Topsoil

Allgemeines

Das Projekt TOPSOIL ist ein Gemeinschaftsprojekt von 24 Projektpartnern im EU INTERREG Programm der Nordseeregion (Laufzeit der ersten Projektphase: 01.12.2015- 30.04.2020)

Ziel des Projektes ist es Lösungs- und Anpassungsstrategien für den nachhaltigen Umgang mit der Ressource Boden und Grundwasser in der Nordseeregion zu erarbeiten. Insgesamt sind 5 Länder (Belgien, Dänemark, Deutschland, Niederlande und Großbritannien) mit 16 Pilotregionen beteiligt. Das Projekt richtet den Blick gezielt auf den oberflächennahen Untergrund, da der Mensch hier nachhaltig auf dieses Kompartiment einwirkt. Die vielfältige Nutzung dieser Ressource birgt jedoch auch Risiken, welche es abzuschätzen gilt und Lösungs- und Anpassungsstrategin gesucht werden sollen. Die regionalen Schwerpunkte der beteiligten Projektpartner sind dabei unterschiedlich gesetzt und reichen von Untersuchungen zum direkten Einfluss des Klimawandels auf die lokalen hydrogeologischen Prozesse, wie periodische Überflutungsereignisse, zunehmende Trockenheit einhergehend mit Wassermangel, Versalzung des Grundwassers durch den steigenden Meeresspiegel, bis hin zum aktiven Eingriff in den Grundwasserhaushalt durch den Menschen durch Regulierung der Wasserstände durch Einbau von Staustufen.

Projektgebiet Weserwehr

Dies kann besonders im Stadtgebiet, wie etwa in Bremen, weitreichende Folgen haben. Die Beeinflussung der natürlichen Grundwasserströmung durch die Verlagerung des Weserwehres stromabwärts in den 90er Jahren bedeutet einen Eingriff in den Grundwasserhaushalt und kann die Salzwasserintrusionen aus der Weser oberhalb des Weserwehres beeinflussen. Aber auch die Tide hat einen nachhaltigen Einfluss auf die Süß-Salzwasser-Grenze unterhalb des Weserwehres. Der GDfB untersucht im Rahmen des Projektes die vielfältigen Einflüsse auf den Grundwasserhaushalt, um die Wechselwirkung zwischen Fluss und Aquifer zu verstehen und die Ressource Grundwasser nachhaltig zu schützen. Grundwassermodelle helfen uns nicht nur die kurzfristigen Einflüsse und Auswirkungen auf das Grundwasserregime zu erfassen, sondern auch die Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen. Welchen Einfluss haben steigende Meeresspiegel auf das Grundwasserregime und damit die Grundwasserqualität am Weserwehr? Wie sind die Auswirkungen sinkender Grundwasserneubildungsraten zu bewerten? Lösungsstrategien können somit entwickelt werden und helfen die Grundwasserqualität der Ressource Grundwasser am Weserwehr langfristig zu sichern. Hierzu wurden verschiedene Modellszenarien mit Hilfe eines Grundwassermodells entwickelt und die Einflüsse des Klimawandels sichtbar gemacht. Im Fokus stand hierbei die ins Landesinnere fortschreitende Süß-Salzwassergrenze. Maßnahmen wie künstliche Infiltration von Frischwasser  durch einzelne Brunnen oder durch Infiltrationsgräben aber auch die Entsiegelung von städtischen Flächen können maßgeblich dazu beitragen, die Grundwasserqualität zu erhalten.

Projektgebiet Bremerhaven

Das Projekt TOPSOIL ist in die Verlängerung gegangen, mit einer erweiterten Laufzeit bis Ende Dezember 2021. Die Erweiterung verfolgt neue Fragestellungen, die sich eng an der ersten Projektphase orientieren. Dabei wurde der Fokus auf Methoden zum Ausgleich saisonaler Veränderungen der Verfügbarkeit und Qualität des Grundwassers in Bezug auf die Auswirkungen des Klimawandels gelegt. So ist spätestens seit der großen Trockenperiode 2018 auch in Europa der Klimawandel und seine Auswirkungen stärker in den Vordergrund gerückt. So entspricht der saisonale Wasserbedarf in einigen Nordseeregionen keineswegs der Verfügbarkeit. Aber nicht nur die Quantität der Ressource Wasser soll betrachtet werden auch die Grundwasserqualität ist von Bedeutung, da sich schwankende Grundwasserstände auch auf das Redoxmilieu und damit die Abbauprozesse im Boden und Grundwasser auswirken können.

Der in der ersten Projektphase für das Projektgebiet Bremen entwickelte Modellansatz soll in einem neuen Pilotprojekt in Bremerhaven weiter ausgearbeitet werden. Es umfasst einen Küstenaquifer, der für die industrielle und Trinkwassergewinnung verwendet wird, und ein oberflächliches Entwässerungssystem in einen See (Apeler See). Es verbindet Stadtgebiet mit Ackerland und einem geschützten Feuchtgebiet.

Zusätzlich zum Modellansatz der ersten Projektphase müssen die Wechselwirkungen zwischen den Entwässerungssystemen und dem Grundwasser in das Modell einbezogen werden, um mögliche Maßnahmen für die Wasserbewirtschaftung zu definieren. Darüber hinaus sollte ein Online-Überwachungssystem integriert werden, um den Grundwasserspiegel zu beobachten. Dies kann ein Grundwassermanagement ermöglichen, das saisonale Veränderungen der Grundwasserverfügbarkeit ausbalanciert und die Maßnahmen an die öffentlichen und wirtschaftlichen Bedürfnisse angepasst sowie den Schutz des Feuchtgebiets, das die Treibhausgasproduktion verhindert, gewährleistet. Der Grundwasserspiegel sowie der kontrollierte Oberflächenwasserspiegel sollen auf einer Webseite als offene Kommunikationsplattform für die wasserbewirtschaftungsmaßnahmen dargestellt werden. Sie bietet somit eine offene Grundlage für Gespräche mit Interessenträgern (Landwirte, Umweltschutzorganisationen).

Video zum Ende der esrten Projektphase in Horsens (DK) am 23.10.2019

t-TEM Messungen an der Luneplate 17.08.2020

Der Geologische Dienst für Bremen hatte die Möglichkeit im Rahmen des TOPSOIL Projektes zusammen mit den dänischen Projektpartnern (DK 3) und der HydroGeophysics Group der Universität Aarhus das elektromagnetische System tTEM im Gelände einzusetzen. Das  tTEM System wurde von der HydroGeophysics Group der Universität Aarhus entwickelt (tTEM System © HydroGeophysics Group Aarhus University). Wir konnten es einsetzen,  um die aktuelle Lage der Grundwasserversalzung in einem kommunizierenden Fluss/Grundwassersystem auf einer störungsfreien Fläche zu messen. Die Luneplate als natürliche, unbebaute Fläche bietet als Schutzgebiet dabei ideale Bedingungen. Unter Einhaltung aller Auflagen der zuständigen Behörden konnten die Messungen daher am 17. und 18.08 2020 erfolgen. Das tTEM System besteht aus einer elektromagnetischen Spule, die auf einem Schlitten hinter einem Quad hergezogen wird. Dieses kostengünstige und einfach anzuwendende System liefert ebenfalls wichtige Informationen zum Untergrund, so können auch Weichschichten, wie tonige Sedimente aufgespürt werden. Mehr Informationen auf  -> News.

Die Arbeiten wurden entlang zweiter Profillinien von Mitarbeitern der HydroGeophysics Group der Universität Aarhus mit dem tTEM Schlitten abgefahren

 

Die Ergebnisse zeigen die Lage der Süß-Salzwassergrenze und Tonlinsen (J. B. Bjersted Pedersen, R. Kraghede, A. Kass, HydroGeophysics Group, Institute Geoscience, Aarhus University, Denmark).

TOPSOIL Workshop beim GDfB 12. bis 13.02.2019

Der TOPSOIL Workshop „How to use climate scenarios in your pilot“ wurde vom Geologischen Dienst Bremen (GDfB) vom 12. bis 13. Februar 2019 am MARUM veranstaltet. Es trafen sich 26 Teilnehmer der TOPSOIl-Partnerorganisationen sowie Gastwissenschaftler des Potsdamer Instituts für Klimaforschung (PIK) und der Hochschule Osnabrück. Es wurde diskutiert wie Klimaszenarien für das Grundwassermanagement regional verwendet werden können.
Es wurden im Rahmen des Workshops verschiedene Methoden und Szenarien der entwickelten Grundwassermodelle diskutiert und erörtert. Über klimaregionale Einflüsse und Anpassungsstrategien unter Verwendung unterschiedlicher Klimaszenarien berichtete als Gast ein Wissenschaftler des Potsdam-Instituts für Klimaforschung (PIK).
Erste Ergebnisse der Implementierungen werden auf dem nächsten TOPSOIL-Partnertreffen in Brüssel am Weltwassertag am 22. März 2019 den Interessengruppen und Mitgliedern des Europäischen Parlaments präsentiert.

Informationen für die Öffentlichkeit zur Versickerung von Regenwasser

In Zusammenarbeit mit der Bremer Umweltberatung und Hansewasser, das regionale Abwasserunternehmen in Bremen und Region, wurde ein Flyer erstellt um über die Möglichkeiten der dezentralen Regenwasserversickerung zu informieren. Hierzu konnte im Rahmen des Topsoil Projektes als Nebenprodukt des zugrundeliegenden Modells eine hochauflösende Regenwasserversickerungskarte erstellt werden, die Zonen ausweist, in denen aufgrund der Untergrundverhältnisse (hydraulischen Eigenschaften) Regenwasser potentiell gut versickern kann. Die Öffentlichkeit kann mit diesem Flyer gut einbezogen und auf das Potential eines schützenswerten Bodens hingewiesen. Der Flyer kann von unserer Internetseite heruntergeladen werden.