Iris Zimmermann

Longtime effects of deep groundwater extraction management on water table levels in surface aquifers

PurposeA longtime monitoring (2003–2013) of groundwater levels and soil moisture was done in a plain tract surrounded by deposits from the Saale glacial stage in northern Germany. The purpose was to document the changes in the soil water regime over time in relation to changes in management of groundwater extraction and to evaluate if the hitherto management has been suitable for plant water supply for the local grassland production.Materials and methodsGroundwater wells in the surface aquifer were monitored at 11 survey sites, and soil matric potentials were measured with tensiometers at five depths per site. Soil analyses also were done. This report contains the results from three of the 11 survey sites, which best represent the variability of the soils in the area.Results and discussionThe monitoring showed that groundwater extraction from deep aquifers via individual wells altered the groundwater levels in the surface aquifer, even though there was a distance of several meters depth and a geological parting between the two aquifers. The impact of the groundwater extraction was shown by significant correlations between groundwater levels in the surveyed soils and groundwater extraction rates of individual wells. Climatic factors only affected groundwater levels in individual years. The management of the groundwater extraction from 1977 to 2006 severely lowered the groundwater level in the surface aquifer. Due to a limitation of the groundwater extraction rates and a shift in the degree of capacity utilization of the individual wells from 2006 onward, groundwater levels in the area are recovering. Correspondingly, the contribution of capillary rise to plant water supply has increased within the monitoring period.ConclusionsThe monitoring proves that the present management of groundwater extraction is more suitable for the groundwater situation than past management. However, groundwater levels have not yet obtained a new equilibrium, so continual monitoring is needed.

Organische Kohlenstoffvorräte von Bodentypen in den Hauptnaturräumen Schleswig-Holsteins (Norddeutschland)

Zusammenfassung Die Verbesserung der Humusspeicherung in Böden im Hinblick auf eine nachhaltige Landbewirtschaftung erfordert genaue Kenntnisse über den organischen Kohlenstoff(Corg)-Vorrat in Böden, wobei auch die Wechselwirkungen zwischen Bodentyp, geologischem Ausgangsgestein sowie Landnutzung berücksichtigt werden müssen. Auf der Grundlage von insgesamt 925 Bodenprofilen in den vier Hauptnaturräumen (Östliches Hügelland, Vorgeest, Hohe Geest und Marsch) Schleswig-Holsteins (Norddeutschland) wurde der Corg-Vorrat bis in eine Tiefe von 90 cm quantifiziert. Die horizontspezifischen Parameter (u. a. auch Trockenrohdichte und Korngrößenverteilung) wurden im Rahmen der seit ca. 1970 durchgeführten bodenkundlichen Leitprofilaufnahmen vom Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume Schleswig-Holstein (LLUR) und deren Vorgängerbehörden erhoben. Die vier Hauptnaturräume enthalten unterschiedliche Corg-Vorräte in den Bodentiefen 0–30, 30–60 und 60–90 cm. Insgesamt werden in Schleswig-Holstein mindestens 244 Mt Corg (0–90 cm Tiefe) gespeichert, wobei je nach Landnutzung, Bodentyp und geologischem Ausgangsgestein deutliche Unterschiede auftreten. Im Oberboden variieren die Corg-Vorräte von ca. 60 t/ha (Ackerböden der Marsch/des Östlichen Hügellands) bis ca. 130 t/ha (Grünlandböden der Geest). Im Unterboden verfügen neben den Mooren die humusreichen Marschböden, die Kolluvisole (Alt- und Jungmoränengebiet) und Gley-Podsole (Hohe Geest und Vorgeest) über die höchsten Corg-Vorräte bis 90 cm Tiefe. Das Speicher- und Verlustpotenzial von Humusmengen durch einen Landnutzungswechsel ist daher auch bodentypspezifisch zu bewerten.