Für die Gemeinsame Landesplanungsabteilung der Länder Berlin-Brandenburg, Referat GL6 und den Regionalen Planungsverband Oberlausitz-Niederschlesien

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1 Dr. Uhlmann ) rill ei i tre 79: WB Für die Gemeinsame Landesplanungsabteilung der Länder Berlin-Brandenburg, Referat GL6 und den Regionalen Planungsverband Oberlausitz-iederschlesien Strategische Umweltprüfung für die Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd Kurzgutachten zum Themenkomplex Wasserbeschaffenheit Juni Bestellnummer E-696 vom 8.. Auftraggeber: VATTEFALL Europe Mining AG Vom-Stein-Strasse 9 Cottbus Auftragnehmer: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Wiener Str Dresden '6-7 Bearbeiter: Dipl.-Berging. Dr. Wilfried Uhlmann Dipl.-Hydrologe Kai Zimmermann '(,6 Dipl.-Geoökologe Dirk Seiler Dresden, am 8. Juni etw- Dr. ilfried Uhlmann (Verfasser)

2 y; nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhimann (Dresden)...:,.. Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. oliai..., Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit t..* r, Juni Seite nhaltsverzeichnis nhaltsverzeichnis Anlagenverzeichnis Zusammenfassung Untersuchungsgegenstand Datengrundlagen Untersuchungsmethodik. Beschaffenheit des Grundwassers. Beschaffenheit des Kippenwassers. Flutungskonzept. Wasserbeschaffenheit im Tagebausee 7 Untersuchungsergebnisse 9. Grundwasser 9.. Pleistozäne Grundwasserleiter in der Bahnsdorf-Blunoer Rinne (Süden).. Tertiäre Grundwasserleiter im Bereich des Altbergbaus Proschim (Südwesten).. Pleistozäne und tertiäre Grundwasserleiter im westlichen und nordwestlichen Tagebauvorfeld zwischen eupetershain und Drebkau (Westen).. Pleistozäne Grundwasserleiter in der Drebkau-Bloischdorfer Rinne (orden).. Pleistozäne und tertiäre Grundwasserleiter im Bereich zwischen dem Tagebau und der Spree bzw. der Talsperre Spremberg (Osten)..6 Bewertung. Kippenwasser. Flutung. Tagebausee 7.. Morphometrie 7.. Wasserbilanz 8.. Limnologische Einschätzung.. Trophische Bewertung.. Hydrochemische Entwicklung Schlussfolgerungen 9 6 Quellenverzeichnis Anlagenverzeichnis Anlage Ergebnisse der hydrochemischen Prognosen für den künftigen Tagebausee Welzow bei unterschiedlichem Wasserdargebot Blatt

3 , nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd....Vjj?). Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit 7, Juni Seite Zusammenfassung () Die VATTEFALL Europe Mining AG beabsichtigt, den genehmigten Tagebau Welzow-Süd gemäß der Option im Braunkohleplan [BKP 99] in den räumlichen Teilabschnitt (TA ) fortzuführen. Die Laufzeit des Tagebaus verlängert sich damit um etwa Jahre voraussichtlich bis zum Jahr. () Der Prüfumfang des vorliegenden Gutachtens zum Themenkomplex Wasserbeschaffenheit im Rahmen einer strategischen Umweltprüfung sind die Kippenwasserversauerung, die Grundwasserbeschaffenheit in der Umgebung des Tagebaus Welzow, das Flutungskonzept und die Wasserbeschaffenheit des künftigen Tagebausees. Die Prüfung der genannten Sachverhalte erfolgt vereinbarungsgemäß nach Aktenlage. () Die Grundwasserbeschaffenheit im Einflussbereich der Tagebausümpfung und in den Kippen des Tagebaus Welzow-Süd wird seit 997 durch ein jährliches Grundwassergütemonitoring überwacht. Das ursprünglich auf die bergbaulichen Belange ausgerichtete Untersuchungsprogramm wurde auf die Belange der EU-Wasserrahmenrichtlinie erweitert. Durch Qualitätssicherungsmaßnahmen liegen für alle relevanten Grundwasserleiter und Absenkungsbereiche konsistente Daten zur Grundwasserbeschaffenheit vor. () Der Grundwasserabsenkungstrichter des Tagebaus Welzow-Süd dehnt sich entsprechend den hydrogeologischen Bedingungen unterschiedlich weit aus. Die größere Ausdehnung hat der Absenkungstrichter in den gut durchlässigen pleistozänen Rinnen und tertiären Schichten. ach orden wird die Grundwasserabsenkung durch die glazigene Auffaltung der geologischen Schichten im Lausitzer Grenzwall begrenzt. Östlich des Tagebaus reicht die Grundwasserabsenkung nahezu bis zur Spree und zur Talsperre Spremberg. n der Bahnsdorf-Blunoer Rinne überlagern sich die Einflüsse des Tagebaus Welzow- Süd mit denen des Sanierungsbergbaus. m Bereich der Welzower Hochfläche westlich des Tagebaus werden vor allem die tertiären Grundwasserleiter der Oberen Briesker Folge entwässert. () Die Grundwasserabsenkung und die Belüftung der gewachsenen Grundwasserleiter führen zur Pyritverwitterung. Der Umfang der Verwitterung und ihr Einfluss auf die Grundwasserbeschaffenheit sind vom Pyritgehalt der von der Grundwasserabsenkung betroffenen Grundwasserleiter und ihrer Durchlüftung abhängig. Der Pyritgehalt in den Schichten der Raunoer Folge ist geringer als in den Schichten der Briesker Folge. Auch die pleistozäne Talsandfolge enthält Pyrit in geringen Anteilen. (6) Das Kippengrundwasser im Tagebau Welzow-Süd hat eine Sulfatkonzentration zwischen und. mg/l und eine Eisenkonzentration zwischen 6 und mg/l. Karbonathaltige Sedimente in den Kippen, wie Geschiebemergel, führen zur Pufferung des Kippenwassers. Das Kippenwasser im nördlichen Teil der nnenkippe Welzow ist stark gepuffert. n Bereichen der nnenkippe, in denen puffernde pleistozäne Sedimente fehlen, bildet sich ein schwach saures Kippenwasser. Das betrifft die südliche nnenkippe und die künftige nnenkippe

4 '.: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit /'. Juni Seite des Teilabschnitts im Bereich des ehemaligen Oberflözbergbaus Proschim. m Teilabschnitt enthält das pleistozäne Deckgebirge lokal Geschiebemergel, so dass nur mit einer geringen Versauerung des Kippenwassers gerechnet wird. (7) Die hydrochemischen Wirkungen der Grundwasserabsenkung im Tagebau Welzow-Süd auf die umliegenden gewachsenen Grundwasserleiter sind bislang überwiegend gering. (8) Das Grundwasser fließt derzeit aus den Grundwasserleitern des gewachsenen Gebirges und der Kippe den Entwässerungsanlagen des Tagebaues zu. Das im Tagebau gehobene Sümpfungswasser wird größtenteils in der GWRA Schwarze Pumpe gereinigt. Das gereinigte Sümpfungswasser wird im ndustriekomplex Schwarze Pumpe als Brauchwasser genutzt. Ebenfalls wird ein Teil des Sümpfungswassers aus dem Vorfeld des Tagebaus Welzow-Süd mittelfristig zu Trinkwasser aufbereitet Der Überschuss des gereinigten Sümpfungswassers wird in die Spree eingeleitet. (9) n der aktuellen Planvariante wird das Wasserdefizit im Tagebau Welzow-Süd zum Jahr 7 (geplanter Flutungsbeginn) etwa.8 Mio. m betragen. Davon nimmt der entstehende Restsee etwa 7 Mio. m und der Porenraum etwa. Mio. m in Anspruch. () Die Flutung des Tagebausees Welzow ist nur aus der Spree möglich. Das Flutungswasser soll mittels einer Pumpstation im Bereich Spreewitz gehoben und über den Oberen Landgraben zugeführt werden. Die Kapazität der Pumpstation ist mit m /s geplant. Bei nanspruchnahme des Teilabschnittes und Flutungsbeginn im Jahr 7 kann der Tagebausee im Mittel innerhalb von bis Jahren geflutet werden. () Zur Erhöhung der Wasserressourcen wird die Überleitung von eißewasser in das Einzugsgebiet der Spree erwogen, was derzeit bereits von der LMBV praktiziert wird. Durch die eißeüberleitung kann die mittlere Flutungsmenge um, bis, m /s erhöht und die Flutungsdauer um bis Jahre verkürzt werden. Wenn die Flutung des Welzower Sees gleichrangig mit der Flutung des Mühlroser Sees erfolgen sollte, kann die mittlere Flutungsmenge nochmals um, bis, m /s gesteigert und die Flutungsdauer damit um weitere bis Jahre verkürzt werden. ach dem Jahr überlagern sich die Flutung der Tagebauseen ochten, Reichwalde und Welzow-Süd. () Aufgrund des großen Seevolumens sowie der geringen Zuflüsse von Grundund Oberflächenwasser wird das Seewasser im Tagebausee Welzow eine mittlere Verweilzeit von etwa Jahren aufweisen. Die lange Verweilzeit ist für die trophische Entwicklung des Gewässers günstig. Veränderungen der Wasserbeschaffenheit treten deshalb nur sehr langsam ein. () Durch die großen Flutungswassermengen und das große Seevolumen verläuft die hydrochemische Entwicklung des Tagebausees günstiger als in den meisten Tagebauseen der Lausitz. Bei mittlerem Wasserdargebot und utzung des eißewassers wird zum Abschluss der Flutung mit einem neutralen See gerechnet. Die Sulfatkonzentration stellt sich zum Flutungsabschluss zwischen und mg/l ein.

