Region Mittlerer Oberrhein
1 Allgemeines zur Region
2 Geologie und Hydrogeologie
3 Wasserversorgung in der Region Mittlerer Oberrhein
4 Wasserschutzgebiete
5 Wasserbeschaffenheit
6 Zusammenfassung

1 Allgemeines zur Region

Die Region Mittlerer Oberrhein setzt sich aus folgenden Kreisen zusammen:

• Stadtkreis Baden-Baden
• Stadtkreis Karlsruhe
• Landkreis Karlsruhe
• Landkreis Rastatt

Abb. 46: Region Mittlerer Oberrhein

Abb. 46 (vergrößert): Region Mittlerer Oberrhein

Tabelle 8: Daten der Region Mittlerer Oberrhein

Innerhalb des Landes Baden-Württemberg mit einer Gesamtfläche von 35.751 km², 10.475.932 Einwohnern und 1.111 Gemeinden besitzt die Region Mittlerer Oberrhein 6,0 % der Fläche, 9,3 % der Einwohner und 5,1 % der Gemeinden. Die Bevölkerungsdichte ist in allen Teilen der Region deutlich höher als der Landesmittelwert von 293 Einwohnern pro km².

Oberzentrum der Region ist nach den Vorgaben des Regionalverbandes die Stadt Karlsruhe, Mittelzentren stellen die Städte Baden-Baden, Bretten, Bruchsal, Bühl, Ettlingen, Gaggenau/Gernsbach und Rastatt dar. Darüber hinaus ist die Region in drei Unterzentren und 20 Kleinzentren unterteilt. Der überwiegende Anteil der Fläche der Region Mittlerer Oberrhein wird forst- bzw. landwirtschaftlich genutzt. So bestehen 40,7 % der Region aus Waldflächen, 38,9 % aus Landwirtschaftsflächen und 17 % der Fläche sind für die Siedlungsentwicklung vorgesehen.

Abb. 47: Flächennutzung in der Region Mittlerer Oberrhein

In diesem hoch verdichteten Siedlungsbereich hat sich der Wohnungsbestand vom Jahr 1950 mit 144.601 Wohnungen auf 432.513 Wohnungen im Jahr 1997 entwickelt. Dies entspricht einer Anzahl von 2,22 Einwohner pro Wohnung während dies vor rund 50 Jahren noch 4,38 Einwohner pro Wohnung waren. Die Bevölkerung im Alter zwischen 15 und 65 Jahren stellt mit 68,4 % den überwiegenden Anteil der Erwerbstätigen. Im Durchschnitt ist die Region mittlerer Oberrhein mit 449 Einwohner pro km² als hoch verdichtet zu betrachten.

Abb. 48: Entwicklung des Wohnungsbestandes in der Region Mittlerer Oberrhein

16 % der Einwohner sind über 65 Jahre alt und 15,6 % weisen ein Alter unter 15 Jahren auf. Den Hauptanteil der Arbeitnehmer stellen mit 146.105 Arbeitnehmern der Stadtkreis Karlsruhe und mit 120.321 der Landkreis Karlsruhe. Auf den Landkreis Rastatt entfallen 72.431 Arbeitnehmer und auf den Stadtkreis Baden-Baden 26.039 Erwerbstätige. Die Bruttowertschöpfung zu Marktpreisen in der Region Mittlerer Oberrhein wird vom produzierenden Gewerbe mit 47,9 % und von den Dienstleistern mit 41 % erbracht. Handel und Verkehr tragen mit 10,8 % und die Land- und Forstwirtschaft mit 0,4 % zur Bruttowertschöpfung bei.

Abb. 49: Bruttowertschöpfung zu Marktpreisen in der Region Mittlerer Oberrhein

Wichtige Entwicklungsimpulse für die Landesentwicklung wurden mit der Einrichtung des Baden-Airport hinsichtlich der Einbindung in das internationale Luftverkehrsnetz erreicht. Darüber hinaus kann auch die internationale Trägerschaft der Neuen Messe Karlsruhe genannt werden, die unter der Beteiligung südpfälzischer und elsässischer Nachbarn einen wichtiger Schritt darstellt, den Herausforderungen des verstreckten Wettbewerbs im künftigen Europa der Regionen zu begegnen.

