Grundwassermodell VILSA-BRUNNEN Berechnungen von ausgewählten Szenarien zum Gesamtwasserrechtsantrag VILSA-BRUNNEN

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1 HPC AG Niedervellmarsche Str Fuldatal Telefon: (0561) Telefax: (0561) /81 Projekt-Nr. Ausfertigungs-Nr. Datum cbbe / Juni 2014 Grundwassermodell VILSA-BRUNNEN Berechnungen von ausgewählten Szenarien zum Gesamtwasserrechtsantrag VILSA-BRUNNEN Auftraggeber VILSA-BRUNNEN Otto Rodekohr GmbH & Co. KG Alte Drift Bruchhausen-Vilsen Bearbeiter: Dipl.-Geol. Jens Klaassen

2 Seite 1 von 18 Inhaltsverzeichnis Seite 1. Allgemeines 4 2. Berechnungen der Szenarien Grundlagen Vorgehen 7 3. Ergebnisse 9 Anlagenverzeichnis - 1 Grundwassergleichen- und Grundwasserflurabstandsplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Nullzustand - keine Grundwasserentnahme - 2 Grundwassergleichenplan Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Nullzustand - keine Grundwasserentnahme - 3 Grundwassergleichen- und Grundwasserflurabstandsplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Istzustand - mittlere Entnahme 2004 bis Grundwassergleichenplan mit Darstellung der Stromlinien Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Istzustand - mittlere Entnahme 2004 bis Grundwassergleichen- und Grundwasserflurabstandsplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Entnahme 1,405 Mio. m 3 /a - 6 Grundwassergleichenplan mit Darstellung der Stromlinien Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Entnahme 1,405 Mio.m 3 /a - 7 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Entnahme 1,405 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Nullzustand - 8 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Entnahme 1,405 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Nullzustand

3 Seite 2 von 18-9 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Entnahme 1,405 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Istzustand - 10 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Entnahme 1,405 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Istzustand - 11 Grundwassergleichen- und Grundwasserflurabstandsplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Entnahme 1,2 Mio. m 3 /a - 12 Grundwassergleichenplan Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Entnahme 1,2 Mio. m 3 /a - 13 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Entnahme 1,2 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Nullzustand - 14 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Entnahme 1,2 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Nullzustand - 15 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 2 GWL1 Hydrostratigraphische Einheit L3 Entnahme 1,2 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Istzustand - 16 Grundwasserspiegeldifferenzenplan Modellschicht 4 GWL2 Hydrostratigraphische Einheit L4.1C Entnahme 1,2 Mio. m 3 /a im Vergleich zum Istzustand - 17 Darstellung Einzugsgebiete der Mineralwasserbrunnen im Istzustand (2004 bis 2013) - 18 Darstellung Einzugsgebiete der Mineralwasserbrunnen bei Entnahme von 1,405 Mio. m 3 /a - 19 Darstellung Einzugsgebiete der Mineralwasserbrunnen bei Entnahme von 1,2 Mio. m 3 /a - 20 Darstellung Gesamteinzugsgebiet der Mineralwasserbrunnen bei Entnahme von 1,2 Mio. m 3 /a Tabellenverzeichnis Tab. 1 Fördermengen der berechneten Szenarien 5 Tab. 2 Entnahmemengen

4 Seite 3 von 18 Tab. 3 Tab. 4 Istzustand im Vergleich zum Sollzustand 2 (reduzierte Gesamtentnahme) 11 Istzustand im Vergleich zum Sollzustand 1 (maximale Gesamtentnahme) 14 Abbildungsverzeichnis Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Abb. 5 Abb. 6 Abb. 7 Abb. 8 Abb. 9 Verbreitung des weichselzeitlichen Grundwasserleiters (innerhalb der Umrandung keine oder keinen nennenswerte Verbreitung) 9 Strombahnen GWL 2: Vergleich Istzustand mit Entnahme m³/a (Ausschnitte aus den Anlagen 4 und 12) 12 Grundwasserdifferenzenplan Istzustand im Vergleich Sollzustand 1,2 Mill. m³/a (Ausschnitt aus Anlage 15) 13 langfristige Wasserspiegelganglinien der im GWL 1 (L1.2/L3) verfilterten GW-Messstellen 13F /14F 13 Strombahnen GWL 2: Vergleich Sollentnahmen 1,2 Mill. m³/a und 1,4 Mill.m³/a (Ausschnitte aus den Anlagen 12 und 6) 15 Grundwasserdifferenzenpläne Sollzustand 1,2 Mill. m³/a / 1,4 Mill. m³/a im Vergleich zum Istzustand (Ausschnitte aus Anlagen 16 und 10) 15 Grundwasserdifferenzenplan Istzustand im Vergleich Sollzustand 1,405 Mill. m³/a (Ausschnitt aus Anlage 9) 16 Entwicklung des Flurabstands der im GWL 1 (L1.2/L3) verfilterten GW-Messstelle 21F 16 Lage der Grundwassermesstellen und Brunnen zwischen dem Betriebsgelände VILSA und Wöpse 17