5 .,;.7//.::: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit if: Juni Seite Untersuchungsgegenstand Die VATTEFALL Europe Mining AG beabsichtigt, den genehmigten Tagebau Welzow-Süd gemäß der Option im Braunkohleplan [BKP 99] in den räumlichen Teilabschnitt (TA ) fortzuführen. Hierzu wurde vom Unternehmen VATTEFALL Europe Mining AG bei der Gemeinsamen Landesplanungsabteilung der Länder Berlin und Brandenburg, GL 6 ein Antrag auf Eröffnung eines Raumordnungsverfahrens gemäß Brandenburgischen Braunkohlengrundlagengesetz gestellt. Der Raumordnungsverfahren (Braunkohlenplanverfahren) wurde durch die GL 6 bereits gestartet. Die Laufzeit des Tagebaus verlängert sich durch Aufschluss des Teilabschnittes um ca. Jahre bis voraussichtlich zum Jahr. m Rahmen des laufenden Braunkohlenplanverfahrens ist eine Strategische Umweltprüfung (SUP) erforderlich. Das vorliegende Gutachten ist Bestandteil der SUP Welzow-Süd und widmet sich dem Themenkomplex Wasserbeschaffenheit". Zum Prüfumfang des Gutachtens gehören: () Die Kippenwasserversauerung () Die Grundwasserbeschaffenheit in der Umgebung des Tagebaus Welzow-Süd () Das Flutungskonzept für die Tagebauhohlform () Die Wasserbeschaffenheit des künftigen Tagebausees Datengrundlagen Für die Bearbeitung wurden folgende Daten und Unterlagen verwendet: Aktuelle und prognostische Grundwasserisohypsenpläne der VATTEFALL Europe Mining AG für das Beeinflussungsgebiet des Tagebaus Welzow-Süd Ergebnisse des jährlichen Grundwassergütemonitorings zum Tagebau Welzow-Süd [WB 9a] Geohydraulische Modellierung der VATTEFALL Europe Mining AG zu den instationären (Flutungsphase) sowie stationären Grundwasserströmungsverhältnissen nach Abschluss der Flutung Modellierung des Wasserdargebots und der verfügbaren Flutungswassermengen in den regionalen Fließgewässern (Spree, Weißer Schöps, Schwarzer Schöps, eiße) durch die DH-WASY GmbH jeweils unter Berücksichtigung verschiedener Szenarien der Flutung Die Bearbeitung des Gutachtens erfolgte nach Aktenlage. Es sind insbesondere die Untersuchungsergebnisse des Grundwassergütemonitorings [WB 9a] sowie weiterführende Bearbeitungen zur Genese und Beschaffenheitsprognose des Kippengrundwassers im Tagebau Welzow-Süd aus [WB 7] und [WB 9c] eingeflossen. Gesonderte Untersuchungen und Messungen wurden nicht angestellt. Das Gutachten findet Verwendung bei der strategischen Umweltprüfung des beantragten Vorhabens durch die Gemeinsame Landesplanungsabteilung der Länder Berlin-Brandenburg, Referat GL6 und dem Regionalen Planungsverband Oberlausitz-iederschlesien.

6 ".7..j nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zurn Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit rf': Juni Seite Untersuchungsmethodik. Beschaffenheit des Grundwassers Durch vielfältige Maßnahmen der Qualitätssicherung liegen konsistente Datenreihen zur Grundwasserbeschaffenheit im Einflussbereich der Tagebausümpfung vor. Die Grundwasserbeschaffenheit im Einflussbereich des Tagebaus Welzow-Süd wird seit 997 systematisch durch ein jährliches Grundwassergütemonitoring untersucht [WB 9a]. Das Beobachtungsnetz des Monitorings umfasste im Förderraum Welzow-Süd zuletzt Messstellen. Damit werden alle relevanten Grundwasserleiter in den maßgebenden äußeren Absenkungsbereichen des Tagebaus sowie das Kippengrundwasser überwacht. Das Grundwassergütemonitoring hat die Früherkennung eventueller Gefährdungen für Wasserfassungen, Fließ- und Standgewässer, grundwasserabhängiger Landökosysteme sowie für weitere Schutzgüter zum Ziel. Die chemische Untersuchung des Grundwassers erfolgt nach einem umfangreichen chemisch-analytischen Programm, das auf die besonderen Probleme des Bergbaus abgestimmt ist. Seit 7 werden im Rahmen des Grundwassergütemonitorings zusätzlich die Belange der Landesumweltbehörden hinsichtlich der sich aus der EU- Wasserrahmenrichtlinie ergebenden Verpflichtungen mit berücksichtigt. Das Untersuchungsprogramm des Grundwassergütemonitorings wurde von der VATTEFALL Europe Mining AG entsprechend erweitert. Das Grundwassergütemonitoring wird während der gesamten Laufzeit des Tagebaus und in der Zeit der nachfolgenden Bergbausanierung weitergeführt. n Abhängigkeit von der weiteren Tagebauentwicklung erfolgt eine Ergänzung bzw. Anpassung des Messnetzes.. Beschaffenheit des Kippenwassers Die Beschaffenheit des Kippenwassers wird in Grundwassermessstellen nach den gleichen Grundsätzen wie in den umliegenden Grundwasserleitern untersucht. Darüber hinaus wurden zur Beschaffenheit des Kippenwassers gesonderte Untersuchungen durchgeführt, z. B. in [WB 7] und [WB 9c]. Zielstellung dieser Untersuchungen war es, die Prozesse der Kippenwasserversauerung zu verstehen und zu quantifizieren, ihre geologischen und technologischen Abhängigkeiten zu erkennen und daraus schlussfolgernd Maßnahmen zur Minderung derselben abzuleiten.. Flutungskonzept nfolge der Massenentnahmen (Braunkohle) während des Tagebaubetriebs verbleibt nach Abschluss der Braunkohlegewinnung in der Landschaft eine Hohlform. Diese Hohlform hat erosions- und rutschungsgefährdete Böschungen. Sie liegt außerdem deutlich unterhalb des vorbergbaulichen sowie des nachbergbaulich zu erwartenden Grundwasserspiegels. Beim Auflassen des Tagebaus würde sich die Hohlform selbständig mit Grundwasser füllen. Der Grundwasseraufgang würde im Vorlauf zur Füllung der Hohlform verlaufen. Aufgrund der höheren Wasserstände im umgeben-

7 - ryn i.e.:: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) - :,-,/. Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd.., Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit i.,t Z Juni Seite 6 den Grundwasser wäre dieser Füllprozess von Rutschungen begleitet. Der natürliche Grundwasseraufgang würde außerdem durch die Lage des Tagebaurestloches am erhöhten nördlichen Rand des Lausitzer Urstromtales sehr lange Zeit in Anspruch nehmen. Zur Verbesserung der geotechnischen Sicherheit und zur Beschleunigung des Füllprozesses wird Fremdwasser zur Flutung benutzt. Die Fremdwasserflutung ist auch für die Wasserbeschaffenheit des entstehenden Tagebausees vorteilhaft. Das gegenwärtige Flutungskonzept sieht eine Fremdwasserflutung der Tagebauhohlform aus der Spree vor. Die Wasserführung der Spree wird durch die Talsperren Bautzen und Quitzdorf reguliert. Außerdem besteht die Möglichkeit, Wasser aus der eiße über den Weißen Schöps in das Einzugsgebiet der Spree überzuleiten. Die Überleitung aus der eiße wird bereits derzeit von der Lausitzer und Mitteldeutschen Bergbau-Verwaltungsgesellschaft (LMBV) praktiziert. Das Wasser für die Flutung fällt in Abhängigkeit von den hydrologischen Bedingungen diskontinuierlich an. n den meist abflussschwachen Sommermonaten wird eine Entnahme von Flutungswasser nur eingeschränkt oder zeitweilig gar nicht möglich sein. Dagegen kann in Hochwassersituationen oder allgemein bei höheren Durchflüssen mit einer größeren Entnahmemenge gerechnet werden. Die künftige Verfügbarkeit des Flutungswassers wurde mit dem behördlich anerkannten Modell WBaMo (Water Balance Modeling) der Firma DH-WASY GmbH berechnet. Die Berechnungen erfolgten auf stochastischer Grundlage. Damit wird die natürliche Bandbreite des Wasserdargebots und der Abflussverhältnisse in den Fließgewässern reflektiert. m Modell WBalMo sind alle relevanten Gewässernutzer des Spree-Einzugsgebietes berücksichtigt. Die Wasserentnahmen der utzer ordnen sich einer behördlich festgesetzten Rangfolge unter. Die Flutung von Tagebauseen erfolgt überwiegend in einem nachgeordneten Rang zu anderen Gewässernutzern. Die Flutung des künftigen Tagebausees Welzow wurde als neuer utzer in das Modell WBaMo aufgenommen. Unter Berücksichtigung der künftigen utzungen und von Limitierungen im Gewässer, wie z. B. die Gewährleistung von ökologischen Mindestabflüssen an definierten Pegeln, kann die Verfügbarkeit von Flutungswasser ausgewiesen werden. Aus der Verfügbarkeit des Flutungswassers ergibt sich die Dauer der Flutung. Die Dauer der Flutung hat ihrerseits Auswirkungen auf die Wasserbeschaffenheit im Tagebausee (Abschnitt.). Allgemein gilt, dass eine schnelle Flutung zu einem günstigeren hydrochemischen Zustand im Tagebausee führt.