2 Geologie und Hydrogeologie

Das Gebiet Mittlerer Oberrhein ist geologisch eingebettet in den Oberrheingraben der im Westen und Osten durch die Randgebirge, Vogesen, den Pfälzer Wald, den Kraichgau sowie dem nördlichen Schwarzwald begrenzt wird. Das Gebiet von den Terrassenbreichen zu dem vor allem im Westen steil aufsteigenden Randgebirge stellt die hügelige mehr oder weniger breite Vorbergzone dar. Auf dem rechtsrheinischen Teilgebiet ist der Vorbergzone die Kinzig-Murg-Niederung vorgelagert. In südost-nordwestlicher Richtung kann das Gebiet deshalb in die Landschaftseinheiten Rheinniederung - Niederterrasse - Kinzig-Murg-Niederung - Vorbergzone aufgeteilt werden.

Abb. 50: Geologische Karte von Baden-Württemberg mit der Region Mittlerer Oberrhein

Abb. 50 (vergrößert): Geologische Karte von Baden-Württemberg mit der Region Mittlerer Oberrhein

Durch den Rhein wurden im Quartär in der Rheinebene bis zu 250 m mächtige Abfolgen von Schottern, Kiesen und Sanden abgelagert. Diese stellen im gesamten Oberrheingraben bedeutende Grundwasserspeicher dar. Dieses Grundwasser wird sowohl für die öffentliche Trinkwasserversorgung als auch zu Industriezwecken genutzt. Berücksichtigt man auch die Entnahmen in Rheinnähe, so ist insbesondere eine industrielle Nutzung wie in den Ballungszentren des Grundwasserleiters erkennbar.

Abb. 51: Schematischer Schnitt durch den Grundwasserleiter

Regional unterscheidet man die Grundwasserleiter im wesentlichen in die Aquiferbereiche

• Grundwasserleiter oberes Kieslager (OKL)
• Grundwasserleiter mittleres Kieslager (MKL)
• Altquartärer Grundwasserleiter (AQ)
• Oberer pliozäner Grundwasserleiter (Pliozän III und II)
• Unterer pliozäner Grundwasserleiter (Pliozän I).

Als Porengrundwasserleiter zählen das obere und mittlere Kieslager des Oberrheingrabens zu den ergiebigsten Grundwasserlandschaften von Baden-Württemberg. Die Rheinniederterrasse ist im wesentlichen von weitgehenden bis vollständig entkalkten Dünensanden bedeckt. Im Bereich der Kinzig-Murg-Niederung wechseln sich Ton-, Schluff-, Torf- und Sandlagen ab. Das obere Kieslager ist der wasserwirtschaftlich am meisten genutzte, der weitaus ergiebigste und damit der besterschlossenste Grundwasserleiter im Bearbeitungsgebiet.

Das mittlere Kieslager ist entsprechend der geologischen Gliederung nur dort definiert, wo es durch den oberen Zwischenhorizont (OZH) vom oberen Kieslager eindeutig getrennt ist. In den Bereichen ohne OZH wird das gesamte Jungquartär nach der hydrogeologischen Kartierung dem Grundwasserleiter "Oberes Kieslager" (OKL) zugeordnet. Eine vollständige hydraulische Trennung von "Mittlerem Kieslager (MKL) und OKL durch den im wesentlichen durch Fein- und Grobsande gebildeten OZH ist auch bei durchgehender Ausbildung aufgrund der sandigen Struktur (Kf bis zu 10 -4 m/s) nicht gegeben. Der altquartäre Grundwasserleiter hat aufgrund seiner sandig-schluffigen Ausbildung und der geringen Mächtigkeit im Stadtgebiet Karlsruhe nur eine untergeordnete Bedeutung. Zur hydraulischen Trennung zum jungquartären Grundwasserleiter durch die tonige Trennschicht, die nicht durchgehend ausgebildet ist, liegen bislang nur wenige Erkenntnisse vor. Die beiden pliozänen Grundwasserleiter werden weitgehend gemeinsam erschlossen, so dass eine Differenzierung der hydraulischen Kenngrößen dort nicht möglich ist.

