Sowohl in Deutschland als auch weltweit existieren seit vielen Jahrzehnten umfangreiche Messreihen für Isotopenwerte von Niederschlag und Oberflächenwasser, die über die globale Datenbank der Internationalen Atom Energie Organisation (IAEA) vorgehalten werden (https://www.iaea.org/services/networks/gnip). Für Grundwasserdaten aber fehlten bislang vergleichbare, flächendeckende Recherchemöglichkeiten. Wie im letzten Newsletter angekündigt, hat sich das Projekt IsoGW zum Ziel gesetzt, dieses fehlende, aber wichtige Glied in der Kette der hydrologischen Kompartimente zu ergänzen. Neben der Komplettierung der historischen Daten fanden 2024 und 2025 in zwölf Bundesländern umfangreiche Neubeprobungen für Wasserisotope im Grundwasser statt. Diese Geländearbeiten werden 2025 abgeschlossen. Aktuell analysieren die Projektpartner die Proben.
Damit wird zum Projektende von IsoGW ein deutschlandweiter, flächendeckender und aktueller Grundwasserdatensatz der stabilen Isotope des Sauerstoffs (δ18O), des Wasserstoffs (δ2H) und der Tritium-Konzentration (3H) zur Verfügung stehen. Durch Kombination der Zeitreihen der Tritium-Konzentration im Niederschlag und der 3H Konzentration des Grundwassers konnte eine Mittlere Verweilzeitspanne für das Grundwasser im obersten ungespannten Grundwasserleiter bestimmt werden. Die Daten werden über das Datenportal der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) bereitgestellt, einem der Projektpartner im IsoGW-Verbund.
Neben der Datenbereitstellung werden im Projekt erstmalig interpolierte Isotopenkarten, sogenannte ‚Isoscapes‘, für das Grundwasser in Deutschland erstellt. So können auch Regionen mit geringerer Datendichte flächendeckende Informationen erhalten. Die Interpolationsberechnungen wurden inzwischen abgeschlossen. Der Algorithmus ist so angelegt, dass Neuberechnungen leicht durchzuführen sind, wenn die Datenbank in der Zukunft um weitere historische oder neue Messwerte erweitert wird. Einige Bundesländer haben bereits starkes Interesse an einem Ausbau der Datensätze bekundet. Das ist insbesondere vor den Herausforderungen der Wasserwirtschaft durch den Klimawandel und Landnutzungsänderungen von großem Interesse. Bislang ist noch unklar, wie sich ändernde Umweltbedingen großflächig auf die Isotopensignale im Grundwasser auswirken werden.
An den Pilotstandorten Mosel (Lehmen), Havel (Berlin), Main (Sulzfeld), Iller (Sonthofen) und Isar (Wackersberg) wurden die Geländearbeiten ebenfalls abgeschlossen. Die Datenauswertung läuft hier im vollen Umfang und wurde durch mehrere Bachelor und Master-Abschlussarbeiten flankiert. Die Ergebnisse wurden und werden erfolgreich auf nationalen und internationalen Konferenzen präsentiert. Besonders erwähnenswert ist, dass Aixala Gaillard (FAU Erlangen) für ihre Präsentation des IsoGW-Projektes den Posterpreis auf der internationalen Tagung für Stabile Isotope (JESIUM) in Groningen (NL) gewonnen hat. Herzlichen Glückwunsch!
Abbildung 1:Laserspektrometer zur Messung der stabilen
Isotopenverhältnisse des Sauerstoffs und
Wasserstoffs in Wasserproben. @Robert van Geldern
Die ersten Veröffentlichungen des Projektes sind bereits erschienen (Gaillard et al., 2025) oder bei verschiedenen Zeitschriften (u.a. Grundwasser, Environmental Sciences Europe, Journal of Hydrology: Regional Studies) eingereicht. Der ebenfalls geplante deutschsprachige Leitfaden für die Anwendung von Isotopenmethoden in der Praxis wird aktuell von den Projektpartnern erstellt und erscheint in der Zeitschrift Hydrologie und Wasserbewirtschaftung (HyWa) der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG). Dieser wird für die Anwendung von Isotopenmethoden in der Praxis eine wichtige Handreichung für alle Stakeholder sein.
Abbildung 2: Auszug der IsoGW-Webanwendung. Auf der Karte sind 3 Messstationstypen aufgeführt (Niederschlag, Oberflächenwasser, Grundwasser), überlagert mit der Interpolierten Karte der δ18O-Werte im Grundwasser (2015-2025). Links sind die Grundwassermessdaten aus dem ausgewählten Bereich (Polygon in der Karte) als Zeitreihe dargestellt. Unten werden dieselben Werte als Tabelle zum Download dargestellt. (voraussichtlich ab März 2025 verfügbar unter: isotopes-GIN.bgr.de). @Aixala Gaillard
