Die zeitliche Verteilung der Grundwasserneubildung innerhalb eines Jahres wird u. a. von folgenden Faktoren bestimmt:
- Verteilung der Niederschläge im Jahresverlauf
- zeitliche Verteilung der potenziellen Wasserverfügbarkeiten bzw. Verdunstung
- Grundwasserflurabstand
- nutzbare Feldkapazität und Wasserhaushaltevermögen des Bodens
In der Vegetationszeit ist in der Bundesrepublik Deutschland im Allgemeinen die potenzielle Verdunstung höher als der Niederschlag.
Die Niederschläge dienen in der Vegetationsperiode im Wesentlichen zur Wasserversorgung der Pflanzen und im Winterhalbjahr zur Auffüllung des Bodenwasserspeichers. Darüber hinaus ist im Sommer die Interzeptionsverdunstung von größerer Bedeutung. Erst nach Auffüllung des Bodenwasserspeichers bis zur nutzbaren Feldkapazität (= maximaler Haftwassergehalt der Bodenzone) sickert das Wasser durch die Wurzelzone zum Grundwasser ab. Die Auffüllung des Grundwassers erfolgt im Allgemeinen erst in den Wintermonaten. Bei Frost wird das Wasser in Form von Schnee und Eis an der Oberfläche zurückgehalten und sickert erst bei Tauwetter in den Boden ein. Da insbesondere die Niederschlagsverteilung über die Jahre sehr unterschiedlich ist, unterliegt auch die Grundwasserneubildung mehrjährigen Schwankungen. Die Differenz der Grundwasserneubildung zwischen Nass- und Trockenjahren kann erheblich sein, da die Verdunstung deutlich geringeren Schwankungen unterliegt.
Um die monatliche Grundwasserneubildung zu berechnen, bietet sich die Aufteilung der Jahressumme anhand der klimatischen Bodenwasserbilanz gemäß ATV-DVWK (2002) an.
Für jede Kombination von Eingangsdaten aus Niederschlag, potenzieller Verdunstung, Böden, Flurabstand, Flächennutzung, Befestigung und Hangneigung wird mit der
klimatischen Bodenwasserbilanz zunächst die reale Verdunstung und anschließend gemäß der Wasserhaushaltsgleichung der Gesamtabfluss, der Direktabfluss und die Grundwasserneubildung berechnet.
In bestimmten Fällen wird dabei auch der Direktabflussanteil im Jahresverlauf variiert. Dies betrifft beispielsweise den Laubwald, da hier dei sommerliche Belaubung den Direktabflussanteil am Gesamtabfluss mindert, und landwirtschaftlich genutzte Flächen
mit geringen Flurabständen, da durch die Dränierung der Direktabfluss im Winter erhöht ist.
Die aus der Verdunstungsberechnung nach BAGLUVA berechnete jährliche Grundwasserneubildung wird auf dieser Grundlage pozentual auf die Monate aufgeteilt. Einen Sonderfall bilden Flächen mit geringen Flurabständen, da hier eine Zehrung aus dem Grundwasser im Sommer zugelassen werden muss und dies über prozentuale Aufteilungen nicht darstellbar ist. In diesen Fällen wird die prozentuale Verteilung der realen Verdunstung (nicht der Grundwasserneubildung) auf die einzelnen Monate verwendet und die Wasserhaushaltsgleichung für alle betroffenen Flächen neu gelöst. Der resultierende Bilanzfehler in der Jahressumme wird gewichtet und auf die Monate aufgeteilt, beträgt aber insgesamt nur wenige mm/a. In der Abbildung sind als Beispiel die Ergebnisse im Jahresverlauf für verschiedene Böden und Flurabstände bei Grünlandnutzung und geringer Hangneigung dargestellt. Deutlich erkennbar ist die hohe winterliche Grundwasserneubildung bei geringer nutzbarer Feldkapazität (Sandböden) und hohen Flurabständen, während bei geringen Flurabständen die Grundwasserneubildung im Winter geringer ist und im Sommer eine Zehrung eintritt. Staunässeböden nehmen eine Sonderstellung ein.