Die Grundwassermächtigkeiten im oberen Kieslager liegen zwischen 10 und 30 m. Die Auswertung von rechtsrheinischen Pumpversuchen ergab für den Kiesanteil des oberen Kieslagers im Bereich der Niederterrasse eine mittlere Durchlässigkeit von 2,7 x 10 -3 m/s. Im Westteil der Niederterrasse sind die Durchlässigkeiten mit 1,9 x 10 -3 m/s niedriger.

Abschätzungen zur Anisotropie durch Durchlässigkeit liegen nur aus einem Pumpversuch im Stadtgebiet Karlsruhe vor. Dabei ergab sich ein Anisotropieverhältnis von KfH zu KfV = 4 : 1. Entsprechende Größenordnungen der Anisotropie sind durch Untersuchungen im Raum Rastatt ebenfalls belegt.

Die im Rahmen von Pumpversuchen ermittelten Speicherkoeffizienten schwanken von 0,01 - 0,3. Im Bereich der Niederterrasse, in dem ausschließlich ungespannte Verhältnisse im oberer Kieslager vorliegen, liegen die meisten Werte zwischen 0,1 und 0,16 (Bereich Karlsruhe). Aus dem Bereich der Kinzig-Murg-Rinne, die auch durch gespannte Verhältnisse gekennzeichnet ist, liegen keine Speicherkoeffizienten vor.

Die Grundwasserströmungen und Fließrichtung folgt in abgeschwächter Form der Geländemorphologie. Die für die Grundwasserfließrichtung maßgebliche hydrologische Reaktion wird aus dem Gewässernetz mit vorherrschender nordwestlicher Entwässerungsrichtung induziert. Das Grundwasser strömt vom Gebirgsrand in der Regel in nordwestlicher Richtung mit einem Gefälle zwischen 0,5 und 2 ‰ der Rheinniederung zu. Im steilen Grundwassergefälle am Übergang von der Niederterrasse zur Rheinniederung von bis zu 4 ‰ zeigt sich eine starke Exfiltration von Grundwasser in die Gewässer längs des Hochgestades. Die Höhenlage der Grundwasseroberfläche im anschließenden Niederterrassenbereich wird maßgeblich durch die Vorflutwirkung dieser Gewässer bestimmt. In der Rheinniederung ist die Grundwasserströmungsrichtung im wesentlichen rheinparallel. Die Grundwasserfließgeschwindigkeiten betragen zwischen 0,5 und 1,5 m/d, wobei sich in der Nähe von Fassungsanlagen erhebliche Abweichungen ergeben können.

Das Mittlere Oberrheingebiet hat die bedeutensten europäischen Kiesvorkommen. Sie sind mit einer gesamten Mächtigkeit bis zu 300 m von größter Ergiebigkeit und werden zur Zeit flach ausgebeutet. Als Resultat der Kiesausbeutung sind in der Vergangenheit in der Region einige Baggerseen entstanden, in die in der Regel das Grundwasser ausgespeist wird. Diese sind insbesondere im Hinblick auf den Grundwasserschutz von Bedeutung, da auch weiterhin die Kiesvorkommen aufgrund ihrer großen wirtschaftlichen Bedeutung genutzt werden sollen und die natürliche Kiesausbeutung aufgrund des Eingriffes in die Grundwasserlandschaft in einem Zielkonflikt zum flächendeckenden Grundwasserschutz steht.