8 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd., Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit ff. Juni Seite 7. Wasserbeschaffenheit im Tagebausee Für die hydrochemische Prognose des künftigen Tagebausees wird ein Modellkonzept verwendet, das seit Anfang der 99er Jahre in Begleitung des Sanierungsbergbaus der LMBV Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbh systematisch entwickelt wurde. Das Modellkonzept hat Eingang in die gutachterliche Praxis im Braunkohlenbergbau gefunden und ist von den fachlich Beteiligten als Stand der Technik akzeptiert, vgl. [LUA 99] und [LUA ]. Die Prognose der Wasserbeschaffenheit in Tagebauseen erfolgt auf der Grundlage von Stoffmengenbilanzen. Die Basis hierfür bildet eine konsistente Wasserbilanz. Die Wasserbilanz des Tagebausees, d. h. der Wasserspiegelanstieg, die Volumenentwicklung sowie die Volumenströme des zuströmenden bzw. abströmenden Grund- und Oberflächenwassers werden durch geohydraulische Berechnungen ermittelt. Das Stoffmengenbilanzmodell führt die bilanzierten Volumenströme des Wassermengenmodells unter Annahme repräsentativer Wasserbeschaffenheiten der Teilströme zusammen. Der See wird problemadäquat räumlich diskretisiert. n den meisten Fällen genügt das Abstraktionsniveau eines Mischreaktors. eben den volumenstromgebundenen Stoffströmen werden in der Stoffmengenbilanz des Tagebausees weitere wichtige Prozesse berücksichtigt, wie z. B. der Gasaustausch des Gewässers mit der Atmosphäre und die Stoffeinträge durch Erosion der Uferböschungen. Diese Stoffströme werden durch geeignete Teilmodelle berechnet. Die komplexen homogenen und heterogenen hydrogeochemischen Prozesse im Tagebausee werden mit dem Programm PHREEQC [Parkhurst & Appelo 999] berechnet (Bild ). Wassermengenbilanz Stoffmengenbilanz ye ee:" Qtfflzti.C OW t am* ie deise G rue eee vekeke Q. e C Se %eia CSee) ereteak R Atm V Hydrogeochemisches Reaktionsmodell (PHREEQC) umm* Qowab C, Stoffinhalt Grundwasser- Oberflächenwasserdes Sees d(v C), dt zustrom.clwzu + zustrom cl)owzu E(Qi csee)gwab E(QJ Csee)owab Grundwasser- Oberflächenwasserabstrom abstrom Gasaustausch Atmosphäre ±RAtm Rau Stoffel itrag Böschungen +R oo a K Ca J Mg Fe Al C(+) S(+6) [ C M+)j, (-) RDm Chemische Reaktionen RReak R Reak Rretak Bild : Prinzipdarstellung zur Modellierung der Wasserbeschaffenheit in Tagebauseen (Stoffmengenbilanzgleichung mit volumenstromgebundenen Stoffströmen sowie nicht volumenstromgebundenen Stoffeinträgen und Stoffausträgen; rote Markierung: Berechnung durch PHREEQC; blaue Markierung: gesonderte Teilmodelle)

9 'j )]..z> nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd..;.: Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit e..,.* ri".. Juni Seite 8 Die Stoffbilanzgleichung eines Tagebausees lautet in allgemeiner Form wie folgt: d(v C)see dt -E(Q,.ci). -E(Qk C RS )OWab E (Q C RS )GWab R see () mit (V C) s Stoffinhalt des Tagebausees (Q.Ci)owzu Stoffstrom mit dem Oberflächenwasserzufluss (i) (Qi Ci)Gwzu Stoffstrom mit dem Grundwasserzufluss (j) (Qk'CRS)Wab Stoffstrom mit dem Oberflächenwasserabfluss (k) (Q*CRS)GWab Stoffstrom mit dem Grundwasserabfluss () R Summe aller nicht volumenstromgebundenen Stoffumsätze (m) Die aus dem See abfließenden Volumenströme bzw. die Wasserentnahmen haben immer die Wasserbeschaffenheit des Seewassers. Die nicht volumenstromgebundenen Stoffeinträge beinhalten: Rsee = R Bij ± R Atm + R Reak ± R Bio RKond () mit RK) Stoffeintrag aus den Böschungen (z. B. Erosion, Diffusion) RAtm Stoffaustausch mit der Atmosphäre (z. B. Gasaustausch) RReak Stoffumsätze durch homogene chemische Reaktionen (z. B. Komplexbildung, Dissoziation) und heterogene chemische Reaktionen (z. B. Eisenfällung) RBio Stoffumsätze durch biologische Prozesse (z. B. Primärproduktion, Respiration) RKond Stoffeintrag durch verfahrenstechnische Konditionierung (z. B. in-lake-verfahren der chemischen eutralisation) Das in den Tagebausee eintretende Grundwasser wird veränderten geochemischen Randbedingungen unterworfen. Zwischen dem Seewasser und der Atmosphäre stellen sich neue Partialdrücke für Sauerstoff und Kohlendioxid ein, in deren Folge sich der Redoxzustand und das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht verändern. Das führt zu einer Reihe chemischer Reaktionen, unter anderem zur Oxidation von Eisen() zu Eisen() und zur Ausfällung von Eisenhydroxid. Diese Reaktionen werden mit dem Programm PHREEQC [Parkhurst & Appelo 999] abgebildet.

10 :/ /.::: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden). sie Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. k:,, o'd Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit :f. j ft, Juni Seite 9 Untersuchungsergebnisse. Grundwasser Der Absenkungstrichter des Tagebaus Welzow-Süd reicht in Abhängigkeit von den geologischen Verhältnissen unterschiedlich weit in das Vorland. Die von der Grundwasserabsenkung betroffenen maßgebenden Absenkungsräume sind (vgl. Bild ): () Pleistozäne Grundwasserleiter in der Bahnsdorf-Blunoer Rinne (Süden) () Tertiäre Grundwasserleiter im Bereich des Altbergbaus Proschim (Südwesten) () Pleistozäne und tertiäre Grundwasserleiter im westlichen und nordwestlichen Tagebauvorfeld zwischen eupetershain und Drebkau (Westen) () Pleistozäne Grundwasserleiter in der Drebkau-Bloischdorfer Rinne (orden) () Pleistozäne und tertiäre Grundwasserleiter zwischen dem Tagebau und der Spree bzw. der Talsperre Spremberg (Osten) e9 e Bagenz-West 7 r!, Gß Steinitz, 7 ' ( 7 Bild : Topographische Lage des Tagebaus Welzow-Süd (Stand 9; genehmigtes Abbaufeld: hellgrün; Erweiterungsfeld: dunkelgrün gestrichelt), Kohlefelder des. LFH (hellbraun), Grundwasserkörper nach EU-WRRL, pleistozäne Rinnen und geplanter Welzower See

11 9,enri: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) ::.=;://e.p Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. ' ere: : zzs Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit Juni Seite Vom Tagebau werden folgende, gemäß der EU-Wasserrahmenrichtlinie l definierte, Grundwasserkörper beeinträchtigt: HAV MS Mittlere Spree B SE - Schwarze Elster Der jetzige Tagebau Welzow-Süd liegt auf der Welzower Tertiärhochfläche, schwenkt nach mit der AFB F6 in südliche Richtung in das Teilfeld Süd (ehemals Teilfeld Proschim) und schließlich in den Randbereich des Lausitzer Urstromtals ein. Das Teilfeld Süd ist bereits vom früheren Oberflözbergbau überprägt. m Tagebauvorfeld dominieren tertiäre Grundwasserleiter. Die Haupthangendgrundwasserleiter sind der G und der G. Außerhalb des Altbergbaus sind auch die tertiären Grundwasserleiter G und G verbreitet. n der südlich angrenzenden pleistozänen Bahnsdorf-Blunoer Rinne können stellenweise Geschiebemergel enthalten sein (Bild ). m Lausitzer Urstromtal Welzower Tertiärhochfläche lederlausllzer Grenzwall - Legende gl ogirmew l fkmeg amhemme' = Ton tortlk mem' Sand»U - Braunlee Bild : Geologisches ormalprofil des Tagebaus Welzow-Süd, Schnittrichtung ord-süd Vgl. FGG Elbe: Begründung für Ausnahmen" von Bewirtschaftungszielen, -fristen, und -anforderungen für die im deutschen Teil der Flussgebietseinheiten Elbe und Oder durch den Braunkohlenbergbau und den Sanierungsbergbau beeinflussten Grundwasserkörper in Übereinstimmung mit der EU-Wasserrahmenrichtlinie"

