Grundwasserschutz auf Spiekeroog – Erstinstallation eines Salzwasser-Überwachungssystems

Wissenschaftler*innen des Leibniz-Instituts für Angewandte Geophysik (LIAG) haben in Zusammenarbeit mit dem Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverband (OOWV) erstmalig ein Salzwasser-Überwachungssystem (SAMOS) auf der Insel Spiekeroog installiert.

Mit Hilfe der geoelektrischen Messeinrichtung werden Veränderungen der Salz-Süßwassergrenze im Schutzdünenbereich der Insel überwacht. Die Echtzeitauswertungen liefern entscheidende Informationen für eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung durch den OOWV.

Da Süßwasser leichter als Salzwasser ist, bilden sich im Untergrund von Inseln sogenannte Süßwasserlinsen, die vom umgebenden Salzwasser begrenzt werden. Diese Süßwasserressourcen nachhaltig zu nutzen – das ist auf den Nordseeinseln wie Spiekeroog eine besondere Herausforderung.

Einflüsse des Klimawandels und ein zunehmender Tourismus können mit einem steigenden Wasserbedarf auf der Insel einhergehen. Die dadurch forcierten, steigenden Grundwasserentnahmen verursachen möglicherweise eine nachteilige Verschiebung der Süß-Salzwassergrenze im Untergrund.

Die Folge wäre eine zunehmende Versalzung des Grundwassers, was die gesamte Wasserversorgung der Inseln gefährden könnte.

Um die Lage der Süß-Salzwassergrenze im Untergrund von Spiekeroog besser kontrollieren zu können, installierten LIAG-Wissenschaftler*innen gemeinsam mit dem OOWV das Überwachungssystem SAMOS: Dabei wurde eine vertikale Elektrodenstrecke von rund 24 Metern Länge in ein Bohrloch von etwa 50 Metern Tiefe gesetzt und mit einer Messstation an der Oberfläche verknüpft.

Täglich wird der elektrische Widerstand gemessen, welcher direkt mit der Mineralisation des Grundwassers zusammenhängt. Mit einem integrierten Solarpanel versorgt sich diese Monitoringanlage selbst mit Energie und kann so langfristig Daten sammeln. Das Projekt go-CAM ermöglicht dabei explizit die digitale, zeitnahe und praxisfreundliche Aufbereitung der Daten. Die Daten sind für den OOWV jederzeit einsehbar und weiter verwertbar.

„Den Überblick über die Salz- und Süßwassergrenze unter Spiekeroog zu behalten, ist für die nachhaltige Wassernutzung entscheidend“, erklärt Dr. Helga Wiederhold, LIAG-Projektleiterin go-CAM.

„Wir brauchen fortlaufende Messreihen, um die Langzeitentwicklung zu verstehen. Wird zu viel Wasser abgepumpt, kann Salzwasser aufsteigen. Überschreitet der Chloridgehalt den rechtlich zulässigen Grenzwert, kann das Grundwasser nicht mehr genutzt werden. Mit unserem Salzwasser-Überwachungssystem SAMOS können wir unserem Kooperationspartner OOWV genau aufzeigen, ob sich die Salzwassergrenze verschiebt und im Zweifelsfall früh Warnung geben.“

Dr. Konstantin Scheihing, Projektleiter des go-CAM-Projektes für den OOWV, sieht in der Fertigstellung der SAMOS-Messstelle einen entscheidenden Schritt für eine langfristig nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung auf Spiekeroog:

„Als öffentlich-rechtlicher Wasserverband haben wir die verantwortungsvolle Aufgabe, die nachhaltige Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen in der Region unter Wahrung einer allseits gegebenen Wasserversorgungssicherheit für unsere Kundinnen und Kunden zu gewährleisten.

Die Forschungskooperation mit dem LIAG und der Bau des SAMOS-Monitoringsystems ist für uns ein weiterer wichtiger Baustein, um dieser Verantwortung gegenüber unseren Kundinnen und Kunden und der Umwelt bestmöglich nachzukommen.“

Auch in anderen Küstenregionen Norddeutschlands ist die Überwachung der Süß-Salzwassergrenze von hoher Relevanz. Nicht zuletzt wirken sich der klimabedingte Anstieg des Meeresspiegels und weitere Einflüsse des Klimawandels sowie demografische Veränderungen auf die Grundwassererneuerung aus. Innerhalb des Projekts go-CAM wurde das Salzwasser-Überwachungssystem auch an einem Standort zur Trinkwassergewinnung bei Jever installiert.

Zum Video: https://youtu.be/xSdXiIZbyBY

Hintergrundinformationen

Über SAMOS:
Das Salzwasser-Überwachungssystem SAMOS wurde eigens vom LIAG zur Untersuchung und Überwachung des möglichen Eindringens von Salzwasser in Aquifere mit süßen Grundwasserressourcen entwickelt. Erstmals wurde das System 2009 auf Borkum eingesetzt. Mittels einer vertikalen Elektrodenkette, die fest in einem Bohrloch installiert ist, werden Gleichstrom-Widerstandsmessungen durchgeführt.

Weiterführende Informationen:
https://www.leibniz-liag.de/forschung/methoden/elektromagnetische-methoden/geoel…

Über go-CAM:
Kernziel von go-CAM ist die Entwicklung, Implementierung und Anwendung der multikriteriellen Steuerungsoptimierung (CAM) für eine nachhaltige Wassernutzung in unterschiedlichen Küstenregionen weltweit. Mit dieser inter-institutionellen Zusammenarbeit zur Installation und wissenschaftlichen Betreuung der Messstelle entsteht ein weiterer wichtiger Messstandort des Forschungsprojekts go-CAM auf einer Nordfriesischen Insel. Gefördert wird das Verbundprojekt „go-CAM – Implementierung strategischer Entwicklungsziele im Küstenzonenmanagement“ vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Verbundvorhabens GRoW (Global Ressource Wasser). Initiiert wurde go-CAM von Prof. Dr. H. M. Schöniger vom Leichtweiß-Institut für Wasserbau der TU Braunschweig.

Weiterführende Informationen:
https://bmbf-grow.de/de/verbundprojekte/go-cam
https://bmbf-grow.de/de
https://www.leibniz-liag.de/forschung/projekte/drittmittelprojekte/go-cam.html

Über das LIAG:
Das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) mit Sitz in Hannover ist eine eigenständige, außeruniversitäre Forschungseinrichtung. Mit Methoden der Angewandten Geophysik werden zukunftsgerichtete Fragestellungen von gesellschaftlicher Bedeutung untersucht. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt in der Erkundung des nutzbaren Untergrundes sowie in der Entwicklung von Mess- und Auswerteverfahren. Das Institut blickt auf über 50 Jahre Erfahrung in der Geophysik-Forschung zurück. LIAG bündelt dabei seine thematische Forschung unter anderem im Forschungsschwerpunkt „Grundwassersysteme“ und hat langjährige Erfahrung in der Küstenversalzung in Deutschland sowie im Rahmen internationaler Projekte. https://leibniz-liag.de/

Über den OOWV:
Der Oldenburgisch-Ostfriesische Wasserverband (OOWV) ist Deutschlands flächenmäßig größter Wasserversorger, versorgt über eine Millionen Kunden mit Trinkwasser und entsorgt das Abwasser von circa 500.000 Kunden. Der OOWV betreibt 15 Wasserwerke und 46 Kläranlagen. Das Versorgungsgebiet liegt im Nordwesten Deutschlands und erstreckt sich von einigen Ostfriesischen Inseln bis zu den Dammer Bergen. https://www.oowv.de/home/

LIAG

Projektleiterin go-CAM
Dr. Helga Wiederhold
0511 643 3520
helga.wiederhold@leibniz-liag.de

Projektmitarbeiter go-CAM
Dr. Mathias Ronczka
0511 643 3491
mathias.ronczka@leibniz-liag.de

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Greta Clasen
0511 643 2066
presse@leibniz-liag.de

OOWV

Projektleiter go-CAM
Dr. Konstantin Scheihing
04401 916 462
scheihing@oowv.de

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Melena Hillje
04401 916 331
hillje@oowv.de