5 Seite 4 von Allgemeines Mit dem kalibrierten Modell existiert ein Arbeitsmittel, mit welchem die bestehenden Planungen zur zukünftigen Entnahmekonfiguration untersucht und ihre Auswirkungen auf die regionale Hydrodynamik, das Grundwasserdargebot und den Grad der Geschütztheit der Quellnutzungen simuliert werden können. Der Modellbericht Aufbau und Kalibrierung des geohydraulischen Modells in seiner 2. überarbeiteten Fassung datiert vom Das Modell bildet einen Baustein im Gesamtwasserrechtsantrag des VILSA- BRUNNENS. Der VILSA-BRUNNEN gewinnt an seinem Standort in Bruchhausen-Vilsen aus insgesamt 13 Brunnen Mineral-, Trink- und Brauchwasser. Mit Blick auf das Baujahr der einzelnen Brunnen zwischen 1982 (Br. 3c) und 2012 (Br. 3k) liegen mittlerweile 3 Wasserrechtsbescheide aus den Jahren 1995 (für Br. 3a, 3b, 3c, 3d und 4b), 1997 (Br. 3e und 4a) und 2004 (Br. 3f und Br. 3g) vor. Für die Brunnen 3h, 3i, 3j und 3k wurden 2006, 2007 und 2014 Zulassungen des vorzeitigen Beginns erteilt. Endgültige Wasserrechtsbescheide fehlen für diese Brunnen. Aufgrund der für den Betreiber unbefriedigenden wasserrechtlichen Situation mit 4 Brunnen im Status des vorzeitigen Beginns und der gleichzeitig stark variierenden Laufzeiten der Wasserrechte wird für den Standort ein Gesamtwasserrecht angestrebt. Mit dem Modell gilt es, gemäß den Vorgaben des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie des Landes Niedersachsen (LBEG; Geofakten 1: Hydrogeologische und bodenkundliche Anforderungen an Wasserrechtsanträge zur Grundwasserentnahme) die hydrodynamischen Situationen/Szenarien für den Nullzustand ohne Grundwasserförderung, den Istzustand mit dem arithmetischen Mittelwert der Grundwasserförderung der letzten 10 Jahre, d.h. des Zeitraums 2004 bis 2013 und den Sollzustand mit der beantragten Fördermenge zu berechnen und darzustellen. 2. Berechnungen der Szenarien 2.1 Grundlagen Die Simulation der verschiedenen Entnahmeszenarien erfolgt mit einem stationären Modellansatz, d.h. es werden die mittel- bis langfristigen Auswirkungen der Entnahme betrachtet. Sowohl kurzfristige Fördermengenänderungen als auch der Intervallbetrieb der Grundwasserförderung werden bei der Modellierung nicht berücksichtigt. Dem entsprechend werden die mittleren Förderraten der Brunnen, welche die Betriebs- und Ruhezeiten gleichermaßen berücksichtigen, zur Berechnung verwendet. Tabelle 1 zeigt die zu berechnenden Szenarien.

6 Seite 5 von 18 Tab. 1 Fördermengen der berechneten Szenarien Istzustand Sollzustand 1 Sollzustand 2 Brunnen im Mittel max. im Mittel max. Fördertage/ Jahr m³/a m³/h m³/d m³/a m³/h m³/d m³/a 2b d a b c , , d , , e , , f , , g , , h , , i , , j , , k , , a , , b , , Summe Die Ermittlung des Ist-Zustandes basiert auf den Fördermengendaten der einzelnen Brunnen aus den Jahren 2004 bis In diesem Zeitraum wurden insgesamt 16 Brunnen bewirtschaftet, von denen nur die Brunnen 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 4a und 4b über den Gesamtzeitraum betrieben wurden. Die Brunnen 2a, 2b und 2d werden seit 2005 bzw nicht mehr bewirtschaftet und sind mittlerweile rückgebaut. Die Fördermenge an Brunnen 2a war 2004 und 2005 so gering, dass der Brunnen im Rahmen des Ist-Zustandes nicht berücksichtigt wird. Auch die Brunnen 3a und 3b wurden nur bis in das Jahr 2008 zu Mineralwasserzwecken genutzt. Anschließend fanden Entnahmen im Rahmen von Pumpversuchen bis in das Jahr 2010 statt. Mit der Mineralwassergewinnung an den Brunnen 3h, 3i und 3j wurde 2006 bzw begonnen kam Brunnen 3k hinzu. Aus den in Tab. 2 dargestellten Entnahmemengen resultiert das arithmetische Mittel der in Tab. 1 dargestellten Fördermengen zur Berechnung des Ist-Zustandes.