12 c:; nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) * Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit - Je :*/ if: Juni Seite.. Pleistozäne Grundwasserleiter in der Bahnsdorf-Blunoer Rinne (Süden) nfolge der Flutung der Tagebauseen der erweiterten Restlochkette durch die LMBV Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbauverwaltungsgesellschaft mbh strömt derzeit Grundwasser aus der Bahnsdorf-Blunoer Rinne in Richtung nördliche Richtung und führt zur allmählichen Auffüllung der durch die Alttagebaue entwässerten Porenräume. An einigen Stellen haben sich bereits durchgängige Strombahnen von der Erweiterten Restlochkette zu den Entwässerungsanlagen des Tagebaus Welzow- Süd ausgebildet. Von der VATTEFALL Europe Mining AG ist vorgesehen, den Grundwasserabstrom von der Erweiterten Restlochkette durch den Bau einer Dichtwand wirksam zu unterbinden. Das Grundwasser in der Bahnsdorf-Blunoer Rinne ist durch den Abstrom aus den überwiegend stark sauren Tagebauseen (LMBV) und durch die jahrzehntelange Grundwasserabsenkung hydrochemisch beeinflusst. m unmittelbaren Abstrom der Tagebauseen Skado und ordschlauch wird ein hoch mineralisiertes, vor allem ein sulfat- und eisenreiches Grundwasser nachgewiesen. Die Sulfatkonzentration des Grundwassers liegt hier in den oberen pleistozänen Grundwasserleitern G und G6 zwischen 8 und. mg/l. eben der erhöhten Sulfatkonzentration äußert sich der jahrzehntelange bergbauliche Einfluss vor allem in hohen Eisenkonzentrationen. Die Eisenkonzentration des Grundwassers in der Rinne erreicht aktuell Konzentrationen von bis mg/l. Bei Belüftung reagiert das Grundwasser sauer. Die maßgebende Basenkapazität KB,ox des belüfteten Grundwassers liegt derzeit bei ca. bis mmol/l... Tertiäre Grundwasserleiter im Bereich des Altbergbaus Proschim (Südwesten) m Zuge des früheren Oberflözbergbau (. Lausitzer Flöz) östlich der Ortslage Welzow wurden die oberen tertiären Grundwasserleiter G und G überbaggert. Die Grundwasserleiter G und G im Liegenden der Altkippe Proschim blieben u nverritzt. m Rahmen des Grundwassergütemonitorings wurde in diesem Bereich der Grundwasserleiter G untersucht. Die Grundwasserbeschaffenheit unterscheidet sich vom bergbaulich unbeeinflussten G im westlichen Vorfeld des Tagebaus Welzow- Süd. Durch die Grundwasserneubildung auf der Altkippe Proschim wurden die Reaktionsprodukte der Pyritverwitterung teilweise in den darunterliegenden Grundwasserleiter G eingewaschen. Die Sulfat- und Eisenkonzentration sind deshalb stellenweise stark erhöht und erreichen Werte von.7 mg/l bzw. mg/l. nfolge der erhöhten Eisenkonzentration neigt das Grundwasser des G im Liegenden der Altkippe Proschim bei Belüftung ausnahmslos zur Versauerung. Die berechneten Basenkapazitäten KB,ox liegen zwischen, und mmol/l.

13 -7) : nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit : Juni Seite.. Pleistozäne und tertiäre Grundwasserleiter im westlichen und nordwestlichen Tagebauvorfeld zwischen eupetershain und Drebkau (Westen) Das aktuell aus westlicher Richtung dem Tagebau Welzow-Süd zuströmende Grundwasser ist bergbaulich unbeeinflusst und zeigt in allen Messstellen eine ähnliche Mineralisation. Die elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen und 7 ps/cm. Das Grundwasser enthält zwischen und mg/l Sulfat sowie bis mg/l Eisen. Ammoniumstickstoff und Mangan sind jeweils mit weniger als mg/l enthalten. Räumliche Unterschiede bestehen bei der Säurepufferung des Grundwassers. ahe der Gemeinde eupetershain wurde bisher ein stellenweise versauertes Grundwasser mit einer schwachen Säurekapazität Ks, von, bis, mmol/l gefunden. Weiter nördlich ist die Säurekapazität deutlich höher. Das Grundwasser ist hier mit ph re 6 bis ph re 7 neutral und mit einer Säurekapazität von Ks, re bis mmol/l gut gepuffert. Bei Belüftung neigt das Grundwasser nicht zur Versauerung... Pleistozäne Grundwasserleiter in der Drebkau-Bloischdorfer Rinne (orden) Das Grundwasser in den pleistozänen Grundwasserleitern der nördlich angrenzenden Drebkau-Bloischdorfer Rinne weist hydrochemisch keine bergbauliche Beeinflussung auf. Die Sulfatkonzentration liegt mit 6 bis mg/l im Bereich der geogenen Hintergrundkonzentration. Eisen ist nur in geringen Konzentrationen von weniger als mg/l nachweisbar. Die Säurekapazität Ks, liegt bei ca., mmol/l. Bei Belüftung weist das Grundwasser keine Versauerungsneigung auf. m Einflussbereich von Geschiebemergeln werden im Grundwasser lokal deutlich höhere Säurekapazitäten bis ca. 7 mmol/l gemessen... Pleistozäne und tertiäre Grundwasserleiter im Bereich zwischen dem Tagebau und der Spree bzw. der Talsperre Spremberg (Osten) Östlich des Tagebaus Welzow-Süd steigt bereits seit mehr als Jahren der Grundwasserspiegel an. m östlichen Randbereich der Kippe ist der Grundwasserstand seit Beginn des systematischen Grundwassergütemonitorings im Jahr 997 um ca. Meter angestiegen. m Pleistozängrundwasserleiter G6 wurde während des Anstieges eine gleichbleibende Grundwasserbeschaffenheit registriert. Das Grundwasser war stets neutral und mit einer Säurekapazität K, von, bis, mmol/l gepuffert. Die Sulfatkonzentration lag in einem engen Konzentrationsbereich von bis mg/l. Die Eisenkonzentration betrug gleichbleibend 8 bis mg/l. Bei Belüftung unterliegt das Grundwasser keiner Versauerung. Das Grundwasser des G und G unterscheidet sich vom G6 nur geringfügig durch höhere Eisenkonzentrationen bis etwa mg/l. Die Sulfatkonzentration liegt ebenfalls im Bereich um mg/l. nfolge der erhöhten Eisenkonzentration reagiert das Grundwasser bei Belüftung schwach sauer.