3 Wasserversorgung in der Region Mittlerer Oberrhein

Die Wasserversorgung in der Region wird in der Regel durch die Nutzung der ortsnahen Vorkommen gedeckt. Während im Landkreis Karlsruhe die Nutzung von Quellwasser in verschiedenen Gebieten hohe Priorität genießt, wird der Stadtkreis Karlsruhe und dessen Umgebung sowie der Stadtkreis Rastatt mit Grundwasser aus der Rheinebene versorgt. Im Stadtkreis Baden-Baden wird sowohl Quellwasser als auch Grundwasser zur Wasserversorgung herangezogen.

Die Wasserversorgung im Stadtkreis Karlsruhe wird durch vier Wasserwerke mit einer maximalen möglichen Entnahmemenge von 47,1 Mio. m³/pro Jahr sichergestellt. Außerhalb des Stadtgebietes werden sechs weitere Umlandgemeinden voll- oder teilversorgt. Verschiedene Gemeinden am Gebirgsrand des Schwarzwaldes nutzen das Grundwasservorkommen der Rheinebene um durch die Mischung von Quellwasser und Rheintalwasser ein mittelhartes Wasser herzustellen. Diese Gemeinden nutzen die Wasserversorgung des Stadtkreises Karlsruhe als Notversorgung. Die Grundwasserentnahme für diesen Versorgungsbereich wird durch insgesamt 64 Vertikalbrunnen vorgenommen.

Die Wasserversorgung im Stadtgebiet Baden-Baden wird durch 22 Vertikalbrunnen und einem Horizontalfilterbrunnen mit einer Gesamtförderleistung von 2.684 m³/h vorgenommen. Daneben steht eine Stollengalerie zur Fassung von Quellwasser mit insgesamt 48 Quellen und einer Leistung von 430 m³/h sowie weitere acht Quellen mit 50 m³/h zur Verfügung. Die verfügbare Leistung der Wasserversorgung beträgt somit 3.964 m³/h.

Die Wasserversorgung in den Landkreisen Karlsruhe und Rastatt wird sowohl durch die Nutzung von regionalem Grundwasser als auch durch die Inanspruchnahme lokaler Quellen sichergestellt. Insgesamt verfügt der Landkreis Karlsruhe über 52 Anlagen der öffentlichen Wasserversorgung mit einzelnen Wasserbezugsrechten von bis zu 3,65 Mio. m³ pro Jahr. Der überwiegende Teil der Wasserrechte wurde zwischen 1890 und 1970 ohne detaillierte Festlegung der Wasserbezugsmenge erteilt.

Der Landkreis Rastatt verfügt ebenfalls über eine heterogene gewachsene Struktur der öffentlichen Wasserversorgung mit insgesamt 17 Nutzungsrechten für Quell- und Grundwasser. Die größten Wasserbezugsrechte für die öffentliche Trinkwasserversorgung sind an die Stadt Rastatt vergeben.

4 Wasserschutzgebiete

Die Fassungsanlagen der größten Grundwassergewinnungsanlagen im Oberrheingebiet sind in der Regel durch Wasserschutzgebiete geschützt, die hinsichtlich ihrer Ausdehnung den neuesten geowissenschaftlichen Anforderungen entsprechen. So sind beispielsweise im Interesse der öffentlichen Wasserversorgung im Stadtkreis Karlsruhe Flächen mit einer gesamten Ausdehnung von 143 km³ unter Schutz gestellt. Im Stadtkreis Baden-Baden beläuft sich die unter Schutz gestellte Fläche auf ca. 10 km³. Für insgesamt zwei Vertikalbrunnen mit einer Leistungsfähigkeit von 284 m³ pro Stunde ist derzeit kein Wasserschutzgebiet ausgewiesen.