7 Seite 6 von 18 Tab. 2 Entnahmemengen Jahr a b d a b c d e f g h i j k a/4a neu b Gesamt Für die beantragte zukünftige Grundwasserentnahme wurden zwei Szenarien berechnet. Sollzustand 1 berücksichtigt eine Gesamtentnahme von m 3 über alle Brunnen. Lt. dem im Wasserrechtsantrag definierten Mengengerüst bildet diese Gesamtmenge jedoch eine fiktive Größe, die in dieser Form nicht zur Anwendung kommen wird, da die Gesamtentnahme letztlich auf ca. 1,2 Mio. m 3 begrenzt werden soll. Die höhere Gesamtsumme resultiert aus der Addition der max. Jahresentnahmen der Einzelbrunnen. Um die Auswirkungen der max. einzelnen Entnahmen darzustellen, bietet sich zur Vereinfachung an, ein Szenario mit einer max. Jahresentnahme aller Brunnen zu simulieren, auch wenn dieser Fall praktisch nicht eintreten kann. Sollzustand 2 stellt mit einer Gesamtentnahme über alle Brunnen von m 3 /a die max. mögliche Gesamtentnahme am Standort dar. Die Reduzierung der Gesamtentnahme gegenüber Szenarium 1 in Höhe von ca m 3 /a wurde hierbei nicht prozentual auf die Brunnen verteilt. Die Einzelentnahmen resultieren aus markenstrategischen Überlegungen in Verbindung mit den hydraulischen Möglichkeiten des Brunnens und dessen hydrochemischer Entwicklung. Die zugrundeliegende Entscheidung resultiert aus der momentanen Situation, so dass gegenüber dem Szenarium 1 durchaus größere Diskrepanzen auftreten können. Als Beispiel sei Brunnen 3f ge-

8 Seite 7 von 18 nannt, dessen Leistung perspektivisch im Normalbetrieb reduziert werden soll. Bei Engpässen, wie dem Ausfall eines Brunnens oder der Akquisition einer neuen Marke müsste er jedoch wieder mit einer höheren Leistung bewirtschaftet werden. Insofern wurden die beiden Szenarien entwickelt, um dem VILSA-BRUNNEN eine möglichst große Flexibilität zu gewährleisten. Mit den Ergebnissen aus der Modellierung beider Szenarien lassen sich die potentiellen Auswirkungen der Entnahmen gut darstellen und bilden eine einwandfreie Grundlage für den wasserrechtlichen Entscheidungsvorgang. 2.2 Vorgehen Die Auswertung der Simulationsrechnungen erfolgt durch die Ausgabe von Grundwassergleichenplänen des stationären Strömungszustandes für den oberen Grundwasserleiter (hydrostratigraphische Einheit L1.3/L3) sowie den Mineralwasserleiter (hydrostratigraphische Einheit L4.1). Für den oberen Grundwasserleiter werden zusätzlich die Grundwasserflurabstände, d.h. der Abstand der Geländehöhe zum obersten Grundwasserspiegel ausgewiesen. Hierbei ist zu beachten, dass keine Unterscheidung in gespannte und ungespannte Bereiche des oberen Grundwasserleiters erfolgt. In den Bereichen, wo der obere Grundwasserleiter gespannt ist, repräsentiert der Grundwasserflurabstand die Differenz zwischen der Geländeoberkante und dem Druckwasserspiegelniveau des Grundwassers. Bei gespannten Verhältnissen wird das Grundwasser tatsächlich jedoch erst in größerer Tiefe, nämlich im Bereich der Grundwasserleiter-Oberkante angetroffen. Hinsichtlich der Pflanzenverfügbarkeit des Grundwassers und auch hinsichtlich der Vernässungsgefährdung ist die Unterscheidung zwischen gespanntem und ungespanntem Grundwasserleiter daher nicht unerheblich. Daher wurden die Bereiche, in denen der obere Grundwasserleiter gespannt ist, gesondert markiert. Die Grundwassergleichenpläne und Flurabstandspläne sind für den oberen Grundwasserleiter L1.3/L3 in den Anlagen: Anlage 1 Nullzustand Entnahme 0 m³/a Anlage 3 Istzustand Entnahme m³/a Anlage 5 Sollzustand (max.) Entnahme m³/a Anlage 11 Sollzustand (reduziert) Entnahme m³/a dargestellt. Für den unteren Grundwasserleiter, d.h. den Mineralwasserleiter, in dem die Grundwasserentnahme erfolgt, wurden die Einzugsgebiete der Brunnen in Form von Strombahnen dargestellt. Die Berechnung der Strombahnen erfolgt mit Hilfe des sogenannten Particle Tracking. Dabei werden jeweils 6 Partikel kreisförmig direkt um einen Brunnen ausgesetzt. Als Teufenlage der Partikel wird die Mitte der Filterstrecke des Brunnens definiert. Die Partikel repräsentieren Grundwasserteilchen, welche unmittelbar vor dem Eintritt in den Brun-