14 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit r. Juni Seite..6 Bewertung Mit der geplanten Feldeserweiterung im Teilabschnitt wird sich der Tagebau Welzow-Süd und damit der Grundwasserabsenkungstrichter weiter nach West/ Südwest bzw. Südost ausdehnen. Davon sind im Wesentlichen die tertiären Grundwasserleiter G und G im westlichen und südwestlichen Vorfeld sowie die pleistozänen Grundwasserleiter im Übergangsbereich zum Lausitzer Urstromtal betroffen. Mit dem Tagebaufortschritt wird die Altkippe Proschim überfahren und gemeinsam mit den bisher noch unverritzten Sedimenten des G und des G erneut verkippt. n den östlichen und nördlichen Herkunftsräumen findet derzeit bereits der Grundwasserwiederanstieg statt. n außerhalb des geplanten Abbaugebietes liegenden Bereichen, in denen durch die Grundwasserabsenkung eisendisulfidhaltige Sedimente belüftet wurden, kann im Zuge des Wiederanstieges eine Erhöhung der Konzentrationen vorksulfat, Eisen, Calcium, Magnesium, Aluminium und Mangan erwartet werden. M UMfeld des Tagebaus Welzow-Süd blieben solche Beobachtungen aber bislang auf den südlichen Grundwasserherkunftsraum in der Bahnsdorf-Blunoer Rinne beschränkt (Abschn...).. Ki ppenwasser Die Beschaffenheit des Kippenwassers wurde in [WB 7] und [WB 9c] untersucht und bewertet. Die Beschaffenheit des Kippenwassers lässt sich danach derzeit in einen nordöstlichen, östlichen und südlicher Bereich regionalisieren. Die Bereiche sind jeweils durch drei Grundwassermessstellen belegt (Tabelle ). m Vergleich zum Grundwasser der gewachsenen Grundwasserleiter (Abschn..) ist die Salinität des Kippenwassers deutlich erhöht. Die elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen 8 und. ps/cm. Das Grundwasser ist mit kippentypischen nhaltsstoffen wie Sulfat, Calcium und Eisen angereichert. Die Sulfatkonzentration des Kippenwassers liegt zwischen und. mg/l. Die Eisenkonzentration spreizt sich über einen weiten Bereich von 6 bis über mg/l. m östlichen Teilbereich der nnenkippe ist die Eisenkonzentration deutlich niedriger, als in den anderen Teilbereichen (Tabelle ). Mit Bezug auf Pyrit ist Eisen in einem deutlich unterstöchiometrischen Verhältnis zum Sulfat im Kippenwasser enthalten. Ein beträchtlicher Teil des durch die Pyritverwitterung freigesetzten Eisens ist folglich in der Kippe fixiert. Das Grundwasser in der Kippe des Tagebaus Welzow-Süd ist im originalen Zustand überwiegend schwach sauer bis neutral. Der vor Ort gemessene ph-wert liegt zwischen ph = und ph = 7. m nördlichen und östlichen Bereich weist das Kippenwasser eine sehr hohe Alkalinität von bis mmol/l auf. Diese Alkalinität bleibt aufgrund der vergleichsweise niedrigen Metallgehalte auch bei Belüftung erhalten. m nördlichen Bereich reagiert lediglich das Grundwasser einer Messstelle bei Belüftung schwach sauer. Das Grundwasser aller anderen Messstellen reagiert bei Belüftung neutral bis schwach alkalisch, wobei die Alkalinität im östlichen Bereich etwa doppelt so hoch ist wie im nördlichen Bereich der Kippe. m südlichen Bereich der nnenkippe Welzow reagiert das Kippenwasser bei Belüftung einheitlich schwach sauer. Die Basenkapazität KB. des versauerten Grundwassers ist jedoch gering.

15 e... nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. ' Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit - Juni Seite Tabelle : Kennwert Grundwasserbeschaffenheit im Bereich der nnenkippe des Teilfeldes Welzow Maßeinheit ordöstlicher Teil Östlicher Teil Südlicher Teil 69() 667() 886() 8() B() 67() 6() 97() 7() PH Leitfähigkeit ps/cm KS, mmol/l KB8, mmol/l Calcium mg/l Sulfat mg/l Eisen-gelöst mg/l Mangan mg/l Aluminium mg/l < < < berechnete Werte zur Versauerungsneigung phox -,J,. 9 9,..., Ks.x mmol/l KB.ox mmol/l,8,... Sättigungsindex Calcit < ± << Das Grundwasser im östlichen Bereich der Kippe ist gegenüber Calcit gesättigt. Die neutrale Reaktion, die hohe Alkalinität und die Calcitsättigung dieses Kippenwassers sind ndizien für einen stöchiometrischen Überschuss der Calciumkarbonate gegenüber dem verwitterten Pyrit in den verkippten Sedimenten. Das Kippenwasser ist ausnahmslos sauerstofffrei. Eisen liegt im Kippenwasser ausschließlich in seiner reduzierten zweiwertigen Form vor. Als weiterer redoxrelevanter Wasserinhaltsstoff kommt Stickstoff ausschließlich als Ammonium-Stickstoff vor. Mangan ist regelmäßig in erhöhter Konzentration nachweisbar. Aluminium wird wegen des gepufferten Zustandes des Kippenwassers nur in geringen Konzentrationen gefunden. Auch das Metalloid Arsen und die Schwermetalle Kobalt, Zink und ickel sind nur in geringen Konzentrationen nachweisbar. Die günstige hydrochemische Situation im Grundwasser der Kippe Welzow-Süd ist vor allem auf den seitlichen Zufluss gut gepufferten Grundwassers aus hangenden pleistozänen und tertiären Grundwasserleitern an der ord- und Ostmarkscheide des Tagebaus, auf den hohen Anteil eines gut gepufferten Liegendgrundwassers an der Genese des Kippenwassers infolge der hydrogeologischen Konstellation des Tagebaus sowie auf den hohen Anteil pleistozäner calciumkarbonathaltiger Sedimente einschließlich saalekaltzeitlicher Geschiebemergel in Teilbereichen der Kippe Welzow zurückzuführen (vgl. [WB 7]).

16 %; nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. ve/. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit f: Juni Seite n [WB 7] wurden der Umfang der Pyritverwitterung und die Anteile relevanter geochemischer Prozesse an der Pufferung des Kippenwassers für die Kippe des Teilfeldes Welzow mittels inverser hydrogeochemischer Modellierung quantifiziert. Anhand der aktuell gemessenen Beschaffenheit des Kippenwassers wurde die Pyritverwitterung im Median mit mmol/l eingeschätzt, was einer Säurebildung von 6 mmol/l entspricht. Die Karbonatverwitterung findet im Umfang von etwa mmol/l statt und hat damit einen Anteil von ca. % an der Pufferung. Gemessen an der Freisetzung von Calcium und Magnesium hat der Kationenaustausch einen Anteil von etwa % an der Pufferung. Die Fixierung von Eisen() in gleicher Menge an den Kationenaustauscher entzieht dem Kippenwasser potentielle Säure. Die Pufferprozesse führen in der Gesamtbilanz im Mittel zu einer Überkompensation der Versauerung in der Kippe des Teilfeldes Welzow. Lokal bestehen jedoch Unterschiede in der Versauerungsneigung des Kippenwassers. nsbesondere in den südlichen Teilbereichen der Kippe des Teilfeldes Welzow, künftig auch im Teilfeld Süd ist mit einer Versauerung des Kippenwassers zu rechnen. Die potentiellen Säuregrade werden hier jedoch nicht die Größenordnung der Versauerung aus anderen bekannten Braunkohleabraumkippen in der Lausitz erreichen.. Flutung Bei Weiterführung des Tagebaus Welzow-Süd einschließlich des Teilabschnitts wird mit dem Auslaufen der Kohleförderung im Jahr gerechnet. Die Flutung der verbleibenden Hohlform des Tagebaus Welzow soll etwa im Jahr 7 beginnen. Als Ressource für die Flutung der Tagebauhohlform ist ausschließlich die Spree vorgesehen. Die Flutung mit Spreewasser soll zunächst bis zum Erreichen des geplanten stationären Endwasserstandes von + mh betrieben werden. Der stationäre Endwasserstand im Bergbaufolgesee ergibt sich aus dem hydraulischen Gefälle zwischen der Hauptwasserscheide Spree/Schwarze Elster im orden und dem Lausitzer Seenland im Süden. Durch die Flutung werden der Absenkungstrichter und die Hohlform mit Wasser gefüllt. Das maximale Wasserdefizit tritt zum Zeitpunkt des Auslaufens des Tagebaus auf und beläuft sich voraussichtlich auf etwa,8 Mrd. m (Tabelle ). Tabelle : Maximales Wasserdefizit im Fördergebiet Welzow bei Auslaufen der Kohleförderung im Jahr für einen Zielwasserstand von + mh Kenngröße Maßeinheit Tagebau Welzow-Süd mit Teilabschnitt Auslaufen der Kohleförderung Absenkungstrichter Mio. m. Hohlform Mio. m 7 Wasserdefizit gesamt Mio. m.8

17 ' es. e.:; nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit f, Juni Seite 6 Auf der Grundlage von Berechnungen der Firma DH-WASY GmbH mit dem Modell WBaMo wurden Flutungsszenarien für den zukünftigen Welzower See ermittelt. Die mit WBaMo bilanzierten Flutungsvarianten berücksichtigen den Weiterbetrieb des Tagebaus ochten mit Vorranggebiet (beantragtes Erweiterungsfeld) sowie eine technische Entnahmekapazität der Pumpstation an der Spree von m /s. n der instationären Flutungsphase ist modellseitig eine natürliche Auffüllung des Porenvolumens durch Grundwasserneubildung in Höhe von,76 Mio. m /a angesetzt. Die künftige Wasserverfügbarkeit und die daraus resultierende Flutungsdauer hängen im Wesentlichen von folgenden weiteren Randbedingungen ab: Betrieb einer eißewasserüberleitung in das Einzugsgebiet der Spree Rang der Flutung des Welzower Sees in Bezug zur Flutung des Mühlroser Sees (Tagebau ochten) Hinsichtlich der eißewasserüberleitung wird zunächst vom derzeitigen Genehmigungsstand ausgegangen. Aus den o. g. Randbedingungen ergeben sich vier abgestimmte Grundvarianten für die Flutung des Welzower Sees (Tabelle ). Tabelle : WBaMo-Grundvarianten für die Flutung des Welzower Sees WBaMo- Variante eißewasserüberleitung Rang zur Flutung des Mühlroser Sees Flutungsabschluss Mittlere Flutungsmenge bis zur Vollfüllung in m /s VE9-g- gleichrangig 7,9 ein VE9-n- nachrangig 78,7 VE9-.g- gleichrangig 7, Ja VE9-.n- nachrangig 7, m Ergebnis der Modellrechnungen mit den genannten Randbedingungen lassen sich bei Flutungsbeginn im Jahr 7 voraussichtlich mittlere Flutungswassermengen von,7 bis, m /s und mittlere Flutungszeiträume von bis Jahren realisieren. Durch die eißewasserüberleitung können die mittlere Flutungsmenge um, bis, m /s erhöht und die Flutungsdauer um bis Jahre verkürzt werden. Wenn die Flutung des Welzower Sees gleichrangig zur Flutung des Mühlroser Sees erfolgt, kann die mittlere Flutungsmenge nochmals um, bis, m /s gesteigert und die Flutungsdauer damit um weitere bis Jahre verkürzt werden.