5 Wasserbeschaffenheit

Der Einfluss des geologischen Aufbaus des Oberrheingebietes ist auch in den Daten der Wasserbeschaffenheit erkennbar. Rechtsrheinisch werden Härtegrade über 10 °C deutsche Härte bedingt durch das hier überwiegend vorkommende kalkhaltige Sediment aus den Alpen angetroffen. Die niedrigsten Härtewerte zwischen 12 und 16 °C deutsche Härte treten noch in Teilen der Waldgebiete auf der Niederterrasse auf. Höhere Härtegrade zwischen 16 und 28 °C werden in der Rheinniederung angetroffen, wo sie durch die Zersetzung organischer Ablagerungen bedingt sind. Aus dem gleichen Grund treten entlang der Kinzig-Murg-Niederung mit ihren torfigen Ablagerung höhere Härtegrade auf. In diesem Bereich gibt es jedoch anthropogene Einflüsse, wie z. B durch Bauschuttablagerungen. Die Erhebungen im Rahmen der Grundwasserdatenbank Wasserversorgung zeigen, dass in der Region Mittlerer Oberrhein die Mehrzahl der Wässer im Härtebereich 3 und 4 liegen. Darüber hinaus ist auch der Einfluss der Quellwasservorkommen erkennbar, da knapp 20 % der Werte im Härtebereich 1 zuzuordnen ist. Nachdem im Vergleich zu den Vorjahren bei den Härtebereichen 1 und 4 ein leichter Rückgang zu verzeichnen ist, ist die Anzahl der Messstellen, die dem Härtebereich 3 zuzuordnen sind, angestiegen.

Abb. 52: Entwicklung der Gesamthärte im Untersuchungszeitraum

Grundsätzlich lässt sich im Untersuchungszeitraum 2000 gegenüber den vergangenen zehn Jahren ein geringer Rückgang der Gesamthärte im Härtebereich 4 verzeichnen. Dies wird auch aus Untersuchungen im Stadtgebiet Karlsruhe untermauert, bei dem gezeigt werden konnte, dass nach der Umsetzung der Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität dies auch sich zeitverzögert in der Entwicklung der Härte niederschlägt. So konnte deutlich gezeigt werden, dass die im Stadtgebiet Karlsruhe versorgenden Brunnen seit Mitte der 90er Jahre einen Rückgang der Gesamthärtewerte aufweisen.

Dieser Sachverhalt wirkt sich auch in der Entwicklung des pH-Wertes aus. Somit ist eine leichte Zunahme der Anzahl der Messwerte im Bereich zwischen 7,1 und 7,3 pH-Einheiten erkennbar. Entsprechend dem geologischen Aufbau und der Zusammensetzung der jungquartären Sedimente ist das Wasser im Quartär des Oberrheingrabens gut gepuffert und weist ein pH-Wert im neutralen Bereich auf. Dies zeigen auch die Messungen im Bereich Mittlerer Oberrhein. Die vorliegenden Werte im niedrigen pH-Bereich sind auf Quellwassereinflüsse zurückzuführen, die durch entsprechende Aufbereitungsmaßnahmen angepasst werden müssen, um bei der Verwendung zu Trinkwasser-Zwecken die Anforderungen nach der Trinkwasserverordnung zu erfüllen.

Abb. 53: Entwicklung des pH-Wertes im Untersuchungszeitraum

Die Nitratkonzentration hängt in erster Linie von den biogenen Umsetzungsvorgängen in der Bodenzone und im Grundwasserleiter und von den Einträgen an N-Stickstoff über die Landschaft ab. Dabei muss insbesondere die regionale Bewirtschaftungssituation berücksichtigt werden. Die Mehrzahl der beprobten Grundwassermessstellen in der Region Mittlerer Oberrhein weist ein Nitratgehalt zwischen 0 und 20 mg/L auf. Überschreitungen des Grenzwertes von 50 mg/L an Nitrat treten nur in seltenen Fällen auf. Allerdings liegen etwa 30 % der Nitratkonzentrationen zwischen 20 und 35 mg/L, was im Hinblick auf die neuen Regelungen der SchALVO als kritisch zu werten ist. Dies wird auch durch den Anstieg der Messwerte zwischen 20 und 35 mg/L um ca. 8 % verdeutlicht. Als kritisch muss hier nach angemerkt werden, das immer noch knapp 10 % der Messwerte den Warnwert von 40 mg/L überschreitet.

