Quelle

Grundidee und Bedeutung

Eine Quelle ist ein Ort, an dem dauerhaft oder zeitweise Grundwasser auf natürliche Weise an der Geländeoberfläche austritt. Meist ist dieses Wasser meteorisches Grundwasser, also aus Niederschlägen gespeist. Nur selten stammt es aus tieferen Bereichen des Erdinneren; dann spricht man von juvenilem Wasser.

Quellen sind wichtige Übergänge zwischen Untergrund und Erdoberfläche. Sie prägen Landschaften und können ökologisch besonders wertvoll sein. Deshalb werden sie oft als besondere geschützte Biotope oder Geotope betrachtet. Brunnen zählen definitionsgemäß nicht als Quellen, weil sie künstliche Grundwasseraufschlüsse sind.

Wichtige Einteilungsmerkmale

Quellen können nach mehreren Merkmalen eingeteilt werden: nach dem hydrostatischen Druck des Grundwassers, nach dem zeitlichen Verlauf der Quellschüttung, nach der Temperatur, nach gelösten gasförmigen und festen Stoffen, nach Strukturmerkmalen und nach den Lebensräumen, die durch den Wasseraustritt entstehen.

Beim hydrostatischen Druck unterscheidet man den Austritt freien Grundwassers und den Austritt gespannten Grundwassers. Bei freiem Grundwasser ist der Druck an der Austrittsstelle gleich dem atmosphärischen Druck; solche Quellen heißen auch absteigende Quellen. Bei gespanntem Grundwasser ist der Druck größer als der atmosphärische Druck; solche Quellen heißen artesische Quellen oder aufsteigende Quellen.

Nach dem zeitlichen Verlauf der Quellschüttung gibt es perennierende Quellen, die beständig fließen, wobei ihre Wassermenge stark schwanken kann. Intermittierende Quellen fallen dagegen zeitweise trocken. Intermittierende Karstquellen werden auch Hungerbrunnen genannt.

Temperatur und gelöste Stoffe

Die Wassertemperatur einer Quelle entspricht gewöhnlich der örtlichen mittleren Jahrestemperatur der Luft und bleibt im Jahresverlauf weitgehend konstant. In Mitteleuropa liegt sie meist bei etwa 6 bis 10 °C, in tropischen Gebieten bei 20 bis 25 °C. Wenn der speisende Grundwasserleiter weniger als 20 Meter tief liegt, kann die Quelltemperatur leicht jahreszeitlich schwanken.

Akratopegen sind Quellen, deren Temperatur der mittleren örtlichen Jahrestemperatur entspricht. Akratothermen sind Quellen, deren Wassertemperatur über der mittleren Jahrestemperatur der Luft liegt; sie werden als Thermalquellen bezeichnet.

Quellen mit besonders hohem Gehalt an gelösten gasförmigen oder festen Stoffen heißen Mineralquellen. Zu ihnen gehören Solequellen, Schwefelquellen, Säuerlinge, alkalische Quellen, Bitterquellen, Eisenquellen und radioaktive Quellen. Bei radioaktiven Quellen ist das Edelgas Radon Träger der Radioaktivität. Es entsteht beim Zerfall von uran- oder thoriumhaltigen Mineralen, meist in Granit- oder Gneisgesteinen. Mit der Wirkung von Heilquellen beschäftigt sich die Balneologie.

Nach deutschem Recht können Heilquellen auch „natürlich zu Tage tretende oder künstlich erschlossene Wasser- oder Gasvorkommen“ sein, wie es im Wasserhaushaltsgesetz §53 formuliert ist. Deshalb kann auch eine Bohrung oder ein Brunnen rechtlich als Heilquelle gelten, obwohl er definitionsgemäß keine Quelle ist. Kohlendioxid-haltige Quellen treten oft gemeinsam mit Gasvorkommen auf, die Mofetten genannt werden; das geförderte Wasser ist dann eigentlich ein Wasser-Gas-Gemisch.

Geologische und örtliche Formen

Nach Strukturmerkmalen im Quelleinzugsgebiet unterscheidet man mehrere Quelltypen. Karstquellen entstehen in Karbonatgesteinen, die sich durch CO2-haltiges Wasser lösen können. Das kalkhaltige Wasser tritt dann relativ schnell durch Risse, Klüfte, Spalten, Gänge oder Höhlen aus. Schichtquellen entstehen, wenn Grundwasser über einer stauenden Gesteinsschicht zur Austrittsstelle fließt. Überlaufquellen, auch Überfallquellen genannt, bilden sich, wenn sich Grundwasser über einer Gesteinsschicht bis zur tiefstmöglichen Austrittsstelle staut. Bei seitlich stauenden Gesteinen heißen sie auch Stauquellen.

Verengungsquellen sind eine Sonderform der Überlaufquelle: Im Grundwasserleiter baut sich vor weniger durchlässigen Bereichen Druck auf, der Grundwasser bis zur Erdoberfläche stauen kann. Spaltenquellen treten an offenen Felsspalten aus und sind an Spalten und Klüfte brüchiger Gesteine gebunden, etwa Granite, Gneise oder Kalke. Artesische Quellen entstehen, wenn Grundwasser unter eine in Fließrichtung absteigende Gesteinsschicht gedrückt wird und an wenigen durchlässigen Stellen unter Druck an die Oberfläche gelangt. Geysire, auch Springquellen, sind Quellen, bei denen vulkanisch erhitztes oder mit Kohlenstoffdioxid versetztes Grundwasser wiederholt Fontänen bildet. Störungsquellen treten an geologischen Störungen oder Verwerfungen auf.

Nach dem Erscheinungsbild am Quellort gibt es Rheokrene, Helokrene und Limnokrene. Rheokrene, also Fließ- oder Sprudelquellen, haben einen deutlich erkennbaren, örtlich begrenzten Austritt mit sichtbarem Abfluss. Helokrene, auch Sicker- oder Sumpfquellen, besitzen flächig austretendes Grundwasser, das sich in einem Quellsumpf sammelt. Limnokrene sind Quellaustritte am Grund einer Mulde; dort entsteht ein stehendes Gewässer wie ein Quelltümpel, Quellteich oder Quellsee, aus dem durch Überfließen ein Quellbach entstehen kann. Weitere Formen sind unterseeische Quellen, endorheische Quellen ohne Abfluss und gefasste Quellen mit künstlicher Quellfassung.

Quellen als Lebensraum

Der Lebensraum Quelle heißt Krenal. Er ist meist kleinflächig und besitzt, außer bei Karstquellen, relativ konstante physikalische und chemische Bedingungen. Veränderungen können deshalb große Auswirkungen auf diesen Lebensraum haben. Quellen sind, sofern das Grundwasser nicht stark belastet ist, oligotrophe Gewässer, also nährstoffarm.

Der eigentliche Quellbereich heißt Eukrenal. Der anschließende Lebensraum im oberen Quellabfluss heißt Hypokrenal. Das Hypokrenal reicht nur so weit, wie die Lebensbedingungen noch durch den Wasseraustritt geprägt sind.

Quellbewohnende Organismen heißen Krenobionten. Arten, die vorwiegend im Krenal leben, heißen Krenophile. Arten, die dort nur selten vorkommen, heißen Krenoxene. Da viele Quellen gefasst oder verbaut wurden, sollen sie in der Schweiz erfasst, geschützt oder renaturiert werden.

Beispiele bekannter Quellen

In Deutschland gehört der Aachtopf zu den wichtigsten Beispielen. Mit einer Schüttung zwischen 1.300 und 24.000 Litern pro Sekunde ist er die wasserreichste deutsche Quelle; dort tritt überwiegend Wasser aus der Donauversinkung wieder zutage. Der Blautopf bei Blaubeuren ist eine große Karstquelle mit einer mittleren Schüttung von 2.280 l/s und maximal 32.670 l/s. Im Paderquellgebiet in der Innenstadt Paderborns treten in über 200 kleinen Quellen in mehreren ummauerten Quellbecken 3000 bis 9000 Liter Wasser pro Sekunde an die Erdoberfläche. Die wärmsten Thermalquellen Deutschlands liegen mit 74 °C in Burtscheid bei Aachen.

Weitere deutsche Beispiele sind die Rhumequelle mit im Mittel 2000 Litern pro Sekunde, die Lutterquelle am Elm, die Lahnquelle im Rothaargebirge, der 20-Röhren-Brunnen in Altleiningen, der Salzaspring in Thüringen mit im Mittel 704 Litern pro Sekunde, die Karstquelle Schwarzbachloch mit stark schwankender Schüttung zwischen 30 und 17.000 Litern pro Sekunde sowie die Leutraquelle in Weimar.

In Österreich werden unter anderem der Pießling-Ursprung nahe Spital am Pyhrn, das Wasserloch im Salzatal, Heilquellen für Kaltwasserkur in St. Radegund und die Rinnende Mauer in der Steyrschlucht genannt. In der Schweiz ist die Rheinquelle ein Beispiel dafür, dass die Bestimmung einer Quelle schwierig sein kann: Oft gilt der Tomasee im Kanton Graubünden als Quelle des Rheins, während die mündungsfernste Quelle die Quelle des Rein da Medel im Kanton Tessin ist. Weitere Schweizer Beispiele sind Siebenbrünnen als Ursprung der Simme und die Rinquelle am Walensee.