18 JJ ple: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit e, Juni Seite 7. Tagebausee.. Morphometrie Das Volumen des Welzower Sees wird rund 7 Mio. m betragen. Die mittlere Tiefe des Sees wird ca. Meter und die maximale Tiefe ca. 7 Metern betragen. Erfahrungen des Sanierungsbergbaus der LMBV besagen, dass die großen Tiefen infolge von Massenumlagerungen während der Flutung im Endzustand meist nicht mehr nachweisbar sind. Tabelle : Morphometrische Eckdaten für den künftigen Welzower See Kennwert Maßeinheit Welzower See stationärer Wasserspiegel mh +, Seevolumen Mio. m 7 Seefläche ha.6 Uferlinie km maximale Tiefe ) m - 7 mittlere Tiefe ) m ^' ) aus der Morphometrie abgeleitet, nach der Flutung meist geringer ) berechnet aus dem Quotienten von Volumen und Fläche Die Morphometrie des Sees richtet sich nach der Technologie und Massendisposition im Endstadium des Tagebaus. Sie ist im vorliegenden Fall durch einen großflächigen Tiefenwasserbereich im mittleren bis westlichen Bereich mit steilen gewachsenen Böschungen sowie einem flachen nnenkippenareal im östlichen Bereich mit einem tiefen Randschlauch an der südlichen Markscheide gekennzeichnet (Bild ). 9 6 Bild : Voraussichtliche Gewässermorphometrie des Welzower Sees bei einem Wasserspiegel von + mh

19 y e:: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) "..j #; Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit te: Juni Seite 8.. Wasserbilanz Der Welzower See wird durch Flutungswasser aus der Spree, durch iederschlag, durch Oberflächenwasser aus dem Einzugsgebiet und durch Grundwasser gespeist. Verlustgrößen sind die Gewässerverdunstung, der Abstrom ins Grundwasser sowie die oberirdische Ausleitung. Die Flutung aus der Spree soll im Jahr 7 beginnen. Die mit WBaMo bilanzierten Flutungsvarianten für den Tagebau Welzow (vgl. Abschn..) berücksichtigen den Weiterbetrieb des Tagebaus ochten mit Vorranggebiet (beantragtes Erweiterungsfeld) sowie eine technische Kapazität der Pumpstation an der Spree von m /s. Die künftige Wasserverfügbarkeit und die daraus resultierende Flutungsdauer hängen vom Betrieb der eißewasserüberleitung in das Einzugsgebiet der Spree und vom Rang der Flutung des Welzower Sees in Bezug zur Flutung des Mühlroser Sees (Tagebau ochten) ab (vgl. Abschn..). Bei der eißewasserüberleitung wird zunächst vom derzeitigen Genehmigungsstand ausgegangen. Danach können jährlich maximal Mio. m eißewasser entnommen werden. Jede WBalMo-Bewirtschaftungsvariante enthält Realisierungen, welche die Stochastik des Wasserdargebots abbilden. Zur Kennzeichnung der hydrometeorologischen Spannweite wurden für die Beschaffenheitsprognose jeweils drei Realisierungen hinsichtlich der Flutungsdauer ausgewählt: die -Perzentile, der Median (-Perzentile) und die 9-Perzentile. Die Ergebnisse der WBaMo-Berechnungen für die entsprechenden Realisierungen sind in der Tabelle gekennzeichnet. Die ausgewählten Realisierungen weisen eine ausgeprägte individuelle Dynamik auf Bild. Wasserstand [m] ti C7) Ce) ln ' Co LO OC) C\ Perz (Rea8) ti c» r c,") tn Cr) r M ) Co Co CO CO er) CO CO. f. - O O O r M ln ) % Ce) Cr) CO CO CO CO CO C) Cr) ) ) CD (7 Perz (Rea7) 9Perz (Rea) Mittel aller Realisierungen Bild : Ausgewählte Realisierungen und Mittel aller Realisierung der WBaMo-Variante VE9-n- (ohne eißewasserüberleitung, Flutung nachrangig zur Flutung des Mühlroser See)

20 Mittlerer Vo lumenstrom der Flutung -." nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) J sf/. e.y. Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. y_ 7:. qi r... Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit.t U Juni ') co " 7) ) LT. c ) ti co O.o L. c ) O.) 7 c "ru. 9.' 9' 6' ZO'. ZO zoo` o 9E' OE 6' z ` E ` oeo` o slew CCL` 9L ` 9 7'. E9' 997` 9E9'. 966' /69` 9, v 969' slew 7` 6E `6 ' 7 6' 6 LE 9'. 6` ` - ZE WBa Mo- Realisierung Flutungsende Flutungsdauer Real Real 78 Real Real 7 Rea l 88 Real 8 Real Feb 79 Jul 7 Jan 68 Dez 8 Ap r 7 Jul 68 Jan 8 Mrz 7 Apr 86 Mai 78 Ap r 7 leau.9 lead 7. leed leed ue!pa vy gaju. -der RtalisiertAghinsichtlich der Flutungsdauer -Perze ntile 9-Perze ntile -Perzentile Median 9-Perzentile -Perze ntile Median 9-Pe rze ntile -Perze ntile Med ia n 9-Perze ntile Jahre. co % c. :. Z C C C ca d= r W. U. w c to 'r «To" te * CO., CO. 6ffiueRpeiß 6!6uan.peu :- 6) _ c.; C ' C C ' C VE9 g- VE9 n- Rang : Rangfolge des Wasserbedarfs des Welzower Sees gegen ü ber der Flutung des Mü h lroser Sees (Tagebau ochten ) ) achsorge nach Absch luss der Flutu ng nur zur Stützung des Zielwassersta ndes a) c). > " c c.;,-- a) c:e in > Mittlerer Volu menstrom der achsorge ) Seite 9

21 7.9 Fortschreibung rf. nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlniann (Dresden) des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit Y Juni Seite Die klimatische Wasserbilanz des Sees, berechnet als Differenz zwischen dem iederschlag und der Gewässerverdunstung, liegt voraussichtlich zwischen mm/a und - mm/a. Der Grundwasseraustausch des Tagebausees Welzow wurde von der VATTE- FALL Europe Mining AG mittels geohydraulischer Modellierung mit dem Programm PCGEOFM berechnet. Die Grundwasserströme zum See und aus dem See wurden für den instationären Flutungszeitraum und für den stationären Zustand nach Abschluss des Grundwasserwiederanstieges ausgewiesen. Wegen des hohen Rechenaufwandes wurde für den instationären Flutungszeitraum nur ein mittlerer Volumenstrom der Fremdwasserflutung in Höhe von, m /s berücksichtigt. Dieser entspricht etwa dem mittleren Erwartungswert des Flutungswasserdargebotes bei gleichrangiger Flutung des Welzower Sees im Verhältnis zum Mühlroser See (Tagebau ochten) und bei Realisierung der eißewasserüberleitung in der heutigen Größenordnung. Die geohydraulischen Berechnungen weisen für die instationäre Flutungsphase einen mittleren Grundwasserzustrom in Höhe von rund, m /s bzw. 6 m /min aus. Der Zustrom erfolgt überwiegend aus den gewachsenen Grundwasserleitern im Westen und orden. Der Grundwasserzustrom über das Liegende (Sohle) des Restloches ist nach Auskunft der VATTEFALL Europe Mining AG zu % dem Gewachsenen und zu % der Kippe zuzuordnen. -, T)L ( Aus der Bahnsdorf-Blunoer Rinne wird kein Grundwasserzustrom erwartet, dä zwischen den Sanierungstagebauen der Erweiterten Restlochkette und dem Tagebau Welzow-Süd der Bau einer Dichtwand geplant ist. m stationären Zustand findet Grundwasserabstrom nach Süden statt. ach aktuellem Planungsstand wird davon ausgegangen, dass die Dichtwand kurz vor Erreichen des geplanten Dauerstauziels perforiert wird. a6e Tabelle 6: Grundwasserbilanz des Welzower Sees, berechnet mit PCGEOFM (Datenquelle: VATTEFALL EM) Bereich Zustrom [m /s] Abstrom [m/s] instationär stationär instationär stationär Gewachsenes West +,6 +, -, Gewachsenes Süd ( -,7 Kippe ordost/ost +, +,7 -,7 - Sohle +, +,8 -,7 - Summe +,6 +,7 -,87 -,7 Die Grundwasserisohypsen zum Zeitpunkt des Flutungsbeginns und die Grundwasserbilanzräume des Welzower Sees sind in Bild 6 gezeigt.

