Zur Unterstützung und besseren Anwendung der Maßnahmen im Bereich Grundwasser werden mehrere Untersuchungen parallel durchgeführt.
Sie dienen teilweise der Erfolgskontrolle der umgesetzten Maßnahmen und werden im Folgenden kurz dargestellt.

Wirkungscontrolling – Evaluierung

Mithilfe einer durch das Johann Heinrich von Thünen-Institut in Braunschweig (vTI) durchgeführten Evaluierung soll die Wirkung der umgesetzten Beratungsmaßnahmen hinsichtlich ihrer Effizienz zur Erreichung der Ziele  der WRRL festgestellt werden.
Es gilt zu ermitteln, welche nachhaltigen Effekte die Wasserschutzberatung auf den Wissenszuwachs, das Problembewusstsein und auf Verhaltensänderungen in der Landwirtschaft hat.

Diese Ergebnisse werden bei der weiteren Umsetzungsstrategie und Fortschreibung des Bewirtschaftungsplans und des Maßnahmenprogramms nach der ersten Umsetzungsperiode der WRRL bis 2015 berücksichtigt.

Die Erfassung erfolgt durch eine schriftliche standardisierte Wiederholungsbefragung der hessischen Landwirte. Die Wirkungsanalyse der für Hessen konzipierten gewässerschutzorientierten Beratung soll im Zeitraum 2012 – 2015 erfolgen.

Im ersten Quartal 2013 wird eine Erstbefragung unter allen Landwirten durchgeführt. Nach dieser Vollerhebung werden die Landwirte hinsichtlich der Beratungsintensitäten in unterschiedliche Schwerpunktgruppen eingeteilt.
Die im ersten Quartal 2014 geplante Wiederholungsbefragung erfolgt dann nur noch bezogen auf die Schwerpunktgruppen.

Verweilzeiten des Grundwassers

Im Auftrag des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) wurde ein konzeptionelles hydrogeologisches Modell erarbeitet. Es ermöglicht eine Analyse und Bewertung von Verweilzeiten des Sickerwassers in der ungesättigten Zone sowie von Verweilzeiten des Grundwassers im oberen Grundwasserleiter der Grundwasserkörper.
Damit steht ein wichtiges Instrument zur Verfügung, um sowohl den Entwicklungstrend zu beurteilen als auch die zeitlichen und räumlichen Auswirkungen von Maßnahmen zur Verminderung von Stoffeinträgen einzuschätzen.

Die flächendeckende Konstruktion der Grundwasseroberfläche stellt die grundlegende Basis für die Betrachtung dar. Im ersten Schritt der Modellierung wurde eine Gliederung der hessischen Grundwasserleiter in Locker- und Festgestein vorgenommen.

Das konzeptionelle hydrologische Modell setzt sich aus drei Teilmodellen zusammen, die jeweils auf unterschiedlichen Datengrundlagen aufbauen.

Das Teilmodell „Bodenzone“ umfasst den durchwurzelten Bodenbereich. Aus der auftretenden Bodenart wird die Feldkapazität, welche das Wasserspeichervermögen charakterisiert, abgeleitet. Die Berechnung der Verweilzeit baut auf den Sickerwasserraten auf.

Das Teilmodell „Grundwasserüberdeckung“ umfasst den gesamten Bereich unterhalb der durchwurzelten  Bodenzone bis zur Grundwasseroberfläche. Die Wasserwegsamkeit der Gesteine leitet sich mit Hilfe eines Punktesystems von der Gesteinsart des oberen Grundwasserleiters ab.

Das Teilmodell „oberer Grundwasserleiter“ umfasst den wassergesättigten Bereich. Hier weist das Wasser eine deutliche laterale Komponente auf. Bei der Modellierung des Weg-/Zeitverhaltens werden die Zeiträume quantifiziert, innerhalb derer das Sickerwasser vom Ort des Übertritts in den Grundwasserleiter zum grundwasserwirksamen Vorfluter gelangt. 

In Lockergesteinsregionen liegt die Gesamtverweilzeit sowohl im Sickerwasserbereich als auch im oberen Grundwasserleiter weit über der Gesamtverweilzeit in Festgesteinsregionen. So wurde in Lockergesteinsregionen für das Sickerwasser eine Verweilzeit von über 5 Jahren, für das Grundwasser sogar teilweise von über 25 Jahren berechnet.
Die Verweilzeit des unterirdischen Wassers wird in Festgesteinsregionen maßgeblich durch die Passage des Grundwassers durch den Grundwasserleiter bestimmt, hier wird eine Verweilzeit von 5 Jahren selten überschritten.
Die hydraulischen Gradienten, die Fließstreckenlänge sowie die Durchlässigkeit des Bodens sind maßgebliche Faktoren.

So können sich vor allem in Lockergesteinsbereichen eingeleitete Maßnahmen zur Verbesserung des Grundwasserzustandes erst mit einer Zeitverzögerung von mehr als 10 Jahren im Grundwasser bemerkbar machen.

Auf Basis dessen eignet sich das „Verweilzeitenmodell“ besonders, um Regionen zu identifizieren, in denen Maßnahmenprogramme zum Schutz des Grundwassers zwar geeignet sind den guten Zustand zu erreichen, jedoch aufgrund der langen Verweilzeit eine Einhaltung der Zeitvorgabe (2015) nicht möglich ist.