vorgetrieben wurden. Das im Westen noch verbliebene Meer jedoch drang im Mittelmiozän wieder über diese Sande und Braunkohlensümpfe hinweg und brachte 40 — 60 m mächtig werdende Tone und tonige Feinsande mit. Darüber stellten sich abermals festländische Sande von 20 — 30 m Stärke mit Braunkohlen ein, die nicht nur in Südost-Holstein, sondern nunmehr auch im Bereiche der Ostküste und des Binnenlandes bis nach Dänemark weite Verbreitung fanden. Den Abschluß der Mittelmiozänzeit bilden wieder Tone und Sande von 15 — 30 m Mächtigkeit, die in dem Meere entstanden, das von der Westküste her abermals unser Land überzog. Es verhielt lange Zeit bei uns und tauchte ganz Schleswig-Holstein unter das Glimmertonmeer, das die Obermiozänzeit ausfüllte und dabei fette oder magere, lagenweise durch helle Glimmerschüppchen ausgezeichnete bituminöse Tone hinterließ. Im Osten sind von diesen Tonen liiur geringmächtigere Schichten erhalten als im Westen. Die Tonablagcrungen der Obermiozänzeit haben ganz verschiedene Schichtstärke, sie erreichen in Süd-Holstein und an der Westküste bis zu 180 m. Durch den in den oberen Teilen des Glimmertons zunehmenden Sandgehalt gibt sich der Rückzug des Obermiozänmeeres zu erkennen. Schleswig-Holstein tauchte wiederum allmählich von Osten her gegen Westen aus dem Meere empor und war von nun an gegen tiefere Meereseinbrüche infolge der ständig mehr ansteigenden Höhenlage besser als zuvor geschützt. Während der Pliozän-Formation, dem jüngsten Abschnitt der Tertiärzeit, bildete Schleswig-Holstein — zunächst noch mit Ausnahme des Nordwestens und der Nordseeinseln — ein von üppiger Vegetation bekleidetes, von Seen und Sumpfgebieten bedecktes und von Flüssen durchzogenes hoch gelegenes Festland. Wie überwiegend in den vorangegangenen erdgeschichtlichen Perioden war auch das Klima noch so warm, daß Palmen und Sumpfzypressen bei uns wuchsen. Die Gesteinsverwitterung führte zur Bildung von Kaolinton. Der Pliozänzeit angehörende Ablagerungen sind in den tieferen 19

Schichten g r ü n l i c h g r a u e s a n a i g e Tone und B r a u n e i s e n s t e i n l a g e n d e s t e r t i ä r e n R e s t m e e r e s , in den h ö h e r e n S c h i c h t e n hellg e l b e b i s w e i ß e Q u a r z s a n d e , w i e sie auf S y l t in den K l i f f s s i c h t b a r z u t a g e liegen, h e l l g r a u e f e t t e K a o l i n t o n e u n d vereinzelte B r a u n k o h l e n f l ö z e . Im U n t e r g r u n d e S c h l e s w i g - H o l s t e i n s w u r d e n pliozäne Schichten vielfach a n g e t r o f f e n u n d in größer e r M ä c h t i g k e i t , v e r e i n z e l t bis m e h r als 100 m e r b o h r t . I n d e n o b e r s t e n s a n d i g k i e s i g e n Schichten d e s P l i o z ä n s auf Sylt b e o b a c h t e t m a n g r o ß e f r e m d a r t i g e Gerölle, die a u s a n d e r e n G e b i e t e n zu u n s g e b r a c h t w o r d e n sein m ü s s e n . M i t Recht erb l i c k t die W i s s e n s c h a f t d a r i n den Ü b e r g a n g zu einem E r d geschehen, d a s g a n z a n d e r e r A r t w a r als b i s h e r : Dem E i s z e i t a l t e r oder d a s D i l u v i u m . Diese V o r g ä n g e m ö g e n e t w a 900 J a h r t a u s e n d e zurückliegen. Die U r s a c h e n d e r Eiszeit sind w i s s e n s c h a f t l i c h noch u m s t r i t t e n . W i r w o l l e n sie hier nicht e r ö r t e r n . U n s m u ß die T a t s a c h e g e n ü g e n , d a ß zu der Zeit mit s i n k e n d e n T e m p e r a t u r e n die S c h n e e f ä l l e ü b e r h a n d n a h m e n und sich die zu E i s v e r d i c h t e n d e n S c h n e c m a s s e n von S k a n d i n a v i e n h e r a l s riesige, w o h l m e h r als 1000 m mächtige G l e t s c h e r allmählich talw ä r t s b e w e g t e n u n d so im ganz l a n g s a m e n S c h r i t t m a ß auch u n s e r s c h l e s w i g - h o l s t e i n i s c h e s L a n d wie den N o r d e n E u r o p a s , A s i e n s und A m e r i k a s ü b e r d e c k t e n . Die A l p e n u n d a n d e r e Geb i r g e h a t t e n ihre eigenen V e r e i s u n g e n . D i e s e s G e s c h e h n i s w a r im Diluvium nicht einmalig, s o n d e r n w i e d e r h o l t e sich m e h r f a c h , da m a n a u f g r u n d der h i n t e r l a s s e n e n A b l a g e r u n g e n auf d r e i bezvv. vier g r ö ß e r e , von e i n a n d e r g e t r e n n t e E i s z e i t e n r ü c k s c h l i e ß e n m u ß . Die E i s z e i t e n als A u s d r u c k k ä l t e r e r , l a n g anh a l t e n d e r W i t t e r u n g s v e r h ä l t n i s s e w u r d e n von w ä r m e r e n P e r i o d e n u n t e r b r o c h e n (s. T a b e l l e 1). In d i e s e n e b e n f a l l s l a n g anh a l t e n d e n Z w i s c h e n e i s z e i t e n k a m e n S c h i c h t e n z u m A b s a t z , die teilweise dem Meere entstammen, das den zurückweichenden E i s m a s s e n folgte, o d e r die auf d e m L a n d e o d e r d u r c h F l ü s s e , in S e e n o d e r M o o r e n g e b i l d e t w u r d e n . M a n c h e d i e s e r A b s ä t / . e e n t h a l t e n p f l a n z l i c h e u n d t i e r i s c h e R e s t e oder auch S p u r e n d e r e r s t e n m e n s c h l i c h e n T ä t i g k e i t in S c h l e s w i g - H o l s t e i n . D e m 20

gegenüber brachten die großen Inlandeis-Gletscher von ferner her nur Schiutt ohne irgendwelche Anzeichen etwaiger Lebew e s e n : Moränenablagerungen wie Mergel, Gesteinsblöcke, Kiese und Schmelzwassersande. Die Ablagerungen aus den verschiedenen Eiszeiten setzen die oberen Bodenarten Schleswig-Holsteins zusammen. Mit dem Ausklingetn des Eiszeitalters begann \ o r e t w a 18 J a h r t a u s e n d e n die Nacheiszeit oder das Alluvium, verursacht durch allmählich zunehmende allgemeine Erwärmung. Es ist der geologische Zeitabschnitt, in dem auch wir heute leben, und von dem niemand weiß, ob auch er nicht nur eine Zwischeneiszeit, auf die in vielen tausend J a h r e n eine erneute Vergletscherung folgen könnte, bedeutet. Im Alluvium \ ollzog und vollzieht sich auch jetzt noch die Umwandlung des Landschaftsbildes durch die auf- und abbauenden N a t u r k r ä f t e zu Lande und u n t e r W a s s e r sowie unter Einwirkung des Klimas, d e r V e r w i t t e r u n g und der Niederschläge. Nicht zuletzt hat der Mensch während der Nacheiszeit in die Naturvorgänge eingegriffen, die L a n d s c h a f t nach seinem Willen gestaltend, W ä l d e r rodend, Äcker pflügend und durch Fleiß wie geschicktes Vorgehen allmählich der See die jetzigen weiten ertragreichen Marschen abgerungen. Bodenaufbau Die Vielartigkeit der w ä h r e n d des Eiszeitalters u n d auch w ä h r e n d der Nacheiszeit entstandenen Bodenarten geht aus g e o l o g i s c h e n K a r t e n hervor. Die Aufzeichnungen der einzelnen Bodenarten gestattet ihre Verteilung zu e r k e n n e n ; außerdem ist in solchen Karten angegeben, welchen Zeitabschnitten der geologischen Geschichte sie jeweils angehören. Jedoch k a n n m a n von der Verteilung der Bodenarten an der Oberfläche nicht ohne w e i t e r e s auf die Zusammensetzung des Bodenaufbaues im tieferen Untergrund schließen. Das setzt genauere geologische Kenntnisse und das W i s s e n um die Ergebnisse zahlreicher Bohrungen und besonderer Vermessungen, 21

vor allem auch erdphysikaliseber Art, voraus. Oberfläche and tieferer Untergrund sind in ihrem Aufbau voneinander so abweichend und unterschiedlich, daß im folgenden zunächst darüber einiges mitgeteilt sei.

Oberfläche

Für unsere Zwecke ist eine besondere Übersichtskarte der geologischen Ablagerungen in Schleswig-Holstein beigegeben (Karte 1). Hierin sind die Bodenarten ihrer Entstehungsgeschichte nach ebenso wie nach ihrer Neigung und Fähigkeit, W a s s e r durchzulassen oder nicht, ausgeschieden worden. Aus der Altersdeutung der Bodenarten ersieht man die mehrfache Gliederung unseres Landes. Nur die Ablagerungen der Nacheiszeit ( = alluviale Bildungen) befinden sieh als Überlagerung auf eiszeitlichen ( = diluvialen) Sedimenten aller Art. Dünensande, T o r f e und moorige Bildungen bedecken dabei große Flächen. Der Schlick (Klei) der Marschen setzt als ehemaliger Nordseeboden die ebene westlichste Zone zusammen. Ablagerungen aus der jüngsten Eiszeit (=• jungdiluviale Bildungen) machen in wechselreiöhem Bodenrelief die Ostzone Schleswig-Holsteins aus, wobei sie durch kuppige Endmoränenlandschaften gegenüber der ebenfalls jungeiszeitlichen, aus Schmelzwassersanden ( - - Sandersand) bestehenden, gleichförmig ebenen Mittelzone abgegrenzt sind. Zwischen der Zone dies Sandersandes und den Marschen liegt das Gebiet, dessen Boden während älterer Eiszeiten ( = altdiluviale Bildungen) entstanden ist. E s sind Ablagerungen, welche die infolge langanhaltender Verwitterung jetzt nur flachwellig erscheinenden Geestgebiete zusammensetzen. Diese vier verschiedenartigen Zonen, in die auch die Inseln jeweils nach der A r t ihrer Entstehung entfallen, erstrecken sieh in nahezu nordwest-südöstlicher Richtung. Nur gelegentlich werden unter den diluvialen und alluvialen Ablagerungen Schichten aus älterer Zeit sichtbar. Es sind das verschiedene Bildungen altdiluvialer Absätze unbestimmten Alters oder tertiäre Sande und T o n e oder auch, 22

wie bei Segeberg, Lägerdorf und Lieth nahe Elmshorn, Gesteine aus noch älterer Zeit (Kreide- und Perm-Formation). Die Bodenarten bestehen aus wasserdurchlässigen oder praktisch undurchlässigen Schichten. Zu den ersteren gehören die den verschiedensten tertiären, eiszeitlichen und nacheiszeitlichen Vorgängen entsprechenden Sande und Kiese oder moorige Ablagerungen, zu den letzteren Tone und Geschiebelehme oder -Mergel des Diluviums sowie Tone des Tertiärs oder Schlicke des Alluviums. Von der Oberfläche her setzen sich die einzelnen Bodenarten jedoch nicht ohne Unterbrechung in die Tiefe fort, sondern zwischen sandigen und tonigen, mergeligen und kiesigen Schichten besteht ein vielfacher Wechsel, wie man das in mancher tieferen Erdbaugrube jederzeit beobachten kann. Dabei sind die Überlagerungen oftmals so vielfältig, wobei auch die Mächtigkeit der jeweiligen Schichten jeweils wechselt, daß nian die Zusammensetzung des Untergrundes im einzelnen nicht immer voraussagen kann. Nur in den Giundzügen zeigt sich eine gewisse Regelmäßigkeit der Art, daß die jüngeren Ablagerungen die älteren überdecken und zwischen undurchlässigen Schichten zumeist dusehlässige wasserführende Ablagerungen eingeschaltet sind. Im allgemeinen lagein unter c!en Schichten des Alluviums bei uns also zunächst diluviale und noch tiefer tertiäre Sedimente. Umgekehrte Schichtenfolgen sind Seltenheiten, und nur dort zu treffen, wo jüngste Bewegungsvorgänge der Erdkruste ältere Schichten betroffen haben und wo durch eiszeitlichen Transport Gesteine als sogenannte Schollen von ferner her verschleppt wurden. Innerhalb alluvialer Schichten brauchen derartige Verlagerungen nicht erwartet zu werden. Unterhalb verschleppter Gesteinsschollen folgen dann wieder jüngere Schichten. Auf die Ablagerungen in Oberflächennähe haben die Verwitterungsvorgänge unter dem Einfluß von Klima, Vegetation, Tierwelt und Mensch, wie auch des strömenden Wassers seit langem eingewirkt. Dabei wurden die Bodenarten mehr oder weniger stark verändert. Der Kulturboden (Mutterboden) mit 23

seinem r e i c h h a l t i g e n B a k t e r i e n l e b e n , d e r Dui c h w u r z e i u n g s r a u m mit T i e r h ö h l e n u n d p f l a n z l i c h e n E i n s c h l ü s s e n , d i e eigentlichen „ B o d e n p r o f i l e " als A u s d r u c k von Klima und Bes t a n d h a b e n sich h e r a u s g e b i l d e t , w o b e i sowohl chemische als auch p h y s i k a l i s c h e U m w a n d l u n g e n e r f o l g t sind. D e r m s p r ü n g liche K a l k g e h a l t des B o d e n s h a t a b g e n o m m e n , E i s e n v e r b i n d u n g e n w u r d e n zu S c h i c h t e i n l a g e r u n g e n verdichtet (Ortstein, V o ß b o d e n , A h l e r d e ) , die f e i n s t e n u n d tonigen B e s t a n d t e i l e a u s g e w a s c h e n , S t e i n e u n d Kiesgerölle a n g e w i t t c r l . D a s eins i c k e r n d e Regenvvasser h a t die l ö s b a r e n B e s t a n d t e i l e des obereil Bodens zur T i e f e m i t g e r o m m e n u n d dem u n t e r e n Boden u n d dem G r u n d w a s s e r z u g e f ü h r t . Diese V e r w i t t e r u . g s v o r g ä n g e spielen sich von j e h e r in i h r e r vielfältigen A b w e c h s l u n g ab, und s o n i m m t es niolit w u n d e r , d a ß an d e r O b e r f l ä c h e die ä l t e r e n B o d e n a r t e n g e g e n ü b e r den j ü n g e r e n im allgemeinen s t ä r k e r a u s g e w i t t e r t sind. D a d u r c h e r k l ä r t es sich / u m Beispiel, d a ß die j u n g e n bindigen M a r s c h e n b ö d e n noch an o d e r n a h e der O b e r f l ä c h e u n d die j u n g e i s z e i t l i c h e n lonigen A b l a g e r u n g e n in g e r i n g e r T i e f e , o f t m a l s noch i n n e r h a l b des o b e r s t e n M e t e r s , ihren u r s p r ü n g l i c h e n K a l k g e h a l t h a b e n , w ä h r e n d a u s g e w a s c h e n e m i n e r a l a r m e S a n d e gleichen A l t e r s u n d vor allem die meisten a l t e i s / e i t l i c h e n u n d noch a l l e r e n S e d i m e n t e , s e l b s t die tonigen, ihren K a l k a n t e i l so s t a r k e i n b ü ß t e n , d a ß der urs p r ü n g l i c h e K a l k e r s t in 10, 20 oder m e h r M e t e r n T i e f e anget r o f f e n wird. Ein d e r a r t i g e r V e r w i t t e r u n g s z u s t a n d g i b t sieh auch im G r u n d w a s s e r zu e r k e n n e n : H a r t e s G r u n d w a s s e r w i r d ü b e r w i e g e n d in k a l k r e i c h e n , w e i c h e s in k a l k f r e i e n Schichten a u f t r e t e n . E i s e n r e i c h e s W a s s e r liegt s t e t s dort vor, w o d a s G r u n d w a s s e r G e l e g e n h e i t hat, lösliches Eisen dem Boden zu e n t f ü h r e n . D a s gilt f ü r o b e r f l ä c h e n n a h e s w i e f ü r t i e f e r e s G r u n d w a s s e r . I n f o l g e der eiszeitlichen u n d nacheiszeitlichen H e r a u s b i l d u n g d e r L a n d s c h a f t S c h l e s w i g - H o l s t e i n s n e h m e n die Bodena r t e n dieser b e i d e n F o r m a t i o n e n die O b e r f l ä c h e u n d den Unt e r g r u n d bis zu e i n e r g e w i s s e n T i e f e ein. I n d e r b e i g e f ü g t e n Ü b e r s i c h t s k a r t e d e r geologischen A b l a g e r u n g e n ( K a r t e 1) sind 24