22 l_9) itib: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) ---/.*: Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd... j.) r" Strategische Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit?... // Juni Seite Bild 6: Grundwasserisohypsen zum Zeitpunkt des Flutungsbeginns und Grundwasserbilanzräume des Welzower Sees (Quelle: VATTEFALL EM).. Limnologische Einschätzung Bei einer mittleren Tiefe des Tagebausees von ca. m ist mit einem dimiktischen See mit einer stabilen sommerlichen Schichtung zu rechnen. Dimiktisch bedeutet, dass der Tagebausee jährlich zweimal, d. h. einmal zur Frühjahrszirkulation und einmal zur Herbstzirkulation, vollständig durchmischt wird. n Tiefenwasserbereichen, vor allem in den Randschläuchen, kann die Bildung eines durchmischungsfreien Monimolimnions nicht ausgeschlossen werden. Ein Monimolimnion bildet sich aufgrund von Dichteunterschieden des Wassers. Dichteunterschiede können durch ein stärker mineralisiertes Wasser, z. B. Kippenwasser, hervorgerufen werden. Aus dem Wasservolumen und der Summe der Zuflüsse zum See kann für den stationären Zustand die mittlere theoretische Verweilzeit des Seewassers von etwa Jahren berechnet werden. Die sehr lange mittlere Verweilzeit des Seewassers ist dem großen Seevolumen und der Lage des Sees auf der Hochfläche geschuldet.

23 ... V.9 fil nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit Juni Seite Tabelle 7: Mittlere theoretische Verweilzeit des Seewassers im stationären Endzustand Kenngröße Maßeinheit Wert Volumen Mio. m 7 Mittlerer Zufluss aus dem Grundwasser Mio. m /a 6, Mittlerer Zufluss von Oberflächenwasser Mio. m /a,6 Mittlere theoretische Verweilzeit a 7 gei, d'e be._yri:.7zit.. Trophische Bewertung ;-,e 77 ( /.Tṛt c':6 Das oberirdische Einzugsgebiet des künftigen Welzower Sees wird im Verg eich zur Seefläche klein sein. Die Besiedlungsdichte im Einzugsgebiet des Sees ist bis auf die Stadt Welzow sehr gering. Dominierende utzungen werden Land- und Forstwirtschaft sowie Kleingewerbe sein. Es kann deshalb mit geringen ährstoffeinträgen in den See gerechnet werden. Auch mit dem Grundwasser werden nur in geringem Umfang ährstoffe eingetragen. Der dimiktische Charakter des Sees, die sehr lange Verweilzeit des Seewassers und der Einfluss des metallhaltigen Kippenwassers lassen ein Gewässer mit einer sehr geringen biologischen Primärproduktion erwarten. Für den Welzower See wird ein oligotropher Zustand prognostiziert... Hydrochemische Entwicklung Auf der Grundlage der methodischen Darlegungen in Abschn.. wurden die stofflichen Einträge in den Tagebausee bewertet. Wesentliche Stoffquellen für den Tagebausee sind das Flutungswasser der Spree, das Grundwasser und die exponierten Böschungen. Während der Flutung dominieren die Stoffeinträge mit dem Flutungswasser sowie die Stoffeinträge durch iederschlags- und Wellenerosion der Böschungen. ach der Herstellung des Sees werden die Stoffeinträge mit dem Grundwasser und mit dem Oberflächenwasser aus dem Einzugsgebiet bestimmend. Die Wasserführung und die Beschaffenheit der Spree sind durch den aktiven Braunkohlebergbau und den Sanierungsbergbau geprägt. Der geogene Hintergrund der Sulfatkonzentration in den regionalen Fließgewässern liegt bei ca. mg/l. Durch die Einleitung gereinigter Sümpfungswässer aus den Grubenwasserreinigungsanlagen Kringelsdorf und Tzschelln in die Spree und durch die Wasserentnahmen zur Flutung und Bewirtschaftung der ostsächsischen Tagebauseen und Speicher ist die Sulfatkonzentration der Spree während der Passage durch das Untersuchungsgebiet derzeit auf etwa bis mg/l an der Gütemessstelle Zerre erhöht.

24 , os...',% nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit : Juni Seite Das künftig aus der Spree bereitzustellende Flutungswasser wird voraussichtlich eine geringere Mineralisation aufweisen. Aktuelle Untersuchungen der LMBV stellen für den Zeitraum nach eine mittlere Sulfatkonzentration in der Spree am Pegel Spreewitz zwischen und mg/l in Aussicht. Grund für den rückläufigen Trend sind Planungen der VATTEFALL Europe Mining AG, die Einleitung gereinigter, jedoch stark sulfathaltiger ochtener Sümpfungswässer in die Spree langfristig zu, verringern. Gleichzeitig ist durch dip Bewirtschaftung der Speicher Lohsa und Burghammer langfristig mit sinkenden Sulfatkonzentrationen zu rechnen. Für die Prognose cl6r. WasSerbeschaffenheit im i Tagebausee Welzow wurden die Werte in der Tabelle 8 verwendet. Sie wurden, vorbehaltlich abweichender wirtschaftlicher Entwicklungen im Einzugsgebiet zunächst für den gesamten Flutungszeitraurn beibehalten. Tabelle 8: Annahmen zur zukünftigen Flutungswasserbeschaffenheit der Spree Kennwert Maßeinheit Spree (Spreewitz) ph-wert 7, Säurekapazität Ks, mmol/l, atrium mg/l Kalium mg/l 6 Calcium mg/l 9 Magnesium mg/l Chlorid mg/l Sulfat mg/l 8 Eisen mg/l <, Aluminium mg/l <, Mangan mg/l,8 Ammonium mg/l, itrat mg/l Grr, arco..- cu )7>A-- -r r., Hinsichtlich der Sulfatkonzentration sind die Werte in der Tabelle 8 eher konservativ angenommen. Mit dem planmäßigen Auslaufen der Tagebaue ochten und Reichwalde um das Jahr entfallen die Grubenwasserreinigungsanlagen Kringelsdorf und Tzschelln und damit die Hauptquellen für die Sulfatbelastung der oberen Spree. Ein wesentliches Ziel der Flutung besteht in der Herstellung der geotechnischen Sicherheit. Die geotechnische Sicherheit kann durch das Vorauseilen" des Wasserspiegelanstiegs im See gegenüber dem Grundwasseranstieg in der Umgebung erreicht werden. Dieses Vorgehen ist auch für die hydrochemische Entwicklung des Seewassers grundsätzlich vorteilhaft, weil das stärker mineralisierte Grundwasser vom Flutungswasser zurückgedrängt wird.

25 :::g nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit f: Juni Seite Der Tagebausee wird in der Flutungsphase infolge der iederschlags- und Windwellenerosion durch Stoffeinträge aus den Böschungen beeinflusst. Die Beeinflussung ist seespezifisch von den morphologischen Gegebenheiten, den geochemischen Eigenschaften der Böschungsmaterialien sowie dem zeitlichen Verlauf der Restlochfüllung abhängig. nfolge der Pyritverwitterung enthalten die Böschungen und insbesondere die Kippensedimente hohe lösliche Stoffgehalte. Der mobilisierbare Stoffbestand liegt in Form gelöster onen im Poren- und Haftwasser, als leicht lösliche Sekundärminerale (z. B. Gips, Jarosit, Calcit) und als austauschbare onen an der Oberfläche der Bodenmatrix vor. Beim Eintrag des erodierten Böschungsmaterials in den Bergbaufolgesee werden die Stoffe freigesetzt. Das dominierende Anion der löslichen Verwitterungsprodukte ist Sulfat. n Kippenbereichen, in denen mengenanteilig auch quartäre Geschiebemergel zur Verkippung gelangten, ist anionenseitig neben Sulfat oft auch Karbonat vertreten. Sulfat und Karbonat werden bei der Auswaschung überwiegend von den Kationen Calcium, Magnesium, atrium, Kalium, Eisen und Aluminium begleitet. m nördlichen Kippenbereich des Tagebaus Welzow unterliegt das Kippengrundwasser ausnahmslos keiner Versauerungsneigung. Ursache für die hohe Alkalinität des Grundwassers sind Geschiebemergel, die in den quartären Deckgebirgssedimenten des iederlausitzer Grenzwalls im nördlichen Feldesteil des Tagebaus enthalten waren (vgl. Bild ). ach Süden nimmt der Anteil quartärer Sedimente an der Kippenzusammensetzung ab. Erwartungsgemäß weist das Kippengrundwasser im südlichen Kippenbereich bei Belüftung eine saure Reaktion auf. Es wird deshalb eingeschätzt, dass der feststoffgebundene Stoffeintrag durch Erosion während der Flutung des Welzower Sees einen Aciditätsüberschuss aufweist. n Analogie zu den südlich angrenzenden Seen der Erweiterten Restlochkette wird ein mittlerer mobilisierbarer Sulfatschwefelgehalt der Böschungsmaterialien in Höhe von mmol/kg angenommen. eben dem Sulfat wurde der Eintrag von Calcium, Magnesium, Eisen, Aluminium, Mangan, atrium, Kalium und Ammonium berücksichtigt. Der Aciditätsüberschuss beträgt 7 meq/kg. Der zukünftige Welzower See erfährt gemäß der geohydraulischen Modellierung Grundwasserzustrom hauptsächlich aus gewachsenen Grundwasserleitern und aus der nnenkippe (Abschn...). Die im Modell hierfür vereinbarte Grundwasserbeschaffenheit wurde aus den Ergebnissen des aktuellen Grundwassergütemonitorings (Abschn..) abgeleitet. Danach ist mit einem potentiell sauren Kippengrundwasser zu rechnen (Tabelle 9).

