INSIDE GeoLaB - Alles fließt!

Christoph Schüth ist Professor für Hydrogeologie am Institut für Angewandte Geowissenschaften an der TU Darmstadt. Eines seiner Spezialgebiete: Grundwasserschutz. Für GeoLaB untersucht er seit November 2025 in einem groß angelegten hydrogeologischen Monitoring die Wasservorkommen der Tromm.

Wie muss man sich die Untersuchung der Gewässer rund um die Tromm vorstellen?

Der Schutz des Grundwassers ist für mich als Hydrogeologe und auch für GeoLaB zentral. Zudem haben die Wasserbehörden strenge Auflagen, die wir natürlich konsequent einhalten werden. Dafür dokumentieren wir im Tromm-Gebiet den aktuellen Stand von Menge und Qualität der Gewässer. Das nennen wir hydrogeologisches Monitoring und dazu zählen unter anderem die Wasserbilanzen in den wichtigsten Einzugsgebieten. Aktuell haben wir eine Wetterstation, vier Niederschlagssammler, sechs Bodenfeuchtemessstationen und vier Abflussmessstationen aufgebaut. Darüber hinaus werden an insgesamt 35 Punkten monatlich Wasserproben aus Brunnen, Quellen und Oberflächengewässern entnommen und umfassend analysiert. Diese Fülle an Daten braucht man, um den Stand der Dinge möglichst genau zu dokumentieren. So können eventuelle Veränderungen während der GeoLaB-Bau- und Betriebsphase erkannt und Maßnahmen eingeleitet werden. Das ist ein ganz entscheidender Aspekt des Risikomanagements. 

Was passiert mit den Daten?

Daten werden automatisch aus den unterschiedlichen Messeinrichtungen im Gelände gewonnen, also etwa Wasserstände und elektrische Leitfähigkeiten des Wassers. Dazu zählen auch Bodenfeuchte sowie Wetterdaten wie Lufttemperaturen und Niederschlagsmengen. Diese Daten werden von den Sonden und Sensoren gespeichert - das kann je nach Programmierung im Sekunden-, Minuten- oder Stundentakt sein. Wir lesen sie dann regelmäßig vor Ort aus. Es gibt noch eine zweite Variante, in der die Daten über das Handynetz direkt auf unsere Computer übertragen werden. Dazu kommen die Ergebnisse der Untersuchungen der Wasserproben, die in der TU Darmstadt und in externen Analyselaboren stattfinden. Alle diese Daten dienen dazu, ein möglichst genaues Bild der Wasserressourcen auf der Tromm zu erhalten. 

Wie sieht es auf der Tromm aus – alles fließt?

Die für die Wasserversorgung entscheidende Wassermenge fließt im oberflächennahen Bereich von den Hanglagen in die Täler ab. Das passiert vorwiegend in den oberen, vergrusten Bereichen des Granits. Vergrust bedeutet: Der Granit verwittert wollsackartig, das heißt, in unregelmäßig geformte Teile. Wie das aussieht, kann man zum Beispiel im nahe gelegenen Felsenmeer Lautertal sehen. Auf der Tromm beobachten wir, wie dieser oberflächennahe Bereich nach Niederschlagsereignissen reagiert. Dort sind viele Quellen an den Hängen, die sich sehr schnell füllen, wenn es geregnet hat. Die meisten davon werden aber zügig wieder trocken, weil das Wasser im Bereich der Oberfläche wieder abfließt. Das bedeutet, dass wir dort wohl keine tiefgreifende Zirkulation des Niederschlagswassers vorfinden. Daraus schließen wir, dass das Wasser nicht oder nur minimal in die unverwitterten, tieferen Bereiche des Granits nach unten fließt.

Welche Stoffe im Wasser untersucht ihr? 

Im Rahmen des Monitorings untersuchen wir die chemische Zusammensetzung des Grundwassers. Wir messen pH-Wert, gelöste Salze und Mineralstoffe, die Auskunft über die Wasserqualität und natürliche Prozesse im Untergrund geben. Organische Spurenstoffe wie Pestizide, Pharmazeutika oder Bestandteile von Kraftstoffen geben Auskunft über die vorhandene menschliche Beeinflussung. Außerdem werden Spurenelemente, der Gehalt an organischem Kohlenstoff sowie stabile Wasserisotope (natürliche Varianten von Wassermolekülen mit leicht unterschiedlichem Gewicht) analysiert. Sie geben Hinweise auf Herkunft und Fließwege des Wassers. All diese Messungen helfen uns, Veränderungen des Grundwassers frühzeitig zu erkennen und seine Entwicklung zu beobachten. 

Wie lange läuft das Monitoring insgesamt?

Wir haben im Herbst 2024 mit Analysen bestehender Daten begonnen und letztes Jahr im November 2025 mit dem Messnetzaufbau und dem Monitoring. Das werden wir mindestens bis zum Oktober 2027 weiterführen. Sobald der Standort für den GeoLaB-Stollenzugang feststeht, wird das Monitoring in diesem Bereich deutlich ausgeweitet, um die bestmögliche Überwachung zu gewährleisten. Diese wird natürlich auch während der Bauphase und während des Betriebs des Untergrundlabors weiterlaufen. Das ist ganz entscheidend, denn die gewonnenen Daten vergleichen wir denen, die wir vor dem Baubeginn gemessen haben. So erkennen wir, ob es Änderungen gibt oder alles so bleibt wie zu Beginn des Monitorings. 

Wie profitiert die Tromm-Region vom Monitoring?

Wir arbeiten eng mit den Wasserversorgern vor Ort zusammen und haben vorab schriftlich vereinbart, dass wir die Daten untereinander austauschen. Die Daten, die wir erheben, stehen den Wasserversorgern zur Verfügung. Die Daten der Wasserversorger nutzen wir, um ein besseres Gesamtbild zu bekommen. Also profitieren beide Seiten davon. Auch wenn im Zuge der Baustelle neue Grundwasser-Messstellen gebaut werden, läuft das natürlich immer in Zusammenarbeit mit den Wasserversorgern vor Ort. Sie erhalten durch unsere Untersuchungen einen Überblick über die Wasserbilanzen der einzelnen Einzugsgebiete. Welche Menge an Wasser steht überhaupt zur Verfügung – und wie ist die Qualität? Das sind entscheidende Faktoren für die künftige Planung des Wassermanagements in der Region. 

Welche Rolle spielt der „Digitale Zwilling“? 

Systemverständnis und Zukunftsszenarien sind wichtig – sowohl im GeoLaB-Projekt als auch für die Planung der Wasserversorger. Man muss abschätzen können, wieviel Wasser künftig zur Verfügung steht. Das ist einer der wichtigsten Aspekte für die Wasserversorger vor Ort. Dafür braucht man einen möglichst genauen Überblick über die jetzigen Verhältnisse. Dabei kann der sogenannte Digitale Zwilling, also ein virtuelles Abbild der Tromm-Region, helfen.  Und daran arbeiten wir im GeoDT-Projekt: Der Digitale Zwilling veranschaulicht die Forschungsergebnisse in digitaler Form und im virtuellen Raum. Hier fließen auch die Daten aus unserem hydrogeologischen Monitoring ein. Damit können Computersimulationen erstellt werden, um Prognosen für die Auswirkungen von Baumaßnahmen des GeoLaB-Projekts zu machen. Und die Modelle könnten auch als Basis für andere Berechnungen dienen, z.B. für Vorhersagen zur Wasserverfügbarkeit bei sich ändernden Klimabedingungen - ein virtueller Blick in die Zukunft.