d i e B o d e n a r t e n in w a s s e r d u r c h l ä s s i g e u n d u n d u r c h l ä s s i g e eingeteilt w o r d e n . W i r wollen zunächst ihre Kennzeichen sowie ihr Z u s t a n d e k o m m e n besprechen. Durchlässige Bodenarten D i e D u r c h l ä s s i g k e i t e i n e s B o d « n s h ä n g t von d e m A n f e i l u n d «ier G r ö ß e d e r H o h l r ä u m e , d e n P o r e n , a b . J e g r ö ß e r d a s Porenvolumen, der Gesamtinhalt aller Hohlräume eines Bodens i s t , u m s o g r ö ß e r i s t a u c h die D u r c h l ä s s i g k e i t d e r b e t r e f f e n d e n B o d e n s c h i c h t . D a s N i e d e r s c h l a g s w a s s e r , d a s i n d e n B o d e n eins i c k e r t , b l e i b t z u n ä c h s t als d ü n n e H a u t u m d i e e i n z e l n e n Bod e n t e i l c h e n h a f t e n . D e r Ü b e r s c h u ß b e w e g t sieh a b w ä r t s u n d e r f ü l l t die d ü n n e n , z u s a m m e n h ä n g e n d e n H o h l r ä u m e , die e i n Festhalten des W a s s e r s gegenüber der S c h w e r k r a f t ermöglichen. H i e r b i l d e t es k a p i l l a r g e b u n d e n e s W a s s e r ( d a s s e l b s t in s o n s t u n d u r c h l ä s s i g e n S c h i c h t e n d e n P f l a n z e n d a s L e b e n in trockenen J a h r e s z e i t e n ermöglicht). Unterhalb einer gewiss e n F l ä c h e s i n d alle P o r e n d e s d u r c h l ä s s i g e n B o d e n s s c h l i e ß lich m i t W a s s e r e r f ü l l t . D i e s ist d e r G r u n d w a s s e r s p i e g e l , d e r die o b e r e B o d e n f e u c h t i g k e i t vom e i g e n t l i c h e n G r u n d w a s s e r trennt. Schotter, Gerölle, Kiese und S a n d e sind gut durchlässige Bodenarten, so lange keine fonig-lehmigen Zwischenlagen in ihnen enthalten sind. Mit der abnehmenden Korng r ö ß e e i n e s S a n d e s n i m m t a u c h die D u r c h l ä s s i g k e i t ab, s o d a ß s i e b e i S a n d , d e s s e n ü b e r w i e g e n d e r K o r n a n t e i l k l e i n e r als 0,1 m m i s t , f a s t g a n z a u f h ö r t . D i e w a s s e r f ü h r e n d e n B o d e n arten nennt man W a s s e r s p e i c h e r . D a s g e o l o g i s c h e A l t e r e i n e s B o d e n s i s t f ü r die D u r c h l ä s sigkeit nicht entscheidend, wohl aber der Mineral- und Verw i t t e r u n g s z u s t a n d u n d — w i e w i r s a h e n —• die n a t ü r l i c h e n G e g e b e n h e i t e n d e r O b e r f l ä c h e . L e t z t e r e w i r k e n s i c h auf die t i e f e r e n B o d e n s c h i c h t e n nicht so s e h r a l s u n t e r U m s t ä n d e n auf deren G r u n d w ä s s e r aus. 1. Dünensand und Nehrungen Die Lage und Verteilung der Dünen zeugt von der Tätigkeit und vorwaltenden Richtung der Winde. Nehrungen sind Strandge25

bilde aus Sand und Kies, die unter der Einwirkung der Küslenströmung z u s t a n d e kamen. Dünen entstanden bereits, als dns letzte Inlandeis abschmolz und der hinterlassene, zunächst noch g e f r o r e n e und späterhin vernäßte Boden allmählich trocknete und vom W i n d e zusammengehäuft werden konnte. Deshalb gibt es verschiedenaltrige Dünen und Flugsanddecken der Nacheiszeit. Auch heute noch hält die Dünenbildung an. Die ältesten Dünen haben durch längere Verwitterungseinwirkungen s c h w a r z b r a u n e Färbung, die auf Humus- und Eisenverbindungen beruht. Braunund Gelbdünen sind jünger, weniger durch V e r w i t t e r u n g umgewandelt und bilden den Übergang zu den W e i ß d ü n e n , den noch bewegten W a n d e r d ü n e n . J e nach dem Ausmaß der W i n d w i r kung ist die Größe des Korns verschieden. An der \ \ estküstc, vor allem auf den Inseln Sylt und Amrum, sind die vom W i n d e zusammengetragenen Sandkörner nicht selten bis hirsegroß, vereinzelt sogar noch gröber. Dünensande sind somit vorzüglich wasserdurchlässig. W o sie keinen besonderen Einwirkungen unterliegen, führen die Diinensande weiches W a s s e r . 2. Torf und

Moorerde

In Bodenmulden gestautes Niederschlagswasser träge zutage liegender Grundwasserspiegel, sowie in Hängen ausfließendes Ouell- und S i c k e r w a s s e r f ü h r t e n im Verlaufe des nacheiszeitlichen Klimas zur Ansiedlung von Sumpfgewächsen, die nach dem Absterben in Verwesung gerieten und zum Nährboden f ü r andere Pflanzen wurden. Es wuchsen allmählich Moore empor, deren Bodenschichten aus Torf verschiedener Arten bestehen: Hochmoore mit W e i ß - und Brauntorf, Niederungsmoore mit Schwarz- und Lebertorf und Hang- sowie Quellmoore mit unreinem Torf. Moorerde heißen torfige Schichten mit hohem Sandanteil. Manche unserer Moore haben 12 oder mehr Meter Torfmächtigkeit. Heute geht jedoch nur, wenn das Pflanzenleben der Moore nicht durch künstliche E n t w ä s s e r u n g oder sonstige Kultivierungsmaßnahmen zum Erliegen gebracht wurde, die T o r f b i l d u n g noch ganz gering weiter vor sich. Die T o r f m o o r e sind wie ein Schwamm voll W a s s e r gesogen. Aber das W a s s e r ist infolge der aus dem Torf lösbaren llumusstoffe t i e f b r a u n oder gelb g e f ä r b t und unansehnlich. Man w i r d also f ü r W a s s e r e r s c h l i e ß u n g e n aus geringerer Bodentieie die Moore und Niederungen mit torfigem Grund meiden, weil das W a s s e r aus diesen auch in den durchlässigen Untergrund gedrungen ist und ihn bis in die w e i t e r e Umgebung eines Moorgebietes beeindruckt. Nur undurchlässige mächtigere Schichten im Untergrund verhindern d a s Absickern des Moorwassers.

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3. Tal-, Hecken- und Sandersand Diese Ablagerungen umfassen Sande \erschiedener Korngrößen, denn da es Bildungen sind, die infolge eiszeitlicher Schmelzvorgänge in strömenden Gewässern oder auch in stilleren W a s s e r becken sedimentiert wurden, wechselt der Kornanteil sowohl schichtweise als auch je nach Entfernung vom ursprünglichen Aufbereitungsort. Die T r a n s p o r t k r a i t des fließenden W a s s e r s liat eine Sonderung der einzelnen Körner nach Größe und Schwere vorgenommen, so daß im Ostteil der von den Moränen hergebrachten Schmelzwassersande (Sandersande) mehr Grobsand und Kies \orhanden ist als in ihrem Westteil. Solche S a n d e r s a n d e nehmen weite Flächen im Mittelrücken Schleswig-IIolsteins ein. Sie haben in der Nähe des ehemaligen Eisrandes, also im Vorland der Endmoränen, noch ein unruhiges Bodenrelief, das nach W e s t e n in ebene, ruhige Geländeformen übergeht. Sobald sich späterhin die ungezählten einzelnen Schmelzwasserbäche zu ausgeprägten Flüssen vereint hatten, entstanden durch Umlagerung des Sandermaterials die weitverbreiteten terrassenförmigen, zumeist leicht humosen Talsande. Beckensande sind vorwiegend von feinerem Korn und enthalten vielfach eingelagerte tonige Schichten. \ \ ährend die Sandersande und T a l s a n d e gut durchlässig sind und bei größerer Mächtigkeit die Grundwassercjitnahme leicht gestatten, sind Beckensande zwar auch durchlässig, jedoch infolge ihrer Toneinlagerungen f ü r Wasserversorgungen seltener geeignet. In Schleswig-Holstein f ü h r t das Grundwasser dieser drei Bodenarten, wenn sie nur geringmächtig sind, wegen zu hohen Humus- und Eisengehaltes oft zu hygienischen Beanstandungen. 4. Gcschiebcsand und Kies Vom Gletschereis mitgebracht und durch Schmelzwässer verlagert wurden Gerölle, Kies und kiesige Sande, sogenannte Geschiebesande, die sieh auf oder zwischen den lehmigen GrundmoränenschiChten befinden. Es sind zumeist buntfarbene Gemenge von Steingeröllen und Sanden aller Korngrößen, die bei W a s s e r f ü h r u n g besonders günstige Nutzung ermöglichen. Kiese und Geschiebesande sind während aller Eiszeiten abgelagert worden, so d a ß sie sich in jungeiszeitlichen Gebieten ebenso häufig finden wie in alteiszeitlichen. Innerhalb der Endmoränen sind derartige Kiessande durch die schiebenden W i r k u n g e n des Gletschers vielfach verlagert (gestaucht), wodurch ihre Schichten zumeist nicht mehr horizontal liegen, sondern verbogen und gefaltet angetroffen werden. 27

5. Untere dilu\iale und tertiäre Bildungen Um unsere Übersichtskarte der geologischen Ablagerungen (Karte 1) nicht mit mehr untergeordneten Vorkommen noch andersartiger Bodenarten zu belasten, wurden durchlässige Bildungen des Diluviums und Tertiärs, die unter jüngeren Schichten lagernd an der Oberfläche sichtbar sind, zu einer Signatur zusammengefaßt. Bei den diluvialen Ablagerungen handelt es sich um sandige und kiesige Schichten nicht näher bestimmbaren Alters (bei Flensburg, an der Schlei sowie am Stapelholm), bei den tertiären um Sande oder kiesige Sande, die den Formationen des Pliozäns (Sylt) und Mittelmiozäns (an der Elbe) angehören. Derartige Bildungen haben erst im Untergründe weite Verbreitung und dort f ü r die Wassererschließung größte Bedeutung. Undurchlässige Bodenarien

I m G e g e n s a t z zu d e n v o r s t e h e n d b e s p r o c h e n e n B o d e n a r t e n s i n d die r a c h f o l g e n d e n p r a k t i s c h w a s s e r u n d u r c h l ä s s i g . E s s i n d d a s die W a s s e r s t a u e r , d i e n u r e n g e o d e r zu. w e n i g e P o r e n .besitzen, a l s d a ß s i e d a s i n s i e d r i n g e n d e W a s s e r d u r c h l a s s e n k ö n n t e n . H i e r z u g e h ö r e n die f e i n k ö r n i g e n S a n d e m i t w e n i g e r a l s 0,1 m m K o r n g r ö ß e , s o w i e d i e l e h m i g e n , m e r g e l i g e n u n d t o n i g e n G e s t e i n e , d i e e i n e m D u r c h f l u ß von W a s s e r d e n größten W i d e r s t a n d bieten. N u r w e n n die Schichten solcher B o d e n a r t e n von o f f e n e n K l ü f t e n d u r c h z o g e n sind, vermag das W a s s e r hindurchzuwandern. 1. Schlick der Marsehen In den seichten Gründen der Nordsee bildet sich noch heute der Wattenschlick, der a a s feinem, von Ton durchsetztem Sand besteht. Pflanzliche und tierische Reste sind in ihm in großen Mengen vorhanden. Dadurch erklärt sich der organische Gehalt an Humusstoffen und Kalk des Schlickes. Von Menschenhand in seiner Sedimentation gefördert (Grüppelung, Lahnungen, Deiche), w u r d e in geschichtlicher Zeit dieser Wattenschlick dem Meere allmählich entrissen und zu fruchtbarem Boden in Kögen umgewandelt. Er hat bei g r ö ß e r e r Mächtigkeit weite Verbreitung, so d a ß er sich in der gesamten Marschlandschaft, nur gelegentlich von Sandschichten oder Torflagen unterbrochen, findet. Seine tonigen Schichten sind wasserundurchlässig. 28

Ganz allgemein sind die Marschablagerungen für die W a s s e r erschließung infolge ihrer Entstehung und organischen Einlagerungenungeeignet; ihre sandigen Schichten enthalten überwiegend Salzwasser. 2. Beckenton In Verbindung mit den wasserdurchlässigen Beckensanden findet sich Beckenton. Das ist ein tonreicher feiner Sand oder sogar f e t t e r Ton, wie er weite Verbreitung vor allem in der Umgebung von Lübeck hat. Er kommt in kleinen ehemaligen Bodensenken oder im G r u n d e von Torimooren häufiger vor. 3. Geschiebe'chm A l s G r u n d m o r ä n e unter dem Gletschereis der einzelnen Eiszeiten entstanden, hat der zumeist gelbbraune Gcschiebelelim in Schleswig. Holstein sehr weite Verbreitung. Er ist ein inniges Gemenge von Sand mit Ton und Steinen (Geschieben). Sain Kalkgehalt ist in einiger Tiefe meist noch vorhanden. Dann ist er überwiegend g r a u ; man nennt ihn Geschiebemergel. In größerer Mächtigkeit ist er völlig wasserundurchlässig. Da er zusammenhängend weite Flächen zutage und in der Tiefe einnimmt, stellt er einen vorzüglichen W a s s e r s t a u e r dar, der einzelne Grundwasserhorizonte voneinander trennt und das Einsickern der Niederschläge von der Oberfläche her verhindert. In ihrem Verwitterungszustand sind die Geschiebelehme der einzelnen Eiszeiten unterschiedlich. J e jünger oder toniger der Geschiebemergel ist, desto geringer ist im allgemeinen seine Verlehmungs-(Entkalloings-)rinde. Zur T i e f e hin jedoch ähneln sich die Geschiebemergelschichten äußerlich sehr, obwohl ihr Kalk- und Tonartteil lagenweise und selbst auf kleine Entfernungen wechselt. Die Zahl der Geschiebe und Gerolle h a t f ü r die Fähigkeit des Mergels als W a s s e r s t a u e r keine Bedeutung. 4. Diluviale oder tertiäre Tone und ältere Gesteine Fette bis magere eiszeitliche Tone, die ehedem in ruhigen Becken abgesetzt wurden, kommen häufig als w a s s e r s t a u e n d e Einlagerungen zwischen den anderen Schichten vor. Sie reichen ebenfalls wie Tone der T e r t i ä r - Formation gelegentlich bis an die Oberfläche. Obermiozäner Glimmerton, Tone des Mittel- und Unteriniozäns wie auch des Alttertiärs (Septarienton und T a r r a s ) oder tonige Gesteine noch älterer Formationen (Kreide von Lägerdorf, r o t e r T o n des P e r m s von Lieth) sind vielfach nahe der Oberfläche gelegen. Der Gips und Anhydrit des Segeberger Kalkberges l ä ß t z w a r im Bereiche seiner starken Zerklüftung die

