The geothermal reservoir in Waiwera was not sustainably managed for many decades. Hence, the responsible authority introduced a water management concept, whereby various independent models were developed and calibrated using observations. As these models were not yet able to reproduce all observations, constant model revisions are critical for efficient reservoir management. Results of a recent field campaign were used for the current model revision, considering two new main structural geological findings to reconstruct the natural reservoir state. Our simulation results demonstrate that a recently proven north-south trending fault in the study area plays a key role in improving the model. Further analysis suggests the presence of a not yet confirmed additional west-east aligned geologic fault in the north, since thermal convection is observed inland. Additional field campaigns are needed to acquire more information on the main geological fault zones as well as additional data on temperature and salinity distributions.

Deep groundwater monitoring in tight bedrock is not commonly performed and rarely documented. For a case study in Bochum, NRW, deep monitoring wells allow groundwater investigation in the outcropping Carboniferous down to a depth of 186 m. Groundwater monitoring was carried out by combining sampling of the monitoring wells and local springs at the site. Inverse models were developed using the hydrogeochemical code PHREEQC to understand the natural geochemical processes of deep groundwater in the coal-bearing sandstone. The identified hydrogeochemical processes are pyrite oxidation in shallow fracture systems and Na-Ca/Mg cation exchange in deep fracture systems. Core samples reveal fractures containing Fe-dolomite and calcite cements. A freshening process dominates the deep fractured rocks, where fresh water is flushing a saline aquifer. The data presented here support the planning of further monitoring wells and help to improve future modelling approaches.

ZusammenfassungWachsende Herausforderungen im Wasserversorgungsmanagement unter Einflüssen des globalen Wandels erfordern institutionsübergreifende, regionale und dauerhaft etablierte Grundwassermodelle, um unterschiedliche wasserwirtschaftliche Akteure und Vorhaben kontinuierlich aufeinander abzustimmen. Das vorgestellte stationäre Strömungsmodell für Ostfriesland ist ein erster Schritt hin zu einem solchen regional integrierten Grundwassermanagement. Das Strömungsmodell fußt auf einem geologischen Modell, erstellt aus über 28.000 Bohrprofilen, und wurde kalibriert an über 800 Grundwasserstandszeitreihen. Die Kalibrierung ist gut gelungen. Ein Modelltest plausibilisiert die Eignung des Modells als Planungs- und Prognosewerkzeug. Anwendungsfelder des Models gliedern sich in die Analyse einer möglichen Überlagerung von Grundwasserabsenkungen verschiedener Nutzer, die Abschätzung der Betroffenheit ökologischer Schutzgüter, die Prüfung des mengenmäßigen Zustandes verschiedener Grundwasserkörper, die Auswirkung veränderter Grundwasserneubilungsszenarien unter Einflüssen des Klimawandels oder die planerische Erkundung und Entwicklung neuer Grundwassergewinnungsgebiete. Aufgrund der detaillierten Modellbeschreibung kann der vorliegende Fall als orientierendes Beispiel für die Ansätze, Chancen und Herausforderungen regionaler Grundwasserströmungsmodelle dienen.

ZusammenfassungZunehmende Trockenheit erhöht landwirtschaftliche Bewässerungsbedarfe. Erstmalige Grundwasserentnahmeanträge sowie Erweiterungsanträge nehmen zu. Damit verändern sich langjährige Gleichgewichte unter den Grundwassernutzern (Trinkwassergewinnung, Ökosystemschutz, Gewässerunterhaltung, Forstwirtschaft, Landwirtschaft, Verwaltung, Öffentlichkeit). Widerstände gegen Behördenentscheidungen könnten anwachsen. Um diesbezüglich potenzielle ressourcenzehrende Reibungsverluste zu verringern und stattdessen kooperatives Handeln anzustoßen, erprobten Landwirtschaftskammer Niedersachen und Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie mit ausgewählten Landkreisen in zwei Projekten (Netzwerke Wasser) neuartige governance-basierte Handlungsansätze. Runde Tische mit Stakeholdervertretern wurden eingerichtet zwecks Kennenlernens, Kompetenzerweiterung und Vertrauensbildung. Während ganztägiger „Netzwerktreffen“ wurden regionalspezifische Fachinformationen einschließlich der Bestimmungsfaktoren für landwirtschaftliche Wassernachfrage vermittelt. Insbesondere fehlten objektive Informationen über aktuelle sowie zukünftige landwirtschaftliche Bewässerungsbedarfe. Deshalb wurden die örtlichen potenziellen Beregnungsbedürftigkeiten auf Basis hochaufgelöster Bodendaten, Ackerkulturartenanteilen und Klima(projektions)daten ermittelt. Eindeutige Trends zu steigenden potenziellen Beregnungsbedarfen von bis zu 31 % im Gebietsmittel bis Jahrhundertende wurden festgestellt. Besonders wichtig waren die Möglichkeiten für informellen Austausch der Handelnden. Abschließend überwog deutlich der Wunsch nach Verstetigung der Stakeholder-Plattformen.

In many countries, groundwater quality is routinely monitored in yearly or quarterly intervals. Such frequencies, however, may not be sufficient for investigations into the temporal dynamics of water quality, due to seasonal variability or responses to extreme events. One approach to overcome this limitation is the use of in-situ sensors, such as UV-Vis spectrometers. With a focus on nitrate as an abundant groundwater contaminant, we explored the suitability of these sensors for high-resolution groundwater monitoring in shallow unconsolidated oxic aquifers. In-situ nitrate measurements in four selected wells compared well with values from lab analyses determined in pumped groundwater samples. Most importantly, our results revealed distinct seasonal patterns and, at two sites, pronounced short-term fluctuations in nitrate concentrations concomitant to patterns observed in precipitation, hydraulic head and groundwater temperature. Such dynamics in water quality, and thus the causal relationship with hydrological events and land use, will unfortunately be overlooked when following conventional sampling schemes with the risk of non-representative time series if routine sampling is timed unfavorably. Finally, we provide practical advice for deployment of the sensor.

An overview of the current state of knowledge on the pollution of agricultural soils with microplastic and nanoplastic (MnP) particles is provided and the main MnP sources are discussed. MnP transport mechanisms from soil to groundwater, as well as the potential impact of MnPs on soil structure are considered, and the relevance of co-contaminants such as agrochemicals is further highlighted. We elaborate on why MnPs in soil and groundwater are understudied and how analytical capabilities are critical for furthering this crucial research area. We point out that plastic fragmentation in soils can generate secondary MnPs, and that these smaller particles potentially migrate into aquifers. The transport of MnP in soils and groundwater and their migration and fate are still poorly understood. Higher MnP concentrations in agricultural soils can influence the sorption behavior of agrochemicals onto soil grains while attachment/detachment of MnPs onto soil grains and MnP-agrochemical interactions can potentially lead to enhanced transport of both MnP particles and agrochemicals towards underlying groundwater systems.