Abb. 54: Entwicklung des Nitratgehaltes im Untersuchungszeitraum

Im Rahmen der Einstufung der Wasserschutzgebiete des Landes Baden-Württemberg nach der Nitrat-Rohwasserbelastung durch das Ministerium für Umwelt und Verkehr Baden-Württemberg wurden im Landkreis Karlsruhe drei und im Landkreis Rastatt ein Nitratproblemgebiet festgelegt. Darüber hinaus befinden sich im Landkreis Karlsruhe acht und im Landkreis Rastatt ein Nitratsanierungsgebiet. Darüber hinaus wurde ein Pflanzenschutzmittel-Sanierungsgebiet im Landkreis Karlsruhe festgestellt. Die Stadtkreise Karlsruhe und Baden-Baden liegen mit ihren Nitratkonzentrationen zum Großteil weit unterhalb der SchALVO-relevanten Marken von 25 bzw. 35 mg/L. Grundsätzlich muss Nitratwerten oberhalb von 20 mg/L erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt werden um langfristig die Wasservorkommen für die Trinkwasserversorgung zu sichern.

Naturgemäß ist das Grund- und Trinkwasser in der Region Mittlerer Oberrhein frei von Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmitteln. Dies zeigen auch die durchgeführten Beprobungen im Rahmen der Grundwasserdatenbank Wasserversorgung. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass in 70 % oder mehr der Proben keine PBSM nachweisbar sind. Konzentrationen an Pflanzenbehandlungsmitteln oberhalb des Warnwertes von 0,08 mg/L oder gar oberhalb des Grenzwertes von 0,1 mg/L treten in der Regel nur an Stellen auf, die auf eindeutige Kontaminationsquellen hinweisen.

Abb. 55: Entwicklung der Atrazinkonzentrationen im Untersuchungszeitraum

Die geogene Hintergrundkonzentration von Arsen ist im Land Baden-Württemberg durch umfangreiche Untersuchungen belegt. Arsen ist nach Untersuchungen der Landesanstalt für Umweltschutz aus dem Jahre 1998 an 90,3 % von 2.329 Messstellen sowohl in sauerstoffhaltigen wie auch in sauerstoffarmen Gewässern nachweisbar, da es einerseits ein natürlicher Bestandteil der Gesteine und Böden ist, und andererseits durch anthropogene Tätigkeiten diffus verteilt worden ist. Aufgrund der erhöhten Löslichkeit von Arsen bei niedrigem Sauerstoffgehalt treten insbesondere in sauerstoffarmen Grundwässern höhere, natürliche Gehalte auf. Allerdings liegen die Konzentrationen in der Regel unterhalb der Bestimmungsgrenze. Im Rahmen der Beprobungskampagne 2000 wurden nur in drei Fällen messbare Konzentrationen von Arsen festgestellt. Die dabei festgestellten Konzentrationsbereiche lagen zwischen Größen 0,01 bis 0,05 mg/L bzw. Größen 0,05 bis 0,08 mg/L. Gegenüber den vergangenen Beprobungskampagnen ist eher ein Trend zu geringeren Arsenkonzentrationen ableitbar.

Abb. 56: Entwicklung der Arsenkonzentrationen im Untersuchungszeitraum

Es muss an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass die verteilten Trinkwässer im Oberrheingebiet aufgrund der natürlichen Wasseraufbereitung durch oxidative Eisenausfällung in der Regel frei von Arsen sind.

6 Zusammenfassung

Abschließend kann festgehalten werden, dass das Wasser im der Region Mittlerer Oberrhein hinsichtlich seiner Qualität als hervorragend eingestuft werden kann. Überschreitungen von Warnwerten für wasserchemische Parameter oder von Grenzwerten treten nur vereinzelt auf. In der Regel sind dies lokale Einflüsse die identifiziert werden können und zukünftig beseitigt werden müssen.