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Niederschläge in die Tiefe versickern, jedoch sind diese für Grundwassererschließungen wegen der dabei aufgenommenen Mineralstoffe nicht zu verwenden. Die undurchlässigen tertiären Tone und älteren Gesteine, auch die nur wenig wasserdurchlässigen Kreideschichten, haben als Wasserstauer im Untergrund größere Bedeutung für die Wassererschließung. Untergrund

D i e B o d e n a r t e n d e r O b e r f l ä c h e s e t / e n sich z u r T i e f e h i n fort. Nacheiszeitliche Ablagerungen wie T o r f e , Dünensande und Nehrungsbildungen h a b e n allerdings eine recht b e s c h r ä n k t e M ä c h t i g k e i t . D i e S c h l i c k e d e r M a r s c h e n h i n g e g e n w e r d e n , von S a n d - u n d T o r f l a g e n u n t e r b r o c h e n , bis zu 30 m , s t e l l e n w e i s e s o g a r bis zu 40 m m ä c h t i g . A u c h die T a l - , B e c k e n - u n d S a n d e r s a n d e , s o w i e die B e c k e n t o n e r e i c h e n von d e r O b e r f l ä c h e z u m e i s t n u r w e n i g e M e t e r t i e f e r , w o b e i 15 m s e l t e n ü b e r s c h r i t t e n w e r d e n . H i n g e g e n s i n d G e s c h i e b e s a n d e u n d K i e s e w i e auch die Geschiebemergel zumeist erbeblich mächtiger, s o d a ß bei B o h r u n g e n b i s zu 90 m S c h i c h t d i c k e e i n h e i t l i c h e n G e s c h i e b e mergels angetroffen wurden. B o d e n a u f b a u m ä ß i g b e s t e h t innerhalb der eiszeitlichen A b lagerungen häufige Wechselfolge. Altdiluviale Bildungen tauc h e n im O s t e n u n s e r e s L a n d e s u n t e r die j u n g d i ' u v i a l e n , w o b e i in einigen G e b i e t e n t o r f i g e o d e r f a u l s c h l a m m ä h n l i c h e S e dimente zwischen den A b l a g e r u n g e n der verschiedenen Eiszeiten auftreten. Die S c h i c h t e n f o l g e a l l u v i a l e r u n d d i l u v i a l e r A b l a g e r u n g e n (Quartär) ist z u s a m m e n g e n o m m e n außerordentlich verschieden (Kartie 2). E s g i b t G e b i e t e , i n d e r e n d i e s e S c h i c h t e n f o l g e s e h r d ü n n i s t u n d n i c h t o d e r n u r w e n i g bis u n t e r M e e r e s s p i e g e l hinabreicht; demgegenüber gibt es ausgeprägte Ouartärmäeht i g k e i t e n von m e h r e r e n h u n d e r t M e t e r n u n d T i e f e n g e b i e t e , in d e n e n die U n t e r k a n t e d e r e i s z e i t l i c h e n A b l a g e r u r g e n b i s tief unter das Niveau der Meeresspiegel taucht. Die großen Ouartärmächtigkeiten fallen k e i n e s w e g s mit den höchsten morphologischen Gebieten zusammen. In d e r H a m b u r g e r Gegend liegt 30

die Grenze der diluvialen Bodenarten teilweise bei — 3C0 m NN, bei Kiel t i e f e r als — 200 m NN und bei Tönning sogar bei m e h r als —400 m NN (Karte 3). Zwischen, diesen Tiefenzonen sind Höhengebiete geringmächtigeren Diluviums eingeschaltet. Die Unterfläche u n d die Mächtigkeiten der diluvialen Schichteniolge sind also recht unregelmäßig. Dank der langjährigen Untersuchungen der ü b e r a u s zahlreichen Bohrungen in Schles"weg-Holstein k a n n m a n sich heute von der A u f l a g e r u n g des Diluviums über den Bodenarten der älteren Formationen ein ziemlich g e n a u e s Bild machen. Die an der Diluvialbasis lagernden Bodenarten älterer Formationen sind überwiegend Schichten des T e r t i ä r s , die vereinzelt bis an die Oberfläche treten. In der Übersichtskarte der Verbreitung voreiszeitlichcr Ablagerungen im Untergrunde der q u a r t ä r e n Schichtenfolge (Kaite 3) wird deutlich, wie im W e s t e n u n d Süden Schleswig-Holsteins eine nahezu geschlossene Decke mächtigen obermiozänen Glimmertones vorhanden ist, und d a ß vereinzelt, wie bei Kiel lind südwestlich Neumiinster, Reste dieses Glimm ertön,es erhalten geblieben sind. D e r Mittelteil u n d Osten Schleswig-Holsteins w e r d e n im Unterg r u n d e durch verschiedene Bodenarten des Mittelmiozäns eingenommen, u n d zwar durch Tone und Sande in Wechsellagerung' mit festländischen Braunkohlenflözen sowie weiterhin nach W e s t e n durch gleichaltrige Meerestone. Schichten dies Untermiozäns bilden die Auflagerungsfläche des Diluviums erst südlich und südöstlich von Hamburg. Die Sedimente des Pliozäns, das als j ü n g s t e r Abschnitt d e s T e r t i ä r s vor allem durch Absätze von f a s t weißen Flußkiesen bei uns Bedeutung hat, sind auf den Inseln Sylt, Föhr u n d A m r u m s o w i e auf weite Flächen d e r W e s t k ü s t e und vereinzelt auch im Binnenlande oberhalb der miozänen Ablagerungen erhalten geblieben. Im Osten Schleswig-Holsteins, insbesondere u n t e r F e h m a r n u n d der L a n d s c h a f t W a g r i e n , aber auch westlich von Rendsb u r g und Eckernförde, bei Innien u n d Segeberg, sowie verschiedentlich südlich von Lübeck u n d in d e r Umgebung d e r 31

Geltinger Bucht bilden Tone des Alttertiärs, vor allem der sehr mächtig w e r d e n d e eozäne T a r r a s t o n , die unmittelbare Auflagerungsfläche f ü r die diluvialen Schichten. Die aus Tertiärbildungen bestehende Unterlage des Diluviums w i r d jedoch mehrfach von Schichten der Kreide und der Perm-Formation, durchbrochen. Gesteine dieser Formationen treten innerhalb der durch erdphysikalische Untersuchungen ermittelten u n d durch zahlreiche bis zu mehreren tausend M e t e r n T i e f e a u s g e f ü h r t e n Bohrungen erwiesenen S t r u k t u r k ö r p e r auf, die wir uns als die Gipfel versunkener Gebirge vorstellen können. Einzelne Gipfel kommen bis an die heutige Oberfläche oder ragen sogar über sie hinaus. So sind südlich Elmshorn die roten, salzführenden Tone der PermFormation, und zwar des Rotliegenden, nur wenige Meter unter der heutigen Landoberfläche vorhanden; in Eiderstedt lagern bei O l d e n s w o r t gleichartige Gesteine bereits 11 m unter der Marschenlandschaft! In Hamburg-Langenfelde war bis vor wenigen J a h r e n Gips in einer Grube aufgeschlossen, der gleiche Gips, der bei Segeberg den a u f r a g e n d e n Kalkberg bildet. Diese Gipse in V e r b i n d u n g mit A n h y d r i t sind Ablagerungen ebenfalls d e r Perm-Formation, und zwar des Zechsteins, in dem auch die Salzlagerstätten Norddeutschlands in ihrer oft so g r o ß e n Mächtigkeit zur Ausscheidung aus dem M e e r w a s s e r gelangten. Salzlagerstätten kamen auch w ä h r e n d a n d e r e r Zeiten zum Absatz. S o gibt es im Untergründe Salze aus d e r Muschelkalk- u n d Keuperzeit, den Unterabschnitten der Trias-Formation. Alle diese Salzlagerstätten befinden sich aber heute in ganz verschiedenen Tiefenlagen. Mit Ausnahme d e r Umgebung von Segeberg w e r d e n sie bei W a s s e r e r s c h l i e ßungen im allgemeinen nicht angebohrt. Jedoch wirken viele dieser L a g e r s t ä t t e n auf u n s e r G r u n d w a s s e r versalzend, so d a ß auch die weitere U m g e b u n g der alten S t r u k t u r k ö r p e r f ü r W a s s e r b o h r u n g e n zumeist nicht vorteilhaft ist.

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Boden und Grundwasser Die von der Erdoberfläche in den Boden versickernden Niederschläge "wandern zur Tiefe, bis sie über undurchlässigen Schichten zum Stillstand kommen oder bei deren geneigter Lagerung zum unterirdischen Abfluß veranlaßt werden. Sie sammeln sich dann als Grundwasser an, das sich in W a s s e r speichern durchlässiger Schichten aufstaut und von dort aus bei Überlaufmöglich'keit, der Schwerkraft folgend, in langsame, f l ä c h e n m ä ß i g e Strömung gerät. Engbegrenzte „Grundwasserströme" oder gar sich kreuzende „Adern" — wie sie von Wünschelrutengängern und anderen Laien behauptet werden — gibt es innerhalb der Lockcrgesteinc des Diluviums un/d Tertiärs nicht; von derartigen, fluß- oder kanalähnlichen Strömungen des Grundwassers läßt sich nur innerhalb geklüfteter fester Gesteine sprechen. Das im Boden angesammelte W a s s e r tritt nach Lagerung und Art der Schichten in verschiedenen Erscheinungsformen auf. Sickerwasser, Ouellwasser, Schichtwasser, Kluftwasser, Tiefenwasser usw. sind nur Begriffe, denn stets handelt es sich bei dem im Boden lagernden oder aus ihm tretenden W a s ser um Grundwasser. Erscheinungsformen Im Untergrund kann Grundwasser erst entstehen, wenn der obere Boden und auch die tieferen Schichten ihren Feuchtigkedtsbedarf voll gedeckt haben, den Bodenarten also mehr Niederschläge zugeführt werden, als sie kapillar festzuhalten vermögen. Dieses überschüssige Infiltrationswasser sammelt sich in den aufnahmefähigen Schichten an, aus denen es beim Auflockern des Bodens als S i c k e r w a s s e r zutage tritt. Besonders hangabwärts treten derartige Sickerwässer unterhalb des in Schienken oder Abschlänunrinnen gelegenen Mutterbodens auf, sio d a ß idort leicht Wasisier in Ring- oder Sodbrunnen gefaßt werden kann. Streichen Siekerwasser-führende Schichten 3

Hedt, G r u n d w a s s e r s c h a t z

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an H ä n g e n dies Geländes aus, so ergibt sich an derartigen Stellen die Möglichkeit des Q u e l l w a s s e r - Austritts. J e •nachdem, ob das S i c k e r w a s s e r gleichmäßig durch Niederschläge ergänzt w i r d oder ob sein A b f l u ß überwiegt, sind solche Quellen ständig oder periodisch. Ebenso fließt auf undurchlässigen Bodenarten gestautes G r u n d w a s s e r dort als Quelle aus, w o es die Erdoberfläche erreichen k a n n (Überlaufquellen). D a s nicht als Sicker- und Quellwasser zutage fließende Inf i l t r a t i o n s w a s s e r verbleibt in den durchlässigen Schichten des Untergrundes, aus denen es nur durch besondere Eingriffe (Bohrungen, Erdbauarbeiten) oder Naturereignisse (Entblößung durch Erdrutsche u. ä. m.) f r e i zu w e r d e n vermag. Das flächenhaft u n d allgemein t r ä g e d.ahinströmende Grundw a s s e r s t r e b t dem niedrigsten Niveau zu, das entweder ein Schichtenausbiß im Gelände, oder ein See, Fluß und letztenendes das offene Meer ist. Gerät dabei das G r u n d w a s s e r zwischen zwei abdichtende Schichten, so k a n n es auch weit bis uniter den Meeresboden vordringen. Durch die Überlagerung undurchlässiger Bodenarten wird dem mit seinem höher gelegenen Ursprungsgebiet (Einzugsbereich) in kommunizierender Verbindung stehenden G r u n d w a s s e r ein Spannungsdruck zuteil, der sich beim Anbohren durch den A u f t r i e b des W a s s e r s äußert. M a n nennt diesen Druck -f- a r t e s i s c h , v*enn das angezapfte W a s s e r ü b e r Gelände f r e i ausläuft. Reicht die S p a n n u n g d a f ü r nicht aus, so d a ß das aufdringende W a s s e r u n t e r h a l b der Erdoberfläche verbleibt, spricht man von — artesischem Druck. Unter Spannung liegendes G r u n d w a s s e r w i r d sich daher als -j- artesisch dort äußern, wo das Gelände niedriger liegt als die natürliche Auftriebshöhe des W a s sers. D a s ist bei Erd bau arbeiten ebenso zu bedenken w i e beim Ansetzen von Bohrungen. Die beim unterirdischen Fließen d e s G r u n d w a s s e r s a u f t r e t e n d e Reibung vermag den Spannungsdruck gegenüber der Höhenlage des Sammelgebietes jedoch zu mindern. Der f r e i w e r d e n d e W a s s e r d r u c k e r w i r k t d a n n eine Spiegellage, die sich mit dem herrschenden L u f t d r u c k das. 34

Gleichgewicht hält. Unter Spannung befindliches G r u n d w a s s e r , auch D r u c k w a s s e r genannt, k a n n also unter hohem Atmosphärendruck und lebhaftem Geräusch (vor allem bei Gasgehalt) frei werden. Im allgemeinen haben in Schleswig-Holstein die tiefer gelegenen G r u n d w ä s s e r einen s t ä r k e r e n A u f t r i e b s d r u c k als die in höher befindlichen g r u n d w a s s e r f ü h r e n d e n Schichten. Auch macht sich vor allem in den Küstengebieten (z. B. in der Elbeniederung, auf den Nordseeinseln und auch bei LübeckTravemünde) oftmals eine weitgehende Abhängigkeit des W a s s e r s p i e g e l s vom Pegelstand der Nord- und Ostsee geltend. Dabei z-eigt es sich, d a ß manche T i e f e n w ä s s e r einen vers t ä r k t e n A u f t r i e b erfahren, noch bevor die Flut oder windges t a u t e s M e e r e s w a s s e r die Küste erreicht. Bei anderen Brunnen wiederum macht sich eine Verzögerung der G r u n d w a s s e r spiegeländerung b e m e r k b a r . Man darf die Ursachen f ü r derartige Erscheinungen in d e m Zusammendrückeil der die Grundwasscrliorizonte überlagernden abdichtenden Bodenarten durch die g r ö ß e r e Meereswasserbel,astung erblicken, wodurch die in den Bohrrohren stehenden G r u n d w ä s s e r e t w a nach A r t einer hydraulischen P r e s s e hochgedrückt werden. Nimmt dieser hydraulische Belastungsdruck wieder ab, so geht auch der verä n d e r t e W a s s e r s p i e g e l auf seinen alten Stand zurück. Unter solchen besonderen Umständen verwandeln sich also normale Brunnen vorübergehend in Brunnen mit überlaufendem artesischem W a s s e r . Grundwasserspeicher Unter den durchlässigen Bodenarten, die irgendwie mit der Oberfläche durch das Schichtensystem oder Klüfte in Verbindung stehen, kommen die meisten f ü r die G r u n d w a s s e r s p e i cherung in Betracht. Allerdings ist n u t z b a r e s s ü ß e s W a s s e r von den jüngsten Bodenarten erdgeschichtlich a b w ä r t s nur bis einschließlich U i i t e r m i o z ä n zu erwarten, weil a l l e ä l t e r e n S e d i m e n t e in u n s e r e m L a n d e salziges W a s s e r enthalten. Auf den Inseln, im Küstengebiet und 3*

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a u c h in. m a n c h e n T e i l e n d e s B i n n e n l a n d e s liegt die G r e n z e zum S a l z w a s s e r b e r e i t s h ö h e r , da d a s s p e z i f i s c h l e i c h t e r e S ü ß w a s s e r auf d e m s c h w e r e r e n S a l z w a s s e r s c h w i m m t (s. K a r t e 10). Auf d e n I n s e l n b i l d e n sich d u r c h I n f i l t r a t i o n d e r N i e d e r s c h l ä g e G r u n d w a s s e r - K a l o t t e n , d e r e n M ä c h t i g k e i t sich a n n ä hernd berechnen läßt*). U n s e r G e b r a u e h s w a s s e r i s t in d e n d a f ü r g e e i g n e t e n Bodena r t e n a u f g e s p e i c h e r t , w o b e i e s i n f o l g e d e r w e c h s e l n d e n Überl a g e r u n g von d u r c h l ä s s i g e n m i t s t a u e n d e n Schichten auf sein e n W e g e n von d e n E i n z u g s g e b i e t e n h e r in G r u n d w a s s e rh o r i z o n t e a u f g e t e i l t w i r d . In S c h l e s w i g - H o l s t e i n l a s s e n sich drei brauchbare G r u n d w a s s e r s t o c k w e r k e unterscheiden. Als o b e r e s b e z e i c h n e n w i r d a s G r u n d w a s s e r , d a s einen f r e i e n , l u f t b e d e c k t e n W a s s e r s p i e g e l besitzt, also in den o b e r s t e n aufn a h m e f ä h i g e n B o d e n a r t e n ohne Ü b e r l a g e r u n g u n d u r c h l ä s s i g e r Schichten a u f g e s p e i c h e r t i s t . Es w i r d zum L i e g e n d e n hin von den n ä c h s t e n s t a u e n d e n S e d i m e n t e n b e g r e n z t . U n t e r ihnen folgt in d u r c h l ä s s i g e n B o d e n a r t e n ein n e u e r W a s s e r s p e i c h e r , d e r vielfach u n t e r S p a n n u n g l i e g t u n d d e m m i t t l e r e n G r u n d wasserstockwerk unseres Landes argehört. Dieses Stockwerk i s t in den m e i s t e n F ä l l e n durch s t a u e n d e Z w i s c h e n s c h i c h t e n in m e h r e r e H o r i z o n t e a u f g e t e i l t . A l l e einzelnen H o r i z o n t e d e s m i t t l e r e n G r u n d w a s s e r s t o c k w e r k e s s t e h e n i r g e n d w o im Unt e r g r u n d m i t e i n a n d e r in V e r b i n d u n g ; sie s i n d somit d e m h ö h e r e n D r u c k w a s s e r s t o c k w e r k angeschlossen, das f ü r Schleswig-Holstein den wesentlichsten Grundwasserlieferant e n d a r s t e l l t , w e i l es sich ü b e r w i e g e n d in den B o d e n a r t e n d e s Diluviums, d e r g e o l o g i s c h e n H a u p t f o r m a t i o n u n s e r e s L a n d e s , a u f h ä l t . A b g e t r e n n t d u r c h die u n t e r s t e n diluvialen o d e r o b e r s t e n j u n g t e r t i ä r e n u n d u r c h l ä s s i g e n Schichten f o l g t in d e r •> Hat das Süßwasser das spezifische Gewidit 1,000, das Salzwasser in dem betreff fenden Gebiet ein spezifisches Gewicht von 1,024, ist ferner H der Grundwasserstand zu -NN, h die gesuchte Sllß»Salzwassergrenze, so ergibt sich h = ~ j 2 ^ - 1 . 0 0 0 H = 42 H als ungefähr zutreffende Berechnungsformel f ü r die Tiefenlage der Kontaktfläche einer Süßwasserkalotte. Unter dem höchsten Grundwasserstand wird also bei einheitlichen Schichten auch die Kontaktgrenze am tiefsten lagern, demnach die größte SüßwasserMächtigkeit vorhanden sein.

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Landesmitte und zumeist im Osten das u n t e r e G r u n d w u s s e r s t o c k w e r k , das durch die salzwasserführenden Sedimente begrenzt wird. Es stellt unser t i e f e r e s (und praktisch tiefstes) D r u c k w a s s e r s t o c k w e r k dar, dessen Ausgleichsspiegel von denen höherer Grundwässer abweicht. In Tabelle 3 sind die Grundwasserspeicher Sehleswig-Holsteins für einzelne Landesteile aufgeführt. In Ergänzung soll Abbildung 1 eine Vorstellung vom Bodenaufbau und der Grundwassernutzung vermitteln, wobei ein schematischer Querschnitt von der Nordsee bis zur Ostsee durch die wesentlichsten Schichten unseres Landes gewählt wurde. Beschaffenheit

des

Grundwassers

Für die Nutzung der Grundwasserhorizonte kommen zu den durch die Lagerung der Bodenschichten und Wasscrmengan bedingten Erscheinungsformen die durch mineralische Zusammensetzung des Bodens, Güte und Tiefe des Speichers sowie durch den geologischen Aufbau verursachte Beschaffenheiten des Grundwassers hinzu. Es sind das physikalische und chemische Eigenschaften verschiedener Art, die selbst innerhalb ein und desselben Grundwasserhorizontes oftmals wechseln. B e i den der Erdoberfläche näher gelegenen Wasserspeichern spielen außerdem bakteriologische Einflüsse eine bedeutende Rolle. Schließlich auch wirkt sich die Lage unseres Landes zur Nord- und Ostsee auf unser Grundwasser bis teilweise weit in das Binnenland und tief in den -Untergrund aus. Die Beschaffenheit der Grundwässer ist nicht konstant, sondern leichten Veränderungen unterworfen, die in höheren W ä s s e r n häufiger als in tieferen sind. Inwieweit sich W a s s e r zu Versorgungszwecken eignet, hängt vom Befund seiner Beschaffenheit ab. A l s T r i n k w a s s e r m u ß es klar, färb- und geruchlos und frei von giftigen oder gesundheitsschädlichen Stoffen sein. E s soll guten Geschmack und angenehme Temperatur haben. Als B r a u c h w a s s e r hat es bestimmten Anforderungen zu entsprechen. 38

Schema des Bodenaufbaues und der Grundwas sernutzung in Schleswig-Holstein j n s e l

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Abbildung 1 Schema des Bodenaufbaues und der Grundwassernutzung in Schleswig - Holstein Dieses von der Nordsee bis zur Ostsee verlaufende Profil durch die hauptsächlichsten Bodenarben soll eine Vorstellung von der Lagerung wasserspeichernder und wasserstauender Schichten, den Einwirkungen versalzender Zuflüsse durch die Meere und die Strukturkörper des Untergrundes, sowie von der Nutzung des Wasserschatzes durch Brunnenanlagen vermitteln. Aus Anschaulichkeitsgründen mußte die Schichtenfolge, die sich nur auf die wesentlichsten Bodenarten beschränkt, in starker Überhöhung dargestellt werden. 39

=

P h y s i k a l i i c h e Beschaffenheit

W a s s e r ist zum Trinken brauchbar, wenn seine T e m p e r a t u r zwischen 7 — 12° C W ä r m e liegt. Wesentlich kälter oder w ä r m e r ist es "ungeeignet, denn zu kaltes W a s s e r verursacht E r k r a n k u n g e n und zu w a r m e s W a s s e r schmeckt fade. Unter gewöhnlichen U m s t ä n d e n weist reines W a s s e r völlige K l a r h e i t auf. Jedoch kann G r u n d w a s s e r durch feinste Bodenbestandteile oder gelöste Chemikalien wie auch durch Luft, Gase oder organische S t o f f e getrübt oder milchig sein. In vielen Fällen schwindet bei erbohrtem W a s s e r solche T r ü b u n g nach einiger Zeit d e s Stehen] as-sens an der f r e i e n Luft. Manchmal jedoch t r ü b t sich zunächst klares W a s s e r erst bei Luftzutritt infolge einsetzender chemischer Ausfälhing. Das Aussehen nicht klaren W a s s e r s ist opalisierend, milchig, trübe oder gefärbt. G e f ä r b t e s W a s s e r w i r k t solange unappetitlich, als man sich die Ursache der F ä r b u n g nicht zu erklären und von der Unbedenklichkeit zu überzeugen vermag. Reines W a s s e r ist farblos, es erscheint in dicken Schichten aber blau. Ursprünglich f a r b l o s e s W a s s e r k a n n jedoch nachträglich eine gelblichb r a u n e F ä r b u n g erfahren, w e n n Eiscnhydroxyd ausflockt. Anf a n g s bereits vorhandene gelbe oder bräunliche F a r b e deutet auf reichliche Beimengung organischer Stoffe, die sich bei der Untersuchung durch hohe Oxydierbarkeit (Permanganatverbrauch) anzeigt. G e r u c h u n d G e s c h m a c k d e s W a s s e r s sind f ü r seine Genußzwecke von ausschlaggebender Bedeutung. Unangenehm e r Geruch w i r d in unserem G r u n d w a s s e r vielfach durch Mikroorganismen, Schwefelwasserstoff und Beimischung von Fäkalstoffen hervorgerufen. Bitterer, tintiger, saurer und salziger Geschmack beruhen auf chemischen Ursachen. Ungelöste S t o f f e f ü h r e n zu einem B o d e n s a t z , der zu V e r s t o p f u n g e n der Rohrleitungen oder auch zu gesundheitlichen Schädigungen A n l a ß geben kann. Solches W a s s e r i s t s t e t s genauer zu untersuchen, weil die in ihm enthaltenen Bestandteile A u s 40

kunft über die Zuflüsse der Verunreinigungen des Wassers zu geben vermögen. Die G r u n d w ä s s e r S c h l e s w i g - H o l s t e i n s sind hinsichtlich ihrer physikalischen Beschaffenheit ziemlich unterschiedlich. Vor allem schwankt innerhalb des oberen Grundwasserstockwerkes die Temperatur in unmittelbarer Abhängigkeit von den klimatischen Zuständen. Klarheit und Färbung unterliegen bei ihm den organischen Einflüssen von der Oberfläche her. Auch der faulige Geruch und unangenehme Geschmack überwiegen in den der Oberfläche nahe gelegenen Grundwässern, sobald diese mit ihr in Verbindung stehen oder das Wasser in Bodenschichten lagert, die von Natur aus organische Verwesungsstoffe enthalten oder in denen die chemische Ausfällung oder Umwandlung von geruchs- und geschmackswidrigen Stoffen noch vor sich geht. Die Druckwässer des Untergrundes führen viel seltener zu Beanstandungen. C h e m i s c h e Beschaffenheit

Abgesehen von einigen Ausnahmen wird die Menge der im Wasser enthaltenen Substanzen in Milligramm pro Liter (mg/1) ausgedrückt. Als A b d a m p f - R ü c k s t a n d bezeichnet man die Menge der beim Kochen (100— 110° C) verbleibenden nicht flüchtigen Bestandteile, als G l ü h - V e r l u s t die Menge der organischen Substanz. G l ü h - R ü c k s t a n d ist der Gewichtsunterschied beider. Tierische und pflanzliche Reste bilden die organischen Beimengungen des Wassers, die aus nicht oxydierten, wohl aber aus o x y d i e r b a r e n Stoffen bestehen. Ihre Menge wird durch Kochen mit einer genau bekannten Kaliumpermanganatlösung (KMnO 4 ) ermittelt. Gutes Trinkwasser zeigt im allgemeinen weniger als 12 mg/1 Kaliumpermanganatverbraiuch auf. Das Vorhandensein von S c h w e f e l s ä u r e ( H 2 S 0 4 ) ist selten; sie macht das W a s s e r sauer und aggressiv und somit bei größeren Mengen für menschlichen Genuß unbrauchbar. 41

Hingegen ist C h l o r (Cl) in jedem natürlichen W a s s e r \ o r handen, doch beträgt es meistens weniger als 30 mg 1. Bis 90 mg/1 wird der Chlorgehalt geschmacklich nicht empfunden, bei mehr als 360 mg/1 jedoch liegt eindeutiges Salzwasser \ o r . 100 mg/1 Chlor und d a r ü b e r weisen in Schleswig-Holstein auf Verunreinigungen hin, deren Ursache g e p r ü f t werden muß. Ist sie auf Auslaugung anorganischer Gesteine (Salzlagerstätten) oder auf Vermischung mit Solen oder M e e r e s w a s s e r zurückzuführen, so ist die Chlorbeimengung hygienisch so lange unbedenklich, als sie den Geschmack des W a s s e r s nicht beeinträchtigt. Hat sie jedoch organischen Ursprung, so weist das darauf hin, d a ß das W a s s e r vor Verschmutzungen nicht geschützt ist. Der g r ö ß t e Teil des Chlorgehaltes unserer Grundw ä s s e r ist an Natrium zu Kochsalz (NaCl) gebunden. Man errechnet diesen W e r t durch Vervielfachung des Chlorgehaltes mit der f ü r Natrium geltenden Indexzahl 1.6486. Salzwässer mit mehr als 15 g Kochsalz im Liter bezeichnet man als Solen. Als Hinweis auf Verunreinigungen des W a s s e r s durch menschliche oder tierische Abfallstoffe gilt s a l p e t r i g e S ä u r e (HNO 2), obwohl sie selbst nicht gesundheitsschädlich ist. Ähnliches gilt von der S a l p e t e r s ä u r e (HNO 3 ), die bei Vorhandensein von mehr als 30 mg/1 auf organische Reste des Bodens, aus dem das W a s s e r stammt, hinweist. Sie befähigt W a s s e r , das giftig w i r k e n d e Blei zu lösen. Ebenfalls deutet g r ö ß e r e r A m m o n i a k g e h a l t ( N H ? ) im W a s s e r auf humusreichen Boden oder F ä k a l s t o f f e hin. Inwieweit das W a s s e r d a n n hygienisch zu beanstanden ist, bedarf genauerer P r ü f u n g . Unbedenklich ist f ü r den G e n u ß von W a s s e r sein Gehalt an E i s e n (Fe). Es kommt meist als doppelkohlensaures Eisenoxydul (Ferrobikarbonat) gelöst vor, das sich bei größerem Anteil als 0,2 mg/1 bei Luftzutritt leicht u n t e r A b s p a l t u n g von Kohlensäure in d a s im W a s s e r nicht lösliche Eisenhydroxyd verwandelt. Solches W a s s e r mit seinen gelb-bräunlichen Flocken i s t dann nicht nur unappetitlich, sondern es schmeckt tintenartig, erzeugt auf der W ä s c h e Rostflecke und ist f ü r 42

verschiedene Industriegewerbe wie Bleichereien, Färbereien, Wäschereien, Gerbereien, Papierfabriken sowie zur Leim- und Stärkeherstellung unbrauchbar. Zur Wasserversorgung muß es möglichst am Orte seiner Gewinnung enteisenet werden. Eisenhaltiges W a s s e r enthält häufig auch M a n g a n (Mn). Es ist wie das Eisen nicht gesundheitsschädlich, aber in technischer Hinsicht bei einem höheren Gehalt als 0,1mg 1 ebenso störend. K a l k (CaO) und M a g n e s i a (MgO) bilden die H ä r t e des Wassers, die in Graden ausgedrückt wird (1 deutscher Härtegrad = 10 ¡mg 1 CaO = 1 D.G.). Die Kalksalze im W a s s e r überwiegen bei weitem die Magnesiasalze. Der Gehalt beider ergibt die G e s a m t - H a r t e , während als vorübergehende Härte, Kohlensäure- oder K a r b o n a t - H ä r t e , der Anteil bezeichnet wird, der sich beim Kochen größtenteils ausscheidet. Der dabei nicht verschwindende Teil heißt bleibende, permanente oder R e s t - H ä r t e . W ä s s e r bis /,u 8D.G. nennt man w e i c h , 8—12 D.G. m i t t e l h a r t , 12 bis 30 D.G. h a r t und solche von mehr als 30 D.G. s e h r h a r t . Weiches W a s s e r ist für Wirtschaftszwecke wie Kochen, W a schen, Baden und die Dampfkesselheizung geeigneter als hartes, weil letzteres Kesselstein absetzt und den Kohlen- wie auch Seifenverbrauch*) erhöht. Brauereien, Tuchfabriken und Zuckerraffinerien bedürfen weichen Wassers, dessen Härte möglichst geringer als 6 D.G. betragen soll. Um zu beurteilen, ob ein W a s s e r aggressiv ist oder nicht, ist die Bestimmung des W a s s e r s t o f f e x p o n e n t e n (pH) und der R e a k t i o n (Lackmus-Prüfung) wichtig. Ergibt sich pH = 7, so liegt neutrales W a s s e r vor, während geringere Werte saure, höhere Werte alkalische Reaktion anzeigen. Die meisten Grundwässer Schleswig-Holsteins haben pH-Werte 7—8. Bei weichen Wässern, die organische Säuren enthalten, sinkt der pH-Wert bis auf 5 oder geringer. Harte W ä s s e r weisen unter besonderen Umständen pH-Werte bis weit über 8 auf. > 10 g C a O v e r n i c h t e n durch B i l d u n g u n l ä s l i A e r K a l k s e i f e n 166 g S e i f e .

43

M a n c h e W ä s s e r enthalten. S c h w e f e l w a s s e r s t o f f (HjS), d e r d e m W a s s e r s e h r u n a n g e n e h m e n , s t i n k i g e n G e r u c h verleiht, soi d.aß es f ü r d e n G e n u ß u n g e e i g n e t i s t . E r b e r u h t auf F ä u l n i s v o r g ä n g e n o r g a n i s c h e r S t o f f e , w o d u r c h sich s e i n V o r h a n d e n s e i n b e s o n d e r s in G r u n d w a s s e r n d e s M a r s e h e n g e b i e t e s und in der Nachbarschaft zwischeneiszeitlicher organogener Sedimente erklärt. Z u r B e u r t e i l u n g d e r F r a g e , ob ein W a s s e r a g g r e s s i v i s t , d . h . Eisen u n d a n d ö r e M e t a l l e , k o h l e n s a u r e n K a l k o d e r Beton a n g r e i f t o d e r nicht, ist d i e F e s t s t e l l u n g f r e i e r K o h l e n s ä u r e (CO,) vor a l l e m b e i Bauvorhaben, s e h r w i c h t i g . M a n versteht d a r u n t e r den Überschuß derjenigen Kohlensäure, die n i c h t f e s t a n K a l k odqr M a g n e s i a o d e r d e r e n d o p p e l k o h l e n s a u r e S a l z e ( B i k a r b o n a t e ) g e b u n d e n , s o n d e r n im W a s s e r a l s G a s oder in F o r m i h r e s H y d r a t e s (H 2 CO,) gelost e n t h a l t e n ist. I s t s i e i n g r o ß e r M e n g e v o r h a n d e n , so verleiht sie d e m W a s s e r einen angenehmen erfrischenden Geschmack. Schließlich i s t f ü r d i e B e u r t e i l u n g e i n e s W a s s e r s auch sein G e h a l t a n S a u e r s t o f f ( 0 2 ) vo i W e r t , w e i l s e i n e B e s t i m m u n g d a r ü b e r A u s k u n f t gibt, ob a g g r e s s i v e s W a s s e r auch Blei zu l ö s e n o d e r a n d e r e S t ö r u n g e n zu v e r u r s a c h e n v e r m a g . M a n c h e G r u n d w ä s s e r u n s e r e s Landes enthalten S t i c k s t o f f (N 2 ) o d e r auch M e t h a n (CH 4 ), die b e i d e auf o r g a n i s c h e n t s t a n dene Bodenarten des Untergrundes hindeuten. Auch K i e s e l s ä u r e ( S i 0 2 ) ist i n d e n m e i s t e n W ä s s e r n g e l ö s t vorh a n d e n ; s i e m a c h t bei g r ö ß e r e m A n t e i l d a s W a s s e r h a r t . I n i h r e m chemischen V e r h a l t e n s i n d die G r u n d w ä s s e r Schleswig-Holsteins außerordentlich unterschiedlich. I h r e E i g e n a r t e n w e c h s e l n nicht n u r n a c h i h r e r T i e f e n l a g e , s o n d e r n auch i n n e r h a l b d e s gleichen G r u n d w a s s e r h o r i z o n t e s . D a s M u s t e r e i n e s g u t e n W a s s e r b e i ' u n d e s zeigt das mitgeteilte A n a l y s e n e r g e b n i s . In Tabelle 4 sind Mittelwerte der c h e m i s c h e n B e t e i l i g u n g einiger S t o f f e g e b i e t s m ä ß i g u n d n a c h dem geologischen Alter des W a s s e r s p e i c h e r s aufgeführt, wor a u s zu e r s e h e n i s t , d a ß T i e f b r u n n e n , vor a l l e m i n S c h i c h t e n d e s T e r t i ä r s , d a s b e s t e W a s s e r zu l i e f e r n v e r m ö g e n . 44

Bohrarohiv Schleswig-Holstein. Landesanstalt f ü r A n g e w a n d t e Geologie K i e l — Neue Universität Meßtischblatt 1623 Nr. 129 Archiv-Nr. X Y Z Analysenergebnis Name der Bohrung: O — Dorf Kreis: R e n d s b u r g Lage: r 3542 17, h 6024 36, Koppel des Bauern T h . Johannsen Aussehen klar, f a r b l o s D a t u m : 23,7. 1946 Geruch ohne Geschmack gut Bodensatz etwas Staubsand Abdampf-Rückst and mgl 82,4 Glüh-Rückstand 9,7 Oxydierbarkeit KMnO, 10,2 Schwefelsäure so4 ,, negativ 38,7 Chlor C1 Salpetrige Säure HNO. ,, negativ Salpetersäure HNO, ,, Spuren Ammoniak ,, negativ NH, Eisen 0,18 Fe ' Mn. Mangan ,, Spuren Kalzium Ca >> Gesamt-Härte Deutsche G r a d e 7,8 Karbonat-Härte 11,3 »i 3,5 Rest-Härte Alkalität 28,0 ccmn/10 HCl/Lt Ph. 6,5 Lackmus-Reaktion neutral T e m p e r a t u r bei Entnahme + 8,7°C freie (aggressive) Kohlensäure C 0 2 negativ Kieselsäure 0,23 Si02 B a k t e r i o l o g i s c h e P r ü f u n g : 12 Keime je ctm, k e i n Bacterium coli Bemerkungen: T i e f b r u n n e n f ü r eigene W a s s e r v e r s o r g u n g s Anlage. Vgl. Schichtenverzeichnis A.-Nr. 2743 /129. Das W a s s e r ist nicht zu beanstanden, deshalb als T r i n k -und G e b r a u c h s w a s s e r verwendbar. 45

Bakteriologische Beschaffenheit

Für die Beurteilung eines W a s s e r s zu menschlichem Genuß ist die bakteriologische Untersuchung unentbehrlich. Sie zeigt die Anzahl der im W a s s e r enthaltenen Keime j e ccm auf, wodurch bei höherer Keimzahl als 30 im Zusammenhang mit der chemischen Analyse auf besondere Verunreinigung geschlossen werden kann. Es kommt jedoch weniger auf die Keimzahl als auf die A r t der Keime an. Bei Wasserversorgungsanlagen ist häufigere Überprüfung ratsam, denn bei plötzlichem Ansteigen der Keimzahl ist dies ein Beweis, daß das W a s s e r verschlechternden Einwirkungen unterliegt. Dabei ist \ or allem auf Bacterium coli zu achten, weil diese an sich zwar unschädliche Art immerhin auf Verunreinigung des W a s s e r s durch Fäkalien und bei höherer Keimzahl auf die mögliche Anwesenheit von Krankheitserregern hindeutet. Für technisch zu verwendendes W a s s e r sind besondere Untersuchungen auf Fett-zersetzende, Eiweiß-lösende oder Säure-bildende Keime durchführen zu lassen. Oberflächenwasser besitzt fast immer eine hohe Keimzahl. Auch das luftbedeckte Grundwasser hat infolge der Einwirkungen des Kulturbodens, Anhäufung von Abfallstoffen und Abwässerimmissionen vielfach so hohe Keimanteile, daß seine Nutzung gesundheitspolizeilich und hygienisch zu beanstanden ist. Die Druckwässer sind dagegen im allgemeinen nahezu keimfrei. Anfänglicher, durch den Bohrprozeß verursachter höherer Keimgehalt verliert sich nach einiger Zeit durch k r ä f tiges Abpumpen. Chemische

Auswertungskarten

Die große Zahl der in Schleswig-Holstein durchgeführten A n a l y s e n erlaubt die kartenmäßige Aufzeichnung der chemischen Eigenarten unserer Grundwässer. Anhand der beigegebenen Übersichtskarten (Karten 4 — 10), die man jeweils am besten mit den Übersichtskarten der geologischen Ablagerungen (Karte 1) und der Quartärmächtigkeiten (Karte 2) vergleicht, sei die Verteilung der Härte, des Eisengehaltes und 46

Tabelle 4 M i t t e l w e r t e der chemischen Zusammensetzung schleswig-holsteinischer Grundwässer. ( A n g a b e n in mg/1; OrganiSalpe» sche terSubsäure stanz

Gesamt» Härte

Blei, bende Härte

20,96

8,61

188,70

49,16

8,95

746,80 4 , 3 0

14,16

3,37

135,70

38,24

0,76

46,20 3,40

Flachbrunnen

15,80

5,10

68,40

45,65

0,94

74,11

Tiefbrunnen

12,09

5,00

86,40

38,34

0,35

97,93 2,08

15,83

5,11

88,31

45,60

1,35

79,39 2,21

11,61

1,91

25,00

0

0,95

23,20 2,78

5,80

0

0

26,60 0,20

Gebiet

AmmoC h l o r Eisen niak

Marsch (Alluvium -fDiluvium) Sander- und Talsande

2,20

Jungglazial

Flachbrunnen Altglazial Tiefbrunnen

Jungtertiär (Tiefbrunnen)

9,90

0

47

der Chlorbeimengungen getrennt nach O b e r w a s s e r und höherem D r u c k w a s s e r besprochen. Dadurch erklären sich manche u n m i t t e l b a r e n Beziehungen der chemischen Beschaffenheit zu den Bodenarten, dem geologischen A u f b a u unseres Landes und den Meeren. Härte

Hinsichtlich der H ä r t e unserer G r u n d w ä s s e r sind alle Abstufungen vertreten, jedoch hat die Mehrzahl der W ä s s e r im Diluvium mittelhartes W a s s e r von 12 — 30 D. G. Das O b e r w a s s e r (Karte 4) besonders ist weich ( < 8 D. G.) i n den Sandgebieten des Mittelrückens und auf den entkalkten Höhenzügen der Alten Geest. Auch in den Dünenbereichen NordSylts und des •westlichen Eiderstedts f i n d e t sich weiches W a s ser. Mittelhart bis hart ist das O b e r w a s s e r im übrigen Teil des Landes, insbesondere innerhalb der von Natur aus noch kalkhaltigen Bodenarten des Jungdiluviums und der alluvialen Marschen. Sehr hart ( -30 D. G.) ist das luftbedeckte Grundw a s s e r innerhalb kalkreicher Bodenarten der Nordseeinseln, einiger Teile der Marsch sowie des Jungdiluviums. Das h ö h e r e D r u c k w a s s e r (Karte 5) zeigt grundsätzlich dem O b e r w a s s e r ähnliches Verhalten, hinsichtlich seiner Härte. Die tief entkalkten Böden des Mittelrückens f ü h r e n weiches bis mittelhartes W a s s e r , w ä h r e n d der jungeiszeitliche Osten des Landes und der U n t e r g r u n d der Marsch h a r t e s bis sehr hart e s Rohwasser enthalten. Die tiefen Bodenschichten haben ihr e n Kalkgehalt, der sich dem W a s s e r überträgt, noch nicht verloren. Im Gegensatz zum O b e r w a s s e r ist d a s höhere Drut-kw a s s e r auf den Geestiinseln der Nordsee weicher, w ä h r e n d auf d e r Insel Fehmarn der Kalikgehalt mit ^der T i e f e s t a r k zunimmt. Die Abhängigkeit der H ä r t e unserer G r u n d w a s s e r vom geologischen A u f b a u dies L a n d e s geht somit aus den Karten eindeutig hervor.

48

Eisen

Beim Eisengehalt unserer Grundwässer ist die unmittelbare Abhängigkeit vom zonalen und unterirdischen Bau unseres Landes nicht derart deutlich wie bei der Härte. D a s O b e r w a s s e r (Karte 6) ist nur an einzelnen Stellen so eisenarm ( < 0,2 mg/1), daß sich künstliche Enteisenung durch besondere Anlagen zumeist erübrigt. Überwiegend zeigt das luftbedeckte Grundwasser Eisengehalte zwischen 0,2 bis 1,5 mg/1 auf. Unregelmäßig über Schleswig-Holstein verteilte größere Flächen führen sehr s t a r k eisenhaltiges Grundwasser von mehr als 1,5 mg/1, wobei stellenweise bis zu 22 mg/1 angetroffen werden. Im h ö h e r e n D f u c k w a s s e r (Karte 7) treten häufiger als beim Oberwasser eisenarme Gebiete auf. Es sind das die Stellen, bei denen im Untergrund äußerst leine Sande angetroffen wurden. Eisenreiche Grundwässer sind allgemein vorhanden, so daß auch Eisengehalte von mehr als 1,5 mg/1 im Druckwasser flächenmäßig großen Anteil in unserem Lande haben. Die Erschließung des höheren Druckwassers macht somit in der Regel die künstliche Enteisenung erforderlich. Hingegen ist das aus tertiären Schichten erschlossene Grundwasser, soweit es dem tieferen Druckwasserstockwerk angehört, oft so eisenarm, daß sich die Aufbereitung als unnötig erweist. Chlor

Eindeutiges Verhalten gegenüber den Einflüssen durch die Nord- und Ostsee wie aue'h durch den tieferen Untergrundsaufbau zeigt sich bei dem Chloridanteil der Grundwässer. Im O b e r w a s s e r (Karte 8), das im Binnenlande zumeist weniger als 90 mg/1, stellenweise sogar weniger als 10 mg 1 Chlorgehalt besitzt, zeigen sich jedoch die unmittelbaren Einwirkungen des Nordseewassers schon bei Flachbrunnen des Marschen- und Inselgebietes. Deshalb sind dort wie auch a!uf Fehmarn und ain anderen Stellen der Ostseeküste im Oberwasser Chlorgehalte von 180 bis 360 mg/1 und weit darüberhinaus häufiger. Noch deutlicher wird die Abhängigkeit vom 4

Hedi, G r u n d w a s s e r s c h a t z

49

Bodenaufbau und den M e e r e n beim h ö h e r e n D r u c k w a s s e r (Karte 9). Nahezu der g e s a m t e U n t e r g r u n d der Marsch und Nordseeinseln ist von eingedrungenem S a l z w a s s e r der Nordsee durchsetzt, auf dem infolge des spezifischen Gewichtsunterschiedes nur in einigen wenigen Gebieten lokaler Infiltrationsmöglichkeit des Regenwassers, wie auf Sylt und Föhr ausgedehntere oder nur geringfügige Kalotten süßen G r u n d w a s s e r s schwimmen. A n der O s t k ü s t e und auf Fehmarn macht sich die Einwirkung des O s t s e e s a l z w a s s e r s auf das höhere D r u c k w a s s e r ebenfalls s t a r k geltend. Insbesondere jedoch sind Versalzungserscheinungen im Gegensatz zum Oberw a s s e r bei dem höheren D r u c k w a s s e r selbst im Binnenlande häufig. Dabei w e r d e n Chlorgehalte bis nahezu 9000 mg/1 (Westensee) erreicht. D e r a r t ausgesprochene S a l z w ä s s e r ber u h e n auf unterirdischen W a n d e r u n g e n der von den Salzstruktiuren (Salinarkörpern) ausgehenden Solwässer, die sich mit dem G r u n d w a s s e r durch chemische Austauschvorgänge vermischen. In K a r t e 10 sind die der Oberfläche nahe gelegenen versalzenen G r u n d w a s s e r g e b i e t e in ihrer Lage zu den Salinars t r u k t u r e n dargestellt. A u ß e r d e m w u r d e darin die Beeinflussung u n s e r e r G r u n d w ä s s e r durch Nord- und Ostsee auf die verschiedenartigen Bildungen des Untergrundes zum A u s d r u c k gebracht. Diese Versalzungszonen sind labil, also im Unterg r u n d beweglich. Dadurch e r k l ä r t es sich, d a ß vor allem bei s t a r k e r Grundwasserentnahme immer von neuem Versalzungsgebiete hinzukommen, wodurch sich das Bild zu der Feststellung abrundet, d a ß letztenendes in ganz Schleswig-Holstein d a s G r u n d w a s s e r eine auf S a l z w a s s e r des Untergrundes und seiner Meeresbegrenzung schwimmende „Süßwasserkalotte'" ist. Denn der tiefere Untergrund, älter als Mittelmiozän, birgt j a nur Salzwasser. Tieferes Drudtwasserstochwerk

Im Gegensatz zu den O b e r w ä s s e r n und den G r u n d w ä s s e r n des höheren D r u c k w a s s e r s t o c k w e r k e s sind bei den Grundw ä s s e r n des t i e f e r e n D r u c k w a s s e r s t o c k w e r k e s , 50

insbesondere aus pliozänen und mittelmiozänen Schichten, die chemischen Beimengungen geringer. Ihr W a s s e r ist durchweg weicher und eisenärmer. Sie besitzen jedoch in der Nachbars c h a f t d e r S a l i n a r s t r u k t u r e n und im Nordseeküstengebiel höhere Chlorgehalte als die übrigem G r u n d w ä s s e r . T r o t z d e m stellen die G r u n d w ä s s e r des tieferen D r u c k w a s s e r s t o c k w e r kes innerhalb der j u n g t e r t i ä r e n Schichten das B e s t e r r e i c h b a r e unseres gesamten G r u n d w a s s e r v o r r a t s dar.

Einzug, Verbleib und Begrenzung des Grundwassers W i e auf den Inseln die in den Boden einsickernden Niederschläge sich zu örtlich infiltriertem S ü ß w a s s e r in Kalottenform ansammeln und dort somit den einzigen nutzbaren Grundw a s s e r v o r r a t bilden, so bezieht auch das Land Sehleswig-Holstein G r u n d w a s s e r nur unmittelbar aus den Gesamtniederschlägen, die vom Boden aufgenommen werden und in die T i e f e versickern. Die im Volksmund verbreitete Ansicht, daß unser G r u n d w a s s e r von weither außerhalb des Landes s t a m m e und g a r möglicherweise unter dem U n t e r g r u n d der M e e r e von S c h w e d e n oder England zu uns dringe, ist irrig. Gewiß, in den Südosten gelangt wohl e t w a s G r u n d w a s s e r aus dem mecklenburgischen Raum und im Norden strömt \on D ä n e m a r k her eine geringe W a s s e r m e n g e zu uns, aber die eigentlichen und maßgeblichen Wasser-Einzugsgebiete Schleswig - Holsteins sind nur die zutage liegenden Sandschichten oder klüftigen, sonst wasserundurchlässigen Bodenarten, von denen aus die sich zu G r u n d w a s s e r verdichtenden Niederschläge in den Unt e r g r u n d a b w a n d e r n und in t r ä g e Fließbewegung geraten. Insbesondere zeigt eine K a r t e der Linien gleichen W a s s e r d r u c k e s des höheren D r u c k w a s s e r s t o c k w e r k e s (Karte 11), d a ß die Gebiete des höchsten W a s s e r s t a n d e s als Einzugsbereiche auch nahezu mit den jeweiligen morphologisch ausgeprägten Höhangebieten zusammenfallen. Die Gleichen des höheren Druckw a s s e r s t o c k w e r k e s haben d a h e r Lagen von oberhalb -f- 80 m NN (Umgebung des Bungsberges), bis — 15 m NN im Ost4*

51

seebereiche oder sogar unterhalb — 30 m NN im Nordseeküstengebiet, wobei sie sich mit verschieden starkem Druckgefälle verflachen. Dabei ist die — O-Druekwassergleiche für den Vorrat an Grundwasser bezeichnend. Denn überall dort, wo sie bis weit in das Innere Schleswig-Holsteins von der See her vordringt, hält sich das binnenländische Druckwasser mit dem vom Meerwasser herwirkenden Gegendruck im Unbergrund die W a a g e . Das ist in beträchtlichem Maße in der Marsch, dier Eiderniederung, dem Elbesehlauch und an den Förden der Fall. Unterwärts bis etwa zur z; 0Gleiche also unterliegt das Grundwasser des höheren Druckwasserstockwerkes mittelbar dynamischen und teilweise auch noch chemischen Einwirkungen von See her. Druckgleichen von ± 0 bis mehr als — 30 m NN zeigen an, daß in ihrem Bereich, z. B. im Halligen-Gebiet, der Eidermiii.dung, dem ElbeIricliter, in der Lübecker, Kieler und Eckernförder Bucht das Grundwasser tiefer unter das Meer abwandert. Im Nordscebereich beschleunigt die Sogwirkung der Ebbe diesen Vorgang bei höher gelegenen W ä s s e r n beträchtlich. Während der Flut macht sich ein Rücklauf der Grundwasserbewegung fühlbar. Wenn, wie an den Kliffs der Ostseeküste oder an Hängen und in Tälern des Binnenlandes, die Druckwassergleichen höher als Meeresspiegel oder Talsohle liegen, tritt Grundwasser im Ausbiß wasserspeichernder Sande oder auf Klüften als Quellen zutage. Die Gebiete unaufhaltsamer Entführung unseres Grundwassers in die Nord- und Ostsee werden von der Karte somit eindeutig aufgezeigt. Vereinzelt sind Beobachtungen über die Beziehungen des Grundwassers zu den Meeren und Messungen über die verursachten Spiegeländerungen in der Umgebung von Lübeck, an der Elbemündung uind im Eidergebiet genauer durchgeführt worden. Die Zukunft erfordert noch viel eingehende Ermittlungen im ganzen Lande. Da der Entstehungsgeschichte und dem geologischen Aufbau nach die Bodenschichten des tieferen Untergrundes in Schleswig-Holstein, älter als Mittelmiozän, von Salzwässern durchdrungen sind, und das in den Boden infiltrierte brauch52

bare G r u n d w a s s e r durch spezifischen Gewichteunterschied über dem S a l z w a s s e r gelagert ist, teilweise aber auch von Salzstruktureri a b w a n d e r n d e Solwässer sich mit dem süßen G r u n d w a s s e r durch chemische Austauschvorgänge vermischen, ist der V o r r a t an nutzbarem G r u n d w a s s e r geringer als f r ü h e r allgemein angenommen werden konnte. In Karte 12 ist seine untere Grenze zum A u s d r u c k gebracht. Danach ergibt sich, d a ß in Schleswig-Holstein eine nennenswerte G r u n d w a s s e r n u t z u n g tiefer als — 20 m NN in vielen Landcstieilen überhaupt nicht möglich ist. Im übrigen aber ist die untere Begrenzung unseres G r u n d w a s s e r s zumeist bei etwa — 100 m NN gelegen. Nur im zentralen Nordteil und vereinzelt im Süden reicht sie bis etwa — 200 m NN. Letztere sind Grundwasser-Überschußgebiete, die den M a n g e l g e b i e t e n gegenüberstehen. Diese Gegebenheiten besagen, daß nahezu alles in Schleswig-Holstein aufgespeicherte G r u n d w a s s e r einzig und allein den in u n s e r e n Boden eindringenden Niederschlägen zu verd a n k e n ist. Für -die W a s s e r w i r t s c h a f t sind hieraus die entsprechenden Folgerungen zu ziehen, damit der G r u n d w a s s e r verbrauch eines T a g e s nicht den G r u n d w a s s e r n a c h f h i ß übert r i f f t und somit die Versalzung des U n t e r g r u n d w a s s e i s sich ins Unerträgliche steigert. (Näheres bei Heck 1948).

Nutzanwendung zur Ausbeute des Wasserschatzes Der G r u n d w a s s e r v o r r a t Schleswig-Holsteins ist also durch verschiedene Umstände geologischer und geographischer A r t beschränkt. Vergegenwärtigt man sich, daß innerhalb der f ü r die W a s s e r n u t z u n g zur V e r f ü g u n g stehenden gesamten Schichtenfolge nur in einzelnen Gebieten im Höchstfalle bis — 200 m NN alle eingelagerten undurchlässigen Bodenarten wie Lehme, Mergel, T o n e und Schlicke sowie organische Sedimente diesen G r u n d w a s s e r - f ü h r e n d e n Raum um mindestens die Hälfte einschränken, dann wird die Notwendigkeit der Bewirtschaftung des W a s s e r h a u s h a l t e s f ü r unser Land umso 53

mehr offensichtlich, als sich die Grundwassermangelgebiete durch zunehmende Versalzung immer mehr zu vergrößern scheinen. Entnahmelenkung f ü r Industriebetriebe, öffentliche W a s s e r v e r s o r g u n g e n und einzelnen Hausbedarf, R ü c k f ü h r u n g überschüssigen W a s s e r s in den Boden und Schutz der Gewinnungsanlagen und Quellen w e r d e n zum Erfordernis der Zukunft.

Bedarf und Anforderungen J e wohlhabender eine Bevölkerung isl und je vollkommener die Einrichtungen zur Benutzung des W a s s e r s sind, desto größer ist der W a s s e r b e d a r f . Zahl und A r t der landwirtschaftlichen u n d gewerblichen Betriebe sowie Anlagen f ü r öffentliche Zwecke erhöhen den W a s s e r b e d a r f einer Ortschaft weit mehr als Ansiedlungen, in denen solche fehlen. Der W a s serverbrauch einzelner Fabriken ist oftmals so hoch, d a ß sie aus wirtschaftlichen Gründen eigene Anlagen /.ur W a s s e r b e schaffung errichten und betreiben, ebenso wie Siedlungen eigener Brunnen bedürfen, wenn sie von zentralen W a s s e r v e r sorgungsanlagen zu entfernt gelegen sind. Tabelle 5 gibt eine Aufstellung des W a s s e r b e d a r f e s f ü r \erschiedenc Zwecke, die auf Erfahrungen von W a s s e r f a c h m ä n n e r n beruhen. Diese Angaben können den Berechnungen zugrunde gelegt werden, sofern f ü r die einzelnen Zwecke keine besonderen Absprachen erfolgen. Tabelle

5

Wasserbedarf 1. Für häusliche

Zweckc:

Zum Trinken, Kochen und Reinigen für den Tag und Kopf Zur W ä s c h e für den Tag und Kopf Für eine einmalige Klosettspülung Für ein Wannenbad Für ein Sitzbad Für ein Brausebad Zur Gartenbesprengung an trockenen Tagen für 1 m 2 täglich

54

20— 30 1 10— 15 1 3— 10 1 300—500 1 30— 50 1 20— 30 1 2 — 3 1

F ü r ein P f e r d oder ein Stück Großvieh täglich . . . 50 1 F ü r ein Stück Kleinvieh (Kalb, Ziege, Schaf, Schwein) 15 1 F ü r einmalige Reinigung eines W a g e n s 200—300 1 2. F ü r

öffentliche

Zwecke:

In Schulen f ü r jeden Schüler und T a g 2 1 In K r a n k e n h ä u s e r n f ü r 1 Bett und T a g 250—300 1 In Lägern f ü r jeden Mann u n d T a g 30 1 In Schlachthäusern f ü r jede Schlachtung 200—400 1 5 1 In M a r k t h a l l e n f ü r jeden M a r k t t a g und 1 m 2 Fläche . Auf Bahnhöfen zum Speisen einer Lokomotive 6— 8 m 3 Z u r S t r a ß e n b e s p r e r g u n g l ü r 1 m 2 Fläche 2 1 3. F ü r gewerbliche

Zwecke:

Bei Dampfmaschinen ohne Kondensation f ü r die PSStunde Bei Dampfmaschinen mit Kondensation f ü r die PS-Stunde In W ä s c h e r e i e n f ü r je 100 kg W ä s c h e In Brauereien f ü r 1 1 g e b r a u t e s Bier Bei Gasmotoren f ü r die PS-Stunde^ z u r Kühlung . Bei Dieselmotoren f ü r die PS-Stunde z u r Kühlung . . Bei G e n e r a t o r - Gasmotoren f ü r die P S - S t u n d e z u r Kühlung In Gerbereien f ü r eine g r o ß e H a u t In Gerbereien f ü r eine kleine H a u t In Molkereien f ü r 1 1 behandelte Milch In P a p i e r f a b r i k e n f ü r 1 kg hergestelltes P a p i e r . . In Z u c k e r f a b r i k e n f ü r j e 1000 Zentner verarbeiteter Rüben 4. Für Bau- und

15— 30 300 - 500 1— 2 5— 8 25— 40 20— 30

1 1 m:J 1 1 1

10— 20 1— 2 0,5— 1 3— 6 400—800

1 m3 m3 1 1

500—800 m 3

Löschzwecke

Bei Bauarbeiten zum V e r m a u e r n von 1000 Ziegelsteinen 750—850 1 F ü r 1 cbm Beton j e nach dem Mischungsverhältnis . 120—150 1 F ü r eine Feuerlöschspritze j e Stunde Löschtätigkeit mindestens 60 m 3 D i e an T r i n k - u n d B r a u c h w ä s s e r g e s t e l l t e n g r u n d s ä t z l i c h e n A n f o r d e r u n g e n sind in Tabelle 6 angeführt. Sie sind also für die jeweiligen Verwendungszwecke, die v o r Schaffung einer W a s s e r g e w i n n u a g s a n ] a g e bekannt sein müssen, unterschiedlich. 55

56 ohne

klar u. farblos | ohne

Leim- und Stärkefabriken

klar

klar u. a> ohne farblos b> gut

Spiritusbrenroereien u. Likörfabriken

Zuckerfabriken

klar u. a> ohne farblos b> gut

ohne

ohne

ohne

< 12

weich

< 12

ohne

ohne

wenig

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weich oder hart

weich

wenig

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Brauereien

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_ S s -S M 6 a " ¿ o = CL o 6 " i -s V s S w ncn Verunreinigungen von außen her unterliegen gebohrte Brunnen höchstens mittelbar, nämlich nur, wenn sie das Oberw a s s e r in der Nähe von Stätten erschließen, von denen a u s gelöste oder schwebende Stoffe in das W a s s e r des Brunnens gelangen. Bohrbrunnen in tiefen Grundwasserspeichern hingegen werden von solchen Verunreinigungen der Oberfläche überhaupt nicht betroffen. Anfängliche, meist durch den Bohrprozeß hervorgerufene Verschmutzung schwindet nach einem längeren Dauerpumpversuch alsbald. J e umfangreicher undurchlässige Bodenarten den zur Ausnutzung vorgesehenen Grundwasserhorizont überlagern, desto mehr sinkt die Gefahr der Verunreinigung. Deshalb ist Tiefbrunnen immer der Vorrang gegenüber Flachbrunnen zu geben, deshalb sollte auch j e d e Brunnenbohrung mit s o weitem Anfangsdurchmesser begonnen werden, daß sie bei ungeeignetem Wasserbefund in 62

höheren Schichten das Aufsuchen eines tieferen Wasserhorizontes durch Fortsetzen der Bohrung und den Einbau einer guten Filterkiesschüttung erlaubt. Flachbrunnen

Ob ein Brunnen als Flaehbrunnen, oder als Tiefbrunnen anzusprechen ist, entscheidet die Tiefenlage des Wasserhorizontes. So können Brunnen in einem Gebiet mit umfangreichen Speichern von luftbedecktem Oberwasser, z. B. in breiten Tälern, mit ihren Filtern tiefer in den Boden reichen als Brunnen, die in einer anderen Gegend gespanntes Wasser unter einer nur geringmächtigen Deckschicht erschließen. Im allgemeinen aber wird man in Schleswig-Holstein Brunnen bis zu 20 m Bohrtiefe als Flachbrunnen bezeichnen. In den Gebieten, die einen brauchbaren Grundwasservorrat bis nur /u —-20m NN aufweisen, sind entsprechende Flachbrunnen die einzig möglichen Wassererschließungsanlagen. Tiefbrunnen

In unserem Lande werden Brunnen von 100 m Teufe wohl immer als Tiefbrunnen angesprochen. Örtlich und auch willkürlich findet diese Bezeichnung jedoch auch schon auf weniger tiefe Brunnen Anwendung, um sie von gleichzeitig vorhandenen noch flacheren zu unterscheiden. Die Vorteile, die ein in das Druckwasser vorgetriebener Tiefbrunnen gegenüber Flach- und Kesselbruninen hat, sind wiederholt betont worden. Vor allem ist tieferes Wasser hygienisch in fast allen Fällen einwandfreier, besonders in jungtertiären Sanden weicher, eisenärmer und reichlicher. Außerdem liegt es unter Spannung mit teilweise -j- artesischem Auftrieb. Durch diese Eigenschaften hat es betriebswirtschaftliche und andere Vorteile mancher Art, so daß die gegenüber flacheren Brunnen wohl höheren Baukosten doch schon bald ausgeglichen werden. Lediglich in bestimmten Landesteilen sind Tiefbrunnen zwecklos, weil sie salziges Wasser (Karte 10) liefern oder in wasserfreie Bodenarten (Karte 12) gelangen würden. 63

Bohrung und Ausbau I n S c h l e s w i g - H o l s t e i n g i b t es eine g r o ß e A n z a h l B r u n n e n b a u - F i r m e n , die ihr H a n d w e r k s e h r g e w i s s e n h a f t u n d zuverl ä s s i g a u s ü b e n . Viele d e r I n h a b e r s i n d a l t e i n g e s e s s e n , stehen von J u g e n d auf in d i e s e m G e w e r b e , h a b e n es von i h r e n A h n e n ü b e r n o m m e n u n d k e n n e n die L a n d - u n d W a s s e r v e r h ä l t n i s s e e r f a h r u n g s g e m ä ß s e h r g e n a u . M a n sollte a l s o A u s w a h l d e s Bohrplatzes, Tiefenbestimmung und Gerät, Durchführung der Bohrung, P r ü f u n g d e s W a s s e r s und A u s b a u j e d e s B r u n n e n s v e r t r a u e n s v o l l in die H ä n d e d e r e i n h e i m i s c h e n B r u n n e n b a u fachmän.ner l e g e n u n d sich lediglich auf die W ü n s c h e über W a s s e r m e n g e und Beschaffenheit beschränken. Der verantw o r t u n g s b e w u ß t e B r u n n e n b a u e r w i r d von sich aus in s c h w i e rig g e l a g e r t e n Fällen geologischen R a t einholen, den Chemiker, Bakteriologen, u n d I i y g i e n i k e r b e f r a g e n u n d die t r ü g e rische W ü n s c h e l r u t e m e i d e n . S o w i r d der A u f t r a g g e b e r mit dem ihm e r s t e l l t e n B r u n n e n z u f r i e d e n sein. Es i s t d e s h a l b a u c h nicht S a c h e d i e s e r S c h r i f t , \ o n den v i e l f ä l t i g e n E i n r i c h t u n g e n zur H e b u n g , R e i n i g u n g , A u f s p e i c h e r u n g 'und V e r t e i l u n g d e s e r b a h r t e n W a s s e r s zu b e r i c h t e n . Über einschlägige W e r k e g i b t eine Übersicht am S c h l u ß Hinweise. Z u d e m s i n d diese E i n r i c h t u n g e n von d e r A r t , T i e f e und Menge des G r u n d w a s s e r s abhängig, wobei auch wirtschaftliche u n d v e r s c h i e d e n e a n d e r e G e s i c h t s p u n k t e von F a l l zu Fall zu b e r ü c k s i c h t i g e n sind. R e g e l n l a s s e n sich ü b e r die technischen Z w e c k m ä ß i g k e i t e n zur A u s n u t z u n g des e r s c h l o s s e n e n W a s s e r s nicht aufstellen.

Wasser- und Quellenschulz D a s W a s s e r ist ein G e s c h e n k d e r N a t u r . A l s f r e i f l i e ß e n d e s O b e r f l ä c h e n w a s s e r ist es G e m e i n g u t aller u n d s t e h t nichit im E i g e n t u m einer P e r s o n . J e d e r m a n n k a n n e s sich aneignen u n d benutzen. Doch legt das Gesetz mit Rücksicht auf d e n N a c h b a r p r i v a t e n B e s i t z e s u n d im ö f f e n t l i c h e n I n t e r esse gewisse Beschränkungen auf. Römisches, germanisches 64

und neueres deutsches Recht stellen das G r u n d - u n d Q u e l l w a s s e r in, das ausschließliche Eigentum des Grundstückbesitzers, jedoch sind Anlagen, durch welche ein Brunnen des Nachbarn verunreinigt oder unbrauchbar gemacht w ü r d e , unzulässig. Dem Nachbarn steht daher W i d e r s p r u c h und Anspruch auf Entschädigung zu. Die F o r t f ü h r u n g unterirdischen W a s s e r s über die Grenzen des Grundbesitzes hinaus bedarf polizeilicher Genehmigung. Auch die Quellen unterliegen dem Gesetz. Ouellsehutzvorschriften und Verbote wurden ausgesprochen, um den Besitzer einer Quelle vor fahrlässigen und mutwilligen Schädigungen zu schützen. Bereits f ü r gewisse Arbeiten an der Quelle besteht Anzeigepflicht. G r ö ß e und Gestalt des Schutzgebietes f ü r Brunnen oder Quellen sind auf hydrogeologischer Grundlage im engsten Einvernehmen mit dem zuständigen W a s s e r w i r t s c h a f t s a m t festzulegen. Die Landesanstalt f ü r A n g e w a n d t e Geologie im Ministerium f ü r Ernährung, L a n d w i r t s c h a f t und Forsten Schleswig-Holsteins vermag A u s k u n f t über die Notwendigkeit und den U m f a n g eines jeweiligen Schutzgebietes zu erteilen.

Folgerungen, Grundwasserhaushalt und Planung Die Erkenntnisse über den Grundwasserhaushalt SchleswigHolsteins ziehen f ü r die G e g e n w a r t und Planung einige Folgerungen nach sich. Dem Gesetz nach unzulänglich ist nämlich der Schutz f ü r ungenutzt ausfließendes + artesisches W a s s e r , das so manchem Brunnen ohne Unterbrechung vielfach schon seit J a h r zehnten entströmt. Es w u r d e in dieser Schrift dargelegt, d a ß der V o r r a t an genießbarem G r u n d w a s s e r in unserem Lande der räumlichen und mengenmäßigen Beschränkung unterliegt. Die versiegten Quellen und der zunehmende Versalzungsgrad mancher G r u n d w ä s s e r weisen auf den unaufhaltsamen Schwund des süßen W a s s e r s eindeutig hin. W e n n also die 5

Hede, Grundwassersd*atz

65

v e r s i c k e r n d e n N i e d e r s c h l ä g e den W a s s e r b e d a r f in u n s e r e m L a n d e nicht m e h r a u s z u g l e i c h e n v e r m ö g e n , s o w ü r d e d e r S c h w u n d u n s e r e s G r u n d w a s s e r s noch m e h r beschleunigt. Die zunehmende W a l d a r m u t begünstigt durch stärkere Verduns t u n g diesen V o r g a n g schon j e t z t in w e i t g e h e n d e m M a ß e ( „ V e r s t e p p u n g " ) . Es i s t s o m i t n o t w e n d i g , d a ß alle N u t z e r frei auslaufenden erbohrten W a s s e r s angehalten werden, die B r u n n e n zu d r o s s e l n , um n u r d e n w i r k l i c h e n Bedarf zu entn e h m e n . N u r s p a r s a m e r V e r b r a u c h und möglichst k ü n s t l i c h e V e r s i e k e r u n g des g e n u t z t e n o d e r ü b e r s c h ü s s i g e n W a s s e r s verm ö g e n einem künftigen, W a s s e l s c h w u n d e n t g e g e n z u w i r k e n . Das möge jeder Einsichtige bedenken. Durch planvolle B e w i r t s c h a f t u n g und B e o b a c h t u n g des G r u n d w a s s e r h a u s h a l t e s l a s s e n sich manche M i ß s t ä n d e beheben, die im g e g e n s e i t i g e n E n t z u g oder in der u n g e w o ' l t e n nachbarlichen B e e i n t r ä c h t i g u n g der Bi u n n c n l e i s t u r g e n liege,1. W o es irgend d u r c h f ü h r b a r ist, d . h . w o die hydrogeologischen V e r h ä l t n i s s e g e s t a t t e n , sollten F l a c h b r u n n e n der Jändlichen und s t ä d t i s c h e n E i n . z e l w a s s c r v e r s o r g u n g \ o r b e h a l t e . 1 bleiben. G e w e r b l i c h e und i n d u s t r i e l l e B e t r i e b e , i n s b e s o n d e r e W a s s e r w e r k e h i n g e g e n m ü ß t e n , w o i m m e r es möglich ist, auf t i e f e r e G r u n d w ä s s e r z u r ü c k g r e i f e n . So w ü r d e eine V e r t e i l u n g auf die v e r s c h i e d e n e n G r u n d w a s s e r s l o c k w e r k e und voneinand e r u n a b h ä n g i g e n W a s s e r h o r i z o n t e erreicht, d e r W a s s e r s c h a t z nicht einseitig ü b e r G e b ü h r b e a n s p r u c h t u n d m a n c h e r A n l a ß zu U n z u f r i e d e n h e i t u n d K l a g e behoben,. K ü n f t i g e Planungen, f ü r G r u n d w a s s e r - v e r b r a u e h e n d e A n l a gen j e d o c h m ö g e n a l s e r s t e s die w a s s e r w i r t s c h a f t l i c h e L a g e S c h l e s w i g - H o l s t e i n s bis i n s einzelne b e r ü c k s i c h t i g e n , d a m i t ung e e i g n e t e r W a s s e r b e f u n d nicht die k ü h n s t e n P l ä n e hinfällig m a c h t , dejin d e r B o d e n s c h a t z G r u n d w a s s e r u n t e r l i e g t den N a t u r g e s e t z e n von A n b e g i n n u n s e r e s L a n d e s bis in seine f e r n s t e Zukunft.

6ti

Beispiele der

Karten-Auswertung

Inwieweit sich die beigegebenen 13 Karten \on jedermann für die Planung der Grundwassererschließunig auswerten lassen, werde zum Schluß nun an einigen Beispielen gezeigt. 1. W a s s e r e r s c h l i e ß u n g f ü r h ä u s l i c h e

Zwecke

Es sei angenommen, daß es sich um eine S i e d l u n g s s t e l l e handele, die sich selbst mit W a s s e r versorgen muß. Zum Haushalt gehören 6 Personen, zur Wirtschaft 3 Stück Großvieh und 2 Stück Kleinvieh. Das bedeutet nach Tabelle 5 einen täglichen W a s s e r b e d a r f von 6 mal 20 - j - 3 mal 51) 2 mal 15 — 300 lt. Dazu werden für Wäsche, Bäder und Reinigungsverbrauch für Gerätschaften im Duichschnitt täglich weitere 300 ltr veranschlagt. Somit liegt der tägliche Bedarf bei etwa 1 ehm W a s s e r . Es wird sich also nicht lohnen, hierfür einen besonders tiefe i Brunnen anzulegen, solange sich einwandfreies Grundwasser in den höheren Bodenschichten ausfindig machen und für diesen Zweck verwenden läßt. Man wird daher zunächst die Prüfung des Oberwassers vornehmen. Die T i e f e des Oberwasser-Spiegels ist örtlich zumeist bekannt oder läßt sich durch Aufgrabungen oder kleine Handbohrungen bezw. durch Umfragen bei den Nachbarn ohne Schwierigkeiten ermitteln. Unsere Karten 4, 6 und 8 der Eisenund Chlorgehalte sowie Härtegrade geben für den betreffenden Ort Auskunft über die wahrscheinliche Beschaffenheit des Oberwassers. Die Ergiebigkeitskarte (13) weist auf die voraussichtliche Leistung eines Brunnens im Oberwasser hin. Der Siedler kann also auf Grund der Karten, einer entsprechenden bauausführenden Firma den Auftrag für einen Flachbrunnen geben. Vom angetroffenen W a s s e r ist eine chemische und bakteriologische Untersuchung durchführen zu lassen,. Deuten die Karten auf ungeeignetes Oberwasser hin, so sind sie zunächst daraufhin zu betrachten, ob die Grundwassererschließung im höheren Druckwass-er stock werk günstiger ist. Die Karten 2, 5, 7, 9 und 12 lassen näher auf etwaige Besonderheiten des Untergrundes und zu erwartenden W a s s e r s 5*

67

schließen, f ü r d e r e n Fall d a n n d a s Einholen eines f a c h m ä n n i schen R a t s c h l a g e s z w e c k m ä ß i g ist. 2. W a s s e r e r s c h l i e ß u n g Zwecke

für

öffentliche

Auf e i n e r B a h n s t a t i o n sei eine W a s s e r v e r s o r g u n g neu zu s c h a f f e n . T ä g l i c h w ü r d e n 10 Lokomotiven mit K e s s e l w a s s e r zu s p e i s e n sein. D a f ü r s i n d e t w a 80 cbm n o t w e n d i g . F ü r die R e i s e n d e n , den G a s t w i r t s c h a f t s b e t r i e b und die Reinhalt u n g der B a h n h o f s a n l a g e n sind w e i t e r e 10 cbm erwünscht. Der T a g e s b e d a r f b e t r ä g t d a h e r r u n d 90 cbm oder ( s o f e r n kein N a c h t v e r k e h r auf diesem Bahnhof erfolgt) r u n d 9 — 10 cbm j e S t u n d e . D a d a s zu e r s c h l i e ß e n d e W a s s e r also auch f ü r T r i n k z w e c k e v e r w e n d e t w e r d e n soll, sind zu den chemischen auch b e s o n d e r e hygienische A n s p r ü c h e an d a s W a s s e r zu stellen; es m u ß appetitlich, bakteriologisch e i n w a n d f r e i u n d ohne schädliche chemische S t o f f e sein. Die Bahnhofs Verwaltung w i r d d e s h a l b ein G r u n d w a s s e r a u f z u s u c h e n haben, d a s zur Oberf l ä c h e hin von u n d u r c h l ä s s i g e n B o d e n a r t e n ü b e r l a g e r t w i r d . S o m i t k o m m t ein Horizont des höheren D r u c k w a s s e r s t o c k w e r k e s in B e t r a c h t . U n s e r e K a r t e n 5, 7, 9 a n d 13 g e b e n wied e r u m A u s k u n f t über die wesentlichsten chemischen B e s t a n d teile s o w i e ü b e r die mögliche L e i s t u n g f ü r den b e t r e f f e n d e n O r t . A u s d e r K a r t e 11 ü b e r die Gleichen des h ö h e r e n Druckw a s s e r s t o c k w e r k e s i s t d e r u n g e f ä h r e , nach der B o h r u n g eint r e t e n d e G r u n d w a s s e r s t a n d zu N N abzulesen, den m a n nach d e n Höhenlinien d e s M e ß t i s c h b l a t t e s mit d e r L a g e des gep l a n t e n B o h r p u n k t e s vergleicht u n d somit aus d e m U n t e r schied die T i e f e n l a g e des W a s s e r s p i e g e l s u n t e r der Oberfläche e r r e c h n e t . Nach d i e s e m B e f u n d richtet sich die s p ä t e r e A u s b a u a r b e i t des B r u n n e n s b e z w . d i e A r t der P u m p e n a n l a g e . Deuten d i e K a r t e n 10 u n d 12 auf geologische E i n s c h r ä n k u n g e n in d e r allgemeinen G r u n d w a s s e r f ü h r u n g hin, d a n n i s t a u c h in diesem Falle die vorherige Einholung einer hydrogeologischen Ber a t u n g zur V e r m e i d u n g u n n ü t z e r B o h r v e r s u c h e d r i n g e n d zu empfehlen. 68

3. W a s s e r v e r s o r g u n g Zwecke

für

gewerbliche

Eine G e n o s s e n s c h a f t s m e i e r e i , die als Höchstleistung eine V e r a r b e i t u n g von, 20 000 lt Milch täglich vorzunehmen hat, soll aus betriebswirtschaftllichen G r ü n d e n mit eigener W a s s e r v e r s o r g u n g ausgestattet w e r d e n . Dadurch wird nach Tabelle 5 also ein Bedarf von 20 000 X 6 = 120 cbm täglich erforderlich. Außerdem soll das W a s s e r f ü r Kühlung der Motoren verwendet werden, f ü r die j e P S - S t u n d e bis zu 30 lt notwendig sind. Zusätzlich k ä m e noch die Versorgung d e r Meiereiinsassen in Betracht. Bei 10-stündigem Betrieb w ü r d e somit als A n f o r d e r u n g an den Brunnen eine Stundenleistung von e t w a 20 cbm gestellt. Da a u ß e r d e m noch ein Anschluß f ü r eine Motorfeuerlös eh spritze angebracht w e r d e n soll, erhöht sich der Bedarf auf 60 cbm/h. Das f ü r Molkereizwecke erforderliche W a s s e r soll nicht zu h a r t sein, darf n u r geringste S p u r e n von Eisen enthalten und m u ß f r e i von S ä u r e n und aggressiver Kohlensäure sein. (Besondere W a s s e r a u f b e r e i t u n g s a n l a g e n w ü r d e n die W i r t s c h a f t lichkeit in F r a g e stellen.) Zu Kühlzwecken wird eine möglichst gleichbleibend niedrige W a s s e r t e m p e r a t u r gewünscht. Es kommt daher die Erschließung eines tiefen G r u n d w a s s e r horizontes in Betracht. Nach u n s e r e n A u s f ü h r u n g e n wissen wir, d a ß sich d a s G r u n d w a s s e r aus den j u n g t e r t i ä r e n Schichten in Schleswig-Holstein hierfür am besten eignet, weil es weicher u n d eisenärmer als höheres G r u n d w a s s e r ist. Seine T e m p e r a t u r ändert sich auch in den Sommermonaten nicht. Im Osten bietet die Erschließung großer W a s s e r m e n g e n aus der T i e f e keine besonderen Schwierigkeiten. Jedoch ist dem A u f t r a g g e b e r u n d auch der Bohrfirma nicht bekannt, welche T i e f e ein d e r a r t i g e r Brunnen erreichen muß, um am gewünschten Ort das W a s s e r aus den geeigneten t e r t i ä r e n Schichten zu erschließen. Die Karten 2, 3 und 12 weisen z w a r auch d a r a u f h i n , aber die Einwirkungen teils höher, teils t i e f e r gelegener Salzhorste und der von ihnen a b w a n d e r n d e n Salzlaugen vermag nur der Geologe zu beurteilen. 69

D e s h a l b ist i m m e r , w e n n es s i c h u m d i e A n l a g e t i e f e r Brunnen handelt, d i e v o r h e r i g e E i n h o l u n g e i n e s h y d r o g e o l o g i s c h e n G u t a c h t e n s a n g e b r a c h t , vor a l l e m w e n n der A u f t r a g g e b e r bes t r e b t ist, nicht unnütz K o s t e n für V e r s u c h s b o h r u n g e n ausz u g e b e n und E n t t ä u s c h u n g e n zu v e r m e i d e n .

H i n w e i s e auf das Schrifttum I. Allgemeines

Schrifttum und

Lehrbücher

1. Hydrogeologie Der A u f b a u des norddeutschen Tieflandes unter besonderer Berücksichtigung des G r u n d w a s s e r s . — Von \Y W o 1 1 f , Berlin 1912 Lehrbuch d e r G r u n d w a s s e r - und Quellenkunde. — Von K. K e i ! > h a c k , II. Aufl , Berlin 1917 Handbuch der Hydrologie. — Von E P r i n z & R. K a in p e , Berlin 1923 und 1934 Ilydrogeologische Methoden. — Von G. T Ii i e m , Leipzig 1920 Gespannte- W ä s s e r . — Von II. K e l l e r , Halle 1928 Grundwasserkunc'e. — Von \V. K o e h n e , S t u t t g a r t 1928 Hydrogeologie. — Von I'. F o u r m a r i e r , P a r i s 1939 2. Grundwasser - Ausbeute Über künstliches G r u n d w a s s e r . — Von C. R e i c h l e , J o u r n a l f. Gasbeleuchtung und W a s s e r v e r s o r g u n g , 1910 Die W a s s e r v e r s o r g u n g d e r Städte. — Von Lüger-Weyr a u c h & O. S m n e k e r , Band I—III, Leipzig 1914 ü b e r W a s s e r v e r s o r g u n g e n f ü r Molkereien. — Von E. B i e s k e , Molkerei - Zeitung, llildesheim 1927 W i r t s c h a f t l i c h k e i t von Pumpenanlagen. — Von W a z e k , Das Gas- und W a s s e r f a c h , 1925 Versorgung der O r t s c h a f t e n mit Feuerlöschwasser. — Von K. F e b r a n s , L a n d e s b r a n d k a s s e Kiel, 1930 Handbuch der W a s s e r v e r s o r g u n g . — Von E. G r o ß , II. Aufl., München und Berlin 1930 Der p r a k t i s c h e Brunnenbauer. — Von W . P e n g e l , Verl Laubsch & Everth, III. Aufl., Berlin Preisverzeichnis f ü r Brunnenbau nebst Unkostenberechnung, Lieferungsbedingungen, Bohrvertrag, Tabellenmaterial. — II. Aufl., Verl. Laubsch & Everth, Berlin Die W a s s e r v e r s o r g u n g . — Von J. B r i x , H. H e y d , E. G e r l a c h , Verl. R. Oldenbourg, Berlin 1942 70

8. Grundwasser - Beschaffenheit Untersuchung des W a s s e r s an Ort und Stelle. Von II. K 1 u t h , Berlin 1927 Die bakteriologische Untersuchung von T r i n k - und Gebrauchsw a s s e r aus Brunnenanlagen. — Von C. Ii ü 11 i n g , Versuchsund Forschungsanstalt f ü r Milchwirtschaft, Kiel 1932 Die Chemie und chemische Technologie des W a s s e r s . — Von J. II o 11 u t a , S t u t t g a r t 1937 Einfache Untersuchungen \ o n Boden und W a s s e r . — Von R. K o l k w i t ? , & F. T ö d t , J e n a 1941 II. Schleswig - Holstein betreffendes Schrifttum Flut und Ebbe in artesischen T i e f b r u n n e n in Hamburg. — Von v. O l s h a u s e n , Journal f. Gasbeleuchtung und W a s s e r v e r sorgung, 1904 Die Beziehungen unseres tieferen, artesischen G r u n d w a s s e r s zur Ostsee. — Von P. F r i e d r i c h , Mitt. d. geogr. Ges., Lübeck, 1916 Die G r u n d w a s s e r v e r h ä l t n i s s e der Sladt Lübeck und i h r e r Umgebung. — Von P. F r i e d r i c h , Lübeck, 1917 Die lübeckische Mulde und ihre G r u n d w a s s e r v e r h ä l t n i s s e . — Von R. S t r u c k , Festschr. z. V e r b a n d s t a g d. Brunnenbauer, H a m b u r g 1922 Die W a s s e r b e s c h a f f u n g auf den Halligen. — Von E. S c h m i d t , St. Gallen 1925 D a s S a l z w a s s e r von Oldesloe. — Von A. T h i e n e in a n in , Mitt. d. geogr. Ges. Lübeck, 1925 Die G r u n d w a s s e r t r ä g e r des Nieder - Elbegebietes. — Von E. K o c h , Gas- und W a s s e r f a c h , 1928 Die T r i n k w a s s e r v e r h ä l t n i s s e Schleswig - Holsteins vom hygienischen S t a n d p u n k t . — Von W . L i e s e , Teclin. Gemeindeblatt 1928 G r u n d w a s s e r n a c h w e i s f ü r die W a s s e r v e r s o r g u n g des Nordseebades W y k a. Föhr. — Von S c h e f f e l , Gas- und W a s s e r l ' a c h 1930 G r u n d w a s s e r v e r h ä l t n i s s e und geologischer Bau im schleswigholsteinischen Marsch- und Nordseeinselgebiet. — Von H. - L. H e c k , Sitzungsber. d. Preuß. Geol. Landesanstalt, Berlin 1931 Das G r u n d w a s s e r im Zusammenhang mit dem geologischen B a u in Schleswig - Holstein. — Von II. - L. H e c k , P r e u ß . Geol. Landesanstalt, Berlin 1932 W e l c h e Möglichkeiten der Grundvvassererschließung f ü r F e u e r lösch- und W i r t s c h a f t s z w e c k e bietet der geologische A u f b a u

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Schleswig - Holsteins? — Von II. - L. H e c k , Sehl. - Holst. Feuerwehrzeitung 1933 Kritik der hygienischen Untersuchungsmethoden des T r i n k w a s s e r s auf G r u n d eines größeren A n a l y s e n m a t e r i a l s aus Schlesw i g - Holstein. — Von H. T h i e l e & M. P a e h r s , Arch. f. Hygiene, München 1938 Die W a s s e r v e r s o r g u n g in ihrer Abhängigkeit vom geologischen Bau des U n t e r g r u n d e s in Schleswig - Holstein. — Von K. B e u r I e n , Gas- und W a s s e r f a c h 1939 Die G r u n d w a s s e r s t a n d s b e w e g u n g e n beim Bau der Eiderschleuse bei Nordfeld. — Von G. M a g e n s , W e s t k ü s t e , Heide/IIolst. 1939 Die T r i n k w a s s e r v e r s o r g u n g der Kriegsmarine in der Umgebung \ on Kiel. — Von R. R a b l & F r . K n o r r , Arch. f. Hygiene, München 1942 Der Untergrund von Schleswig-IIolstcin.— Von II.-L. I l c c k , W . S c h o t t & R . v. Z w e r g e r , Abh. d. Reichsamis f ü r Bodenforschung, Neue Folge, H. 202, Berlin 1944 Versalzungen \ on G r u n d w a s s e r in Schleswig - Holstein, deren Umfang und Ursachen. — Von H. - L. H e c k , Abh. d. Reichsa m t s f ü r Bodenforschung, Neue Folge, H. 209, Berlin 1944 Erdgeschichte und Bodenaufbau Schleswig - Holsteins. — Von W . W o l f f & H . - L . H e c k , III. neubearbeitete Aufl., Hamburg 1948 Die W a s s e r n o t in S c h l e s w i g - Holstein. — Von II. - L. I l e c k , N a l u r w i s s . Ver., Kiel 1948 Die hydrogeologischen Grundlagen f ü r die k ü n f t i g e W a s s e r w i r t s c h a f t in Schleswig - Holstein. — Von H. - L. H e c k , Gasu. W a s s e r f a c h , 89, H. 5, München 1948 G r u n d w a s s e r a t l a s von Schleswig - Holstein 1 : 500 000. — Von H. - L. H e c k , Verlag Mundus, Hamburg 1948 III. Wünschelrute (Kritik) Die W ü n s c h e l r u t e . — Von L. M e y n , Garding 1886 D a s Problem d e r W ü n s c h e l r u t e . — Von W . W o l f f , IngenieurZeitung 14. Jahrg., Cöthen - Anhalt 1921 Z u r W ü n s c h e l r u t e n f r a g e . — M e r k b l a t t d. P r e u ß . Geol. Landesanstalt, Berlin 1929 B a u g r u n d u n t e r s u c h u n g mit der W ü n s c h e l r u t e . — Von W . D i e n e m a n n , Der Chefingenieur, Berlin 1944

72

Karte 1

Übersichtskarte der geologischenAblagerungen in

Schleswig-Holstein Dr!• :

[ ~ ] Dünensand u.Nehrungen [!-TjTorf und Moorerde

2 .jungdüuviale Bildungen ÜTalrBecken-uSandersand Geschiebesand u. Kies

|[(1 ßeckenton ^

Geschiebelehm

3.altdiluviale Bildungen [ES Geschiebesand u.Kies

Geschiebelehm

4.verschiedene Bildungen p - j unters diluviale und l i e l tertiäre Bildungen

?rg - uviale oder tertiäre Tone und altere Gesteine

••

Karle 2

K a r t e