9 Seite 8 von 18 nen stehen. Zur Charakterisierung des Einzugsgebietes der Brunnen werden diese Partikel rückwärts im Strömungsfeld bewegt. Die resultierenden Strombahnen werden zusammen mit den Grundwassergleichen dargestellt. Die Strombahnen weisen Fließrichtungspfeile auf. Der Abstand zwischen zwei Pfeilen entspricht einer Fließzeit von 10 Jahren. Bei der Bewertung der Fließzeiten ist zu beachten, dass zur Berechnung der Abstandsgeschwindigkeiten im Grundwasser die durchflusswirksame Porosität benötigt wird. Da keine ortsspezifischen Untersuchungen zur Porosität vorliegen, musste der Parameter abgeschätzt werden. Er wurde aus den kf- Werten mit Hilfe einer empirischen Berechnungsvorschrift abgeleitet und ist mit gewissen Unsicherheiten behaftet. Im unmittelbaren Brunnenumfeld befinden sich die Partikel natürlich im Mineralwasserleiter (Modellschicht 4). Je nach Lage der Brunnen in Bezug auf das hydrogeologische Strukturmodell wechseln die Partikel früher oder später in das hangende 1. Grundwasserstockwerk. In diesem Fall ändert sich die Farbe der Strombahn (rote Linien). Da das gesamte Einzugsgebiet der Brunnen dargestellt ist und auch der Mineralwasserleiter letztendlich über die Grundwasserneubildung gespeist wird, beginnen alle Strombahnen im oberen Grundwasserleiter an der Grundwasseroberfläche. Die Darstellung der Brunneneinzugsgebiete umfasst daher zwei Grundwasserstockwerke. Da sich die Hydrodynamik (Fließrichtung, Fließgeschwindigkeit) zwischen beiden Stockwerken unterscheidet, verlaufen die Strombahnen zwischen oberem und unterem Grundwasserstockwerk bereichsweise überkreuz. Innerhalb eines Grundwasserleiters gibt es keine überkreuzenden Strombahnen. Die Grundwassergleichenpläne und Strombahnen der einzelnen Szenarien sind - mit Ausnahme des Nullzustandes (ohne Strombahnen) den Anlagen: Anlage 2 Nullzustand Entnahme 0 m³/a Anlage 4 Istzustand Entnahme m³/a Anlage 6 Sollzustand (max.) Entnahme m³/a Anlage 12 Sollzustand (reduziert) Entnahme m³/a zu entnehmen. Zur Verdeutlichung der Einzugsgebiete wurden die Randstromlinien mit Hüllkurven versehen: Anlage 17 Istzustand Entnahme m³/a Anlage 18 Sollzustand (max.) Entnahme m³/a Anlage 19 Sollzustand (reduziert) Entnahme m³/a Schließlich wurden Grundwasserspiegeldifferenzenpläne erstellt. Dabei wurden die beiden Varianten der zukünftig geplanten Grundwasserentnahme mit dem Istzustand (mittlere Grundwasserentnahme ) und dem Null-