26 ) nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden),7:6 Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit f;: Juni Seite Tabelle 9: Kippenwasserbeschaffenheit für die Prognose zum Welzower See Kennwert Einheit 97().7.6 6()..6 ph-wert -,7, 7().7.6 Mittel,,7 Elektrische Leitfähigkeit ps/cm Säurekapazität K,s, mmol/l,,8,, Basenkapazität KB8. mmol/l,7 6, 6,,9 Chlorid mg/l 9 Sulfat mg/l Magnesium mg/l Calcium mg/l Eisen gelöst mg/l 9 6 Mangan gelöst mg/l,7,9,, Basenkapazität KB,oX ) mmol/l,,,7,8 ) berechnet mit PHREEQC für atmosphärische (oxische) Verhältnisse mit logpo = -.68, logpoo = -. und S_Fe(OH) =.) 6 Der Grundwasserstrom aus nördlicher und westlicher Richtung erfolgt überwiegend aus den Hangendgrundwasserleitern G und G. m Modell wird angenommen, dass der See aus westlicher Richtung bergbaulich unbeeinflussten Grundwasserzustrom mit der aktuellen Beschaffenheit des G erhält. Zur Kennzeichnung dieses Grundwassers wurde das Mittel von sechs Grundwasseruntersuchungen des aktuellen Grundwassergütemonitorings gebildet. Dieses Grundwasser besitzt eine mittlere Sulfatkonzentration von mg/l, es ist nahezu eisenfrei und verfügt unter oxischen Bedingungen über eine mittlere Säurekapazität von, mmol/l. Für den nördlichen, durch die Kippe beeinflussten Bereich, wurde die aktuelle Grundwasserbeschaffenheit des Liegenden der Altkippe Proschim angesetzt. Hierfür wurde das Mittel aus sechs repräsentativen Grundwassermessstellen gebildet. Dieses Grundwasser besitzt eine mittlere Sulfatkonzentration von 76 mg/l und eine mittlere Eisenkonzentration von 9 mg/l. Bei Belüftung reagiert das Grundwasser sauer mit einer rechnerischen Basenkapazität KB,x von, mmol/l. Für den Zustrom aus den hangenden gewachsenen Grundwasserleitern im Westen und im orden des Sees wurde ein Mischungsverhältnis von : zwischen den bergbaulich unbeeinflussten und dem bergbaulich beeinflussten Grundwasser angenommen. Das Mischgrundwasser enthält danach mg/l Sulfat sowie rund mg/l Eisen. Bei Belüftung ist das Hangendgrundwasser durch eine ungepufferte bis schwach saure Reaktion gekennzeichnet (Tabelle ).

27 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit Juni Seite 6 Tabelle : Hangendgrundwasserbeschaffenheit West/ord Prognose Welzower See Kennwert Einheit bergbaulich unbeeinflusst bergbaulich beeinflusst () () 6() 86() 66() 76() 677() 8() 66() 8() 86() 866() Mittel für das Hangende im Westen und im orden ph-wert -,7...7,7,...6,,9 Elektrische Leitfähigkeit ps/cm Säurekapazität Ks, mmol/l,...,6,...,9, Basenkapazität KB8, mmol/l,...,,8...,,8 Chlorid mg/l Sulfat mg/l Magnesium mg/l Calcium mg/l Eisen gelöst mg/l < Mangan gelöst mg/l,...,,...,,6 Basenkapazität KE,x ) mmol/l -,...-,6,...,9, berechnet mit PHREEQC für atmosphärische (oxische) Verhältnisse mit logpo = -.68, logpoo = -. und S_Fe(OH) =.) Die prognostische hydrochemische Entwicklung des Welzower Sees wurde mit dem Gewässerbeschaffenheitsmodell nach Abschn.. unter den dargestellten Randbedingungen der Grundwasserströmung sowie der Beschaffenheit der Grundund Oberflächenwässer für Varianten des dargebotsabhängigen Flutungsverlaufs berechnet (vgl. Abschn...). Die Prognoseergebnisse sind in der Anlage für den ph-wert, die Säurekapazität K, und die Sulfatkonzentration dargestellt. Der Variantenvergleich zeigt zunächst, dass der Welzower See bei frühem Flutungsbeginn zu einem neutralen und hinsichtlich der Sulfatkonzentration zu einem moderat mineralisierten Tagebausee gestaltet werden kann. Dabei wirkt sich neben der Flutung mit Spreewasser günstig aus, dass der See zum überwiegenden Teil durch bergbaulich gering beeinflusstes Grundwasser aus den westlich und nördlich angrenzenden Hangendgrundwasserleitern angeströmt wird. Die gesamte Spanne der zum Flutungsabschluss berechneten Sulfatkonzentration liegt zwischen und mg/l. Auch im ungünstigsten Fall (niedriges Dargebot, keine eißewasserüberleitung, Flutung nachrangig zum Mühlroser See) ist nur mit einer geringen Acidität des Seewassers zu rechnen. n allen anderen Fällen stellt sich im Seewasser eine schwache Säurekapazität ein. Die Spannweite der Acidität bzw. Alkalinität reicht von KB, -, bis K, +,7 mmol/l.

28 i r: ".9Mlle nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden),,,..f.., *;.:j Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd... i[, Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit :: Juni ' Seite 7 Die Ergebnisse zeigen, dass zum Abschluss der Flutung bei mittlerem bis hohem Wasserdargebot zunächst unabhängig von den Optionen eißewasserüberleitung" und utzerrangfolge" ein neutraler Wasserkörper hergestellt werden kann (Bild 7). Bei einem sehr geringen Wasserdargebot in der Flutungsphase (-Perzentile) ist zur Herstellung eines neutralen Sees zumindest die eißewasserüberleitung erforderlich (Tabelle ). Bei Verzicht auf die eißewasserüberleitung und gleichzeitig niedrigem Wasserdargebot der Spree ist mit der Ausbildung eines schwach sauren Sees zu rechnen. nsbesondere während längerer Flutungsunterbrechungen kann der ph-wert bis auf ph, in den Eisenpufferbereich absinken (Bild 8). n diesen Phasen kann die Eisenkonzentration des Seewassers bis auf ca. mg/l ansteigen. Tabelle : Wasserbeschaffenheit des Welzower Sees zum Abschluss der Flutung, Ergebnismatrix der Variantenuntersuchung (schwarz: ph -Wert, grün: Sulfatkonzentration in mg/l) WBaMo-Variante Rang eißeüberleitung iedriges Dargebot: -Perzentile Mittleres Dargebot: Median Hohes Dargebot: 9-Perzentile VE9 n- VE9_g- VE9.n- VE9.g- nach gleich nach gleich nein Fett umrahmt: Darstellung der Varianten in Bild 7und Bild 8. ja,6 7, 7,6 8 6, 7, 7,6 7 7, 7,6 7,7 6 7, 7,6 7,7 8 Aufgrund der Lage des Tagebausees im Gewässernetz ist eine Wasserbewirtschaftung als Speicher nicht vorgesehen. nfolge der langen Verweilzeit des Seewassers (Abschn...). treten Veränderungen der Wasserbeschaffenheit nach Abschluss der Flutung nur sehr langfristig ein.

29 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit Juni Seite e a) o Lr) La L() U L) LO CO CO r - CO CO ) CD C Flutung Spree Ausleitung Prognose Bild 7: Verlauf des ph-wertes im Welzower See für die Variante VE9_.g-: mittleres Wasserdargebot (Median, Realisierung 78), eißewasserüberleitung und Flutung gleichrangig zum Mühlroser See o, o UZ, n.o, LO CO CO "- co co cr) a) Flutung Spree Ausleitung Prognose Bild 8: Verlauf des ph-wertes im Welzower See für die Variante VE9n-: niedriges Wasserdargebot (-Perzentile, Realisierung 8), ohne eißewasserüberleitung, Flutung nachrangig zum Mühlroser See

30 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) _---; Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit Juni Seite 9 Schlussfolgerungen Die Untersuchungen im Rahmen der strategischen Umweltprüfung Welzow-Süd zum Themenkomplex Wasserbeschaffenheit zeigen, dass im Falle der nanspruchnahme des Teilabschnittