Ein Grundwasserleiter ist eine wassergesättigte geologische Schicht, die leicht Wasser an Brunnen oder Quellen abgibt, die als Wasserversorgung dienen. Grundwasserleiter werden auch als Grundwasserspeicher oder wasserführende Formationen bezeichnet und entstehen und füllen sich wieder auf, wenn überschüssige Niederschläge (Regen und Schneefall) im Boden gespeichert werden. Dieses Wasser wird weder durch Abflüsse freigesetzt noch durch die Oberflächenströme von Flüssen oder Bächen abgeführt. Die Pflanzen haben verbraucht, was sie brauchen (Transpiration), und von unbelebten Oberflächen wie dem Boden verdunstet nur wenig. Das verbleibende überschüssige Wasser versickert langsam durch den Boden und durch die Lufträume und Risse des oberflächlichen Deckgebirges in den Fels. Wenn sich das Wasser in diesem gesättigten Bereich oder der Anreicherungszone sammelt, wird es zu Grundwasser. Die oberste Ebene des gesättigten Bereichs wird als Grundwasserspiegel bezeichnet.
Grundwasser ist besonders reichlich in feuchten Gebieten vorhanden, in denen das Deckgebirge relativ dick und das Grundgestein porös oder zerklüftet ist, insbesondere in Gebieten mit Sedimentgestein wie Sandstein oder Kalkstein. Grundwasserleiter sind äußerst wertvolle natürliche Ressourcen in Regionen, in denen Seen und Flüsse nicht reichlich vorhanden sind. Der Zugang zum Grundwasser erfolgt in der Regel durch das Bohren eines Brunnens und das anschließende Pumpen des Wassers an die Oberfläche.
In weniger feuchten Umgebungen ist die Menge der Niederschläge, die zur Auffüllung des Grundwassers zur Verfügung steht, jedoch viel geringer. Langsam nachfließende Grundwasserleiter in trockenen Gebieten sind leicht erschöpft, wenn ihr Grundwasser schnell vom Menschen genutzt wird. In einigen Fällen können Grundwasserquellen in wasserführenden geologischen Gebieten liegen, die ein Abpumpen nahezu unmöglich machen. Darüber hinaus hat die zunehmende Bewässerung zu einem starken Abpumpen geführt, das die Grundwasserleiter auslaugt und den Grundwasserspiegel auf der ganzen Welt absinken lässt. Die Erschöpfung der Grundwasserleiter ist ein wachsendes Problem, da die Weltbevölkerung wächst und der Bedarf an Nahrungsmitteln zunimmt.
Große, sich schnell wieder auffüllende Grundwasserleiter, die unter feuchten Landschaften liegen, können eine hohe Abpumprate des Grundwassers verkraften. Als solche können sie als erneuerbare Ressource nachhaltig bewirtschaftet werden. Grundwasserleiter, die sich nur sehr langsam erneuern, sind dagegen im Wesentlichen mit altem, so genanntem „fossilem“ Wasser gefüllt, das sich über Tausende oder mehr Jahre angesammelt hat. Diese Art von Grundwasserleiter kann sich bei der Nutzung des Grundwassers kaum wieder auffüllen, da das Grundwasser für die menschliche Nutzung so schnell erschöpft wird. Daher sind langsam nachfließende Grundwasserleiter im Wesentlichen nicht erneuerbare Ressourcen, deren Reserven durch übermäßige Nutzung abgebaut werden.
Im Jahr 1999 berichtete das Worldwatch Institute, dass der Grundwasserspiegel auf allen Kontinenten der Welt sinkt, hauptsächlich aufgrund des übermäßigen menschlichen Verbrauchs. Vor allem in Indien wird das Grundwasser doppelt so schnell abgepumpt, wie sich die Grundwasserleiter durch Regenfälle wieder auffüllen können. Im Grundwasserleiter unter der nordchinesischen Ebene sinkt der Grundwasserspiegel um 1,5 Meter pro Jahr.
In den Vereinigten Staaten ist die Situation ähnlich. Der größte Grundwasserleiter der Welt, der so genannte Ogalalla-Aquifer, befindet sich unter den Trockengebieten im Westen der Vereinigten Staaten. Der Ogallala-Aquifer wird nur sehr langsam durch unterirdisches Sickerwasser aufgefüllt, das größtenteils aus Niederschlägen stammt, die auf eine weit entfernte Anreicherungszone in den Bergen im äußersten Westen der USA fallen. Ein Großteil des Grundwassers im Ogalalla-Grundwasserleiter ist fossiles Wasser, das sich in Zehntausenden von Jahren mit extrem langsamer Infiltration angesammelt hat. Obwohl der Ogalalla-Grundwasserleiter eine enorme Ressource darstellt, wird er durch das Abpumpen aus mehr als 150.000 Brunnen in alarmierender Weise erschöpft. Der größte Teil des durch die Brunnen entnommenen Grundwassers wird für die Bewässerungslandwirtschaft und ein Teil für Trinkwasser und andere Haushaltszwecke verwendet. In den letzten Jahren ist der Pegel des Ogalalla-Grundwasserleiters in intensiv genutzten Gebieten um bis zu 1 Meter pro Jahr gesunken, während die Neubildungsrate nur etwa 1 mm/Jahr beträgt. (oder etwas mehr als 1/32 eines Zolls). Offensichtlich wird der Ogalalla-Grundwasserleiter in großem Umfang abgebaut.
Die Erschöpfung des Grundwasserleiters bringt mehr als nur die Gefahr der Wasserknappheit für den menschlichen Gebrauch mit sich. Wenn große Wassermengen schnell aus Grundwasserreservoirs abgepumpt werden, kann dies schwerwiegende Folgen für die Umwelt haben. In der Regel sinkt das Land über einem Grundwasserleiter ab, wenn das Wasser aus der geologischen Formation abgeleitet wird und sich die Erde verdichtet. Im Jahr 1999 stellten Forscher fest, dass Teile von Bangkok, Thailand, und Mexiko-Stadt, Mexiko, infolge der übermäßigen Ausbeutung ihrer Grundwasserleiter absanken. Dies kann dazu führen, dass sich die Fundamente von Gebäuden verschieben, und kann sogar zur Häufigkeit von Erdbeben beitragen. Große Städte in den Vereinigten Staaten wie Albuquerquer, Phoenix und Tuscon liegen über Grundwasserleitern, die rasch erschöpft werden.
Leider bestehen die derzeitigen Lösungen für die Erschöpfung der Grundwasserleiter darin, die Brunnen tiefer zu bohren oder die Bewässerungslandwirtschaft aufzugeben und Lebensmittel zu importieren. Beides sind kostspielige Entscheidungen für jedes Land, sowohl in Dollar als auch in wirtschaftlicher Unabhängigkeit.
RESOURCES
BOOKS
Freeze, R.A. and J.A. Cherry. Groundwater. Inglewood Heights, NJ: Prentice Hall, 1979.
Opie, J.Ogallala: Water for a Dry Land. Lincoln, NB: University of Nebraska Press, 2000.
Robins, N. (Ed.). Groundwater Pollution, Aquifer Recharge and Vulnerability. Special Publication Number 130, London, UK: Geological Society Publishing House, 1998.