10 Seite 9 von 18 zustand (keine Grundwasserentnahme) verglichen. Die negativen Isolinien repräsentieren hierbei Linien gleicher Grundwasserspiegelabsenkung: Anlage 7 GWL 1 Entnahme m³/a im Vergleich zum Nullzustand Anlage 8 GWL 2 Entnahme m³/a im Vergleich zum Nullzustand Anlage 9 GWL 1 Entnahme m³/a im Vergleich zum Istzustand Anlage 10 GWL 2 Entnahme m³/a im Vergleich zum Istzustand Anlage 13 GWL 1 Entnahme m³/a im Vergleich zum Nullzustand Anlage 14 GWL 2 Entnahme m³/a im Vergleich zum Nullzustand Anlage 15 GWL 1 Entnahme m³/a im Vergleich zum Istzustand Anlage 16 GWL 2 Entnahme m³/a im Vergleich zum Istzustand 3. Ergebnisse Nullzustand In den Anlagen 1 und 2 sind in den Grundwassergleichenplänen die Grundwasseroberfläche für die Grundwasserleiter L3.1/L3 (weichsel- und saalezeitliche Sande) und L4.1C (elsterzeitliche Feinsande und Schluffe) im Nullzustand dargestellt. Die beiden Grundwasserleiter sind im Modellgebiet zwar flächenhaft verbreitet, weisen jedoch vereinzelte Lücken auf. Während der obere Grundwasserleiter L3.1/L3 entlang des Geestrandes zwischen der östlichen Ortsrandlage Vilsen und Bruchmühlen nicht verbreitet ist, ist der untere Grundwasserleiter/ Mineralwasserleiter L4.1C im westlichen Modellgebiet nicht vorhanden, in dem die Schichten hier ausstreichen. Abb. 1 Verbreitung des weichselzeitlichen Grundwasserleiters (innerhalb der Umrandung keine oder keinen nennenswerte Verbreitung) Beide Grundwasserleiter entwässern in Richtung Nordosten; zunehmend in Richtung Norden drehen sie in nördliche Richtung um. In Anlage 1 sind zusätzlich zur Grundwasseroberfläche die Flurabstände zum oberen Grund-

11 Seite 10 von 18 wasserleiter dargestellt, dessen Grundwasser potentiell pflanzenverfügbar ist. Hier zeigt sich eine Zweiteilung des Gebietes: Im Bereich der Geest sind Flurabstände zwischen 5 und > 20 m ausgebildet, infolgedessen der obere Grundwasserleiter hier nur im unmittelbaren Geestrandbereich der Pflanzenversorgung dienen kann. In der Regel ist die landwirtschaftliche Bewirtschaftung der Geestflächen von Niederschlagswasser abhängig, das im Boden zurückgehalten wird. In Trockenzeiten sind die Kulturpflanzen auf der Geest künstlich zu bewässern. In der Niederung sind gegenüber der Geest Flurabstände von < 0,5 bis max. 5 m ausgebildet. Die geringsten Flurabstände sind im Randbereich der Geestkante und entlang der grundwasserleiterfreien Fläche zwischen Vilsen und Bruchmühlen zu beobachten. Infolge der Geringmächtigkeit des obere Grundwasserleiters durch stauende Schichten in Oberflächennahe, die im Bereich der Nichtausbildung des Grundwasserleiters bis an die Geländeoberkante reichen, sind die Flächen zwischen Vilsen und Bruchmühlen größtenteils stark vernässten und bedürfen einer künstlichen Entwässerung. Die hier angelegten Tiefengräben zur Abfuhr von Oberflächenwasser bestätigen den hohen Vernässungsgrad. Für den unteren Grundwasserleiter erübrigt sich ein Flurabstandsplan. Die grundwasserführenden Sedimente des unteren Grundwasserleiters/ Mineralwasserleiters sind grundsätzlich von meist mehrere Zehnermeter mächtigen Deckschichten überlagert. In Bereichen, in denen keine hydraulisch trennenden Schichten zwischen den beiden Grundwasserleitern vorliegen, gelten die Bedingungen des oberen Grundwasserleiters. Insgesamt steht der untere Grundwasserleiter generell nicht zur Pflanzenversorgung zur Verfügung. Istzustand Anlage 4 ist das Fließbild für die durchschnittliche Entnahmesituation der Jahre 2004 bis 2013 zu entnehmen. Die frühen Mineralwasserbrunnen der 1980er/ 1990er-Jahre (Br. 2b, 2d, 3c, 3d und 4b) sind auf der Geest angeordnet. Sie entnehmen ihr Mineralwasser am Rande der westlichen Begrenzung des elsterzeitlichen Grundwasserleiters. Infolge der eingeschränkten Ausdehnung des Grundwasserleiters in Verbindung mit vergleichsweise geringen Mächtigkeiten ist die Kapazität des dort gespeicherten Mineralwasservolumens eingeschränkt. Bereits nach wenigen Jahrzehnten regeneriert sich das Wasser des unteren Grundwasserleiters aus dem oberen Grundwasserleiter. Infolgedessen liegen große Areale des Einzugsgebietes im oberen Grundwasserleiter, der im Bereich der Geest infolge der großen Flurabstände nicht pflanzenverfügbar ist. Für die in Nähe des Geestrandes gelegenen Brunnen 3a und 3b gelten ähnliche Rahmenbedingungen. Günstige Voraussetzungen zur Mineralwassergewinnung ergeben sich an den Brunnenstandorten 3e, 3j, 3g, 3k und 4a. Die von NW nach SE angeord-

12 Seite 11 von 18 neten Einzugsgebiete sind weiträumig mit hydraulisch trennenden Deckschichten überlagert. Erst in großer Entfernung zu den Brunnen springen die Strombahnen vom 2. Grundwasserleiter in den 1. oberen Grundwasserleiter. Die Einzugsgebiete sind nahezu parallel angeordnet. Lediglich das Einzugsgebiet von Brunnen 3e wird vom Einzugsgebiet des Brunnens 4a umhüllt. An den weiter östlich gelegenen Brunnen 3f, 3h und 3i zeigt sich die nach Osten insgesamt ungünstigere Deckschichtensituation. Im Bereich der Brunnen selbst wird der Grundwasserleiter 2 von hydraulisch trennenden Deckschichten überlagert, jedoch springen hier bereits in Brunnennähe die Strombahnen zumindest zeitweilig in den oberen Grundwasserleiter. Der Istzustand hat beim Vergleich zum Nullzustand zu keinen nachhaltigen Veränderungen im 1. oberflächennahen Grundwasserleiter geführt. Sollzustand; Gesamtentnahme m 3 /a In den Anlagen 11 und 12 sind die Grundwassergleichen für den oberen Grundwasserleiter L1.3/ L3 und den unteren Grundwasserleiter L4.1C dargestellt. Sie beziehen sich jeweils auf eine Gesamtentnahme von m 3 /a. Tab. 3 Istzustand im Vergleich zum Sollzustand 2 (reduzierte Gesamtentnahme) Brunnen Istzustand Szenarium 2 Veränderung max. m³/a m³/a m³/a 2b d a b c d e f g h i j k a b Summe Gegenüber dem Istzustand wurden die Entnahmemengen an den Brunnen 2b und 2d (beide sind heute nicht mehr existent) sowie an den Brunnen 3a, 3b und 3f reduziert. Dieser Minderentnahme von insgesamt m 3 /a steht eine Erhöhung von m 3 /a an den restlichen Brunnen entgegen. Insgesamt beläuft sich die Mehrmenge auf m 3 /a. Die aus dem Be-

13 Seite 12 von 18 darfsnachweis perspektivisch zusätzliche Mengenerhöhung soll vornehmlich an den Brunnen 3j und 3k stattfinden, die aus markenpolitischer und hydrochemischer Sicht ein wesentlicher Eckpfeiler der künftigen Gewinnung sein werden. Insbesondere Brunnen 3k wurde 2012 gebohrt, um für die Marke VILSA-BRUNNEN die Natrium-Konzentration von < 20 mg/l zukünftig zu gewährleisten. Unter dieser neuen Entnahmekonstellation wird der untere Grundwasserleiter L4.1.C insbesondere im Bereich zwischen dem Betriebsgelände und der Ortslage Wöpse intensiver genutzt. Mit der Aktivierung des Brunnens 3k verbreitert sich dessen Entnahmebereich auf eine Entnahmebreite von ca. 200 m. Hiermit werden das Einzugsgebiet von Brunnen 3e und das umhüllende Einzugsgebiet von Brunnen 4a in Richtung Westen verschoben. Im Gegensatz zum Istzustand wird nunmehr der gesamte Grundwasserleiter zwischen seiner westlichen Begrenzung an der Ortsrandlage Vilsen und dem östlich gelegenen Brunnen 3h genutzt. Abb. 2 Strombahnen GWL 2: Vergleich Istzustand mit Entnahme m³/a (Ausschnitte aus den Anlagen 4 und 12) Mit der zusätzlichen Aktivierung von Brunnen 3j wird auch dessen Entnahmebereich etwas vergrößert. Gleichzeitig wird zunehmend Wasser aus dem oberen Grundwasserleiter westlich der Ortslage Wöpse aktiviert. Mit der Erhöhung der Entnahmemenge wird die Grundwasseroberfläche im unteren Grundwasserleiter zusätzlich um max. 1,5 m abgesenkt werden. Dieser Bereich der zusätzlichen Absenkung konzentriert sich vornehmlich auf den Bereich der Brunnen 3j, 4a, 3e und 3k (s. Grundwasserspiegeldifferenzenplan Anlage 16). Im Vergleich zum Nullzustand (s. Anlage 14) ist eine flächenhafte Absenkung von bis zu 2 m gegeben. An den Brunnenstandorten selbst ist der Differenzbetrag zwangsläufig größer. Entscheidend für die Auswirkungen auf die Umwelt und Dritte sind jedoch nicht die Absenkung des Druckwasserspiegels im unteren Grundwasserleiter, sondern die Auswirkungen hieraus auf den oberen Grundwasserleiter. In

14 Seite 13 von 18 Anlage 15 ist die Grundwasserspiegeldifferenz zwischen dem heutigen Istzustand und einer Gesamtentnahme von m 3 /a der in Tab. 3 dargestellten Entnahmekonstellation zu entnehmen. Hiernach ergeben sich für den oberen Grundwasserleiter nur sehr geringfügige Änderungen von max. 0,2 m. Abb. 3 Grundwasserdifferenzenplan Istzustand im Vergleich Sollzustand 1,2 Mill. m³/a (Ausschnitt aus Anlage 15) Angesichts der geringen Flurabstände und den jahreszeitlichen Schwankungen des Grundwasserspiegels von bis zu 1,5 m sind die zusätzlichen Absenkungen zu vernachlässigen. 15,0 Wasserspiegel mnn 14,5 14,0 13,5 13, GWM 14F GWM 13F Abb. 4 langfristige Wasserspiegelganglinien der im GWL 1 (L1.2/L3) verfilterten GW-Messstellen 13F /14F

15 Seite 14 von 18 Sollzustand; Gesamtentnahme m³/a Gegenüber dem Nullzustand ohne Mineralwasserförderung ergeben sich für den oberen Grundwasserleiter lokal Differenzen von bis zu 0,5 m. In den Anlagen 5 und 6 sind die Grundwassergleichen für den oberen Grundwasserleiter L1.3/ L3 und den unteren Grundwasserleiter L4.1C dargestellt. Sie beziehen sich jeweils auf eine Gesamtentnahme von m 3 /a. Tab. 4 Istzustand im Vergleich zum Sollzustand 1 (maximale Gesamtentnahme) Istzustand Szenarium 1 Brunnen max. Veränderung m³/a m³/a m³/a 2b d a b c d e f g h i j k a b Summe Eine Gesamtentnahme in dieser Höhe ist tatsächlich nicht angedacht. Sie berücksichtigt aber die möglichen max. jährlichen Förderhöhen eines jeden Brunnens. Gegenüber dem Istzustand sind wie beim Sollzustand, Gesamtentnahme m 3 /a die Brunnen 2b, 2d, 3a und 3b reduziert, während alle weiteren Brunnen gegenüber dem Istzustand höher belastet werden. Insgesamt wird eine Gesamtmenge von m³/a aufgesattelt, wobei auch hier die höchsten Zuwächse den Brunnen 3j und 3k zugeordnet werden. Im Gegensatz zur Reduzierung von 3f der vorherigen Variante wird aus Gründen der Flexibilität der Brunnen in dieser Variante nicht weiter verfolgt. Stattdessen wird diesem Brunnen eine zusätzliche Menge zugeordnet. Insgesamt wird eine wasserrechtliche Situation mit einer zusätzlichen Entnahme von m 3 /a berechnet, wobei diese aus o. g. Gründen tatsächlich nicht erfolgen wird. Unter dieser Entnahmekonstellation werden entweder die Entnahmebreiten der Einzugsgebiete wie am Brunnen 3f verbreitert oder es wird zunehmend

16 Seite 15 von 18 Wasser aus dem oberen Grundwasserleiter aktiviert. Als Beispiel hierfür sind Brunnen 3c, 3h und 3i zu nennen. Insgesamt ergibt sich gegenüber der Situation zur Sollentnahme m 3 /a keine nennenswerte Änderung. Abb. 5 Strombahnen GWL 2: Vergleich Sollentnahmen 1,2 Mill. m³/a und 1,4 Mill.m³/a (Ausschnitte aus den Anlagen 12 und 6) Mit der Höchstentnahme aller Brunnen zusammen wird der untere Grundwasserleiter /Mineralwasserleiter gegenüber dem Istzustand flächenhaft um bis zu zusätzlich 1,0 m abgesenkt. Gegenüber der reduzierten Gesamtentnahme ergeben sich praktisch keine Unterschiede. Auch im Vergleich beider Szenarien mit der Istsituation über Grundwasserdifferenzenpläne (Anlagen 10 und 16) sind Unterschiede kaum erkennbar. Abb. 6 Grundwasserdifferenzenpläne Sollzustand 1,2 Mill. m³/a / 1,4 Mill. m³/a im Vergleich zum Istzustand (Ausschnitte aus Anlagen 16 und 10) Auch für das Szenarium 1,405 m³/a sind wiederum die Auswirkungen auf den oberen Grundwasserleiter zu betrachten. Gegenüber dem heutigen Zustand

17 Seite 16 von 18 ergeben sich analog der Entnahmesteigerung auf 1,2 Mill. m/a Auswirkungen auf den oberen Grundwasserleiter, die aber ebenso gering ausfallen. Abb. 7 Grundwasserdifferenzenplan Istzustand im Vergleich Sollzustand 1,405 Mill. m³/a (Ausschnitt aus Anlage 9) Im Gegensatz zu Anlage 3 ergibt sich im Osten des Untersuchungsraumes eine Erweiterung des beeinflussten Bereiches. Die Beeinflussung fällt mit einer zusätzlichen Absenkung des oberen Grundwasserleiters um 0,1-0,2 m in Richtung Wöpse jedoch so marginal aus, dass eine Beeinträchtigung der Pflanzenversorgung zunächst nicht zu besorgen ist. Ohnehin ist nur der Bereich innerhalb der Differenzlinie von 0,2 m relevant. Östlich und südöstlich beginnt die Geest, wo durch deren Höhenlage die Flurabstände mit größer 5 m Werte annehmen, wo eine Versorgung der Pflanzen über den oberen Grundwasserleiter nicht mehr möglich ist. 0,0 Flurabstand [m] 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3, GWM 21F Abb. 8 Entwicklung des Flurabstands der im GWL 1 (L1.2/L3) verfilterten GW- Messstelle 21F

18 Seite 17 von 18 Nur sehr lokal sind beiderseitig des Wöpser Grenzgrabens Bereiche vorhanden, in denen der Flurabstand geringere Werte als 2,5 m erreicht. Dies gilt sowohl für den Null- als auch Istzustand. Da davon auszugehen ist, dass Grundwasserabsenkungen bei Flurabständen größer 2,5 m keine Folgen für den Ertrag von Kulturpflanzen haben, ist die Situation genauer zu betrachten. Die westlich Wöpse angeordnete GWM 21F stellt die Situation recht genau dar: In den Sommermonaten wird im Istzustand die 2,5 m Grenze des Flurabstands überschritten. In diesen Zeiträumen erfolgt die Wasserversorgung der Kulturpflanzen nicht mehr über den kapillaren Aufstieg von Wasser aus dem oberen Grundwasserleiter, sondern aus der wasserungesättigten Zone, deren Wasser aus Niederschlägen ergänzt wird, das nicht den Grundwasserleiter erreicht. Die potentiell betroffenen Flächen - eine Gesamtentnahme von 1,4 Mill. m³/a - ist tatsächlich nicht vorgesehen - erstrecken sich am Westrand des Grundwasserleiters zwischen der Oberen Eiter und dem Wöpser Grenzgraben sowie um die GWM 21F sind deshalb zu beobachten. Mit der Einrichtung der GWM 29F, 30F, 31F1 und 31F2(T) im Januar 2014 wurden die Voraussetzungen für eine dauerhafte Beobachtung der kritischen Bereiche geschaffen. Abb. 9 Lage der Grundwassermessstellen und Brunnen zwischen dem Betriebsgelände VILSA und Wöpse Die Grundwassermessstellen wurden mit Druck- und Temperatursonden ausgerüstet und sich nach den Vorgaben des Wasserrechtsbescheides - hier des vorzeitigen Beginns für Br. 3k - in das jährlich zu dokumentierende Be-

19 Seite 18 von 18 weissicherungsprogramm des VILSA-BRUNNENs zu integrieren. Die Funktionstüchtigkeit der Sonden wurde innerhalb eines Pumpversuchs am Br. 3k überprüft. Mit den Ergebnissen des Pumpversuchs - der Bericht liegt dem Gesamtwasserrechtsantrag bei - werden die besonderen geologischen Verhältnisse verständlich. Auch sind die Ergebnisse geeignet, die Besorgnis über Beeinträchtigungen der Pflanzenversorgung durch erhöhte Mineralwasserentnahmen zu entkräften. HPC AG Fuldatal, den i. V. i. A. Dipl.-Geol. Jens Klaassen Dipl.-Geol. Isabela Bodea VILSA-BRUNNEN Otto Rodekohr GmbH & Co. KG Bruchhausen-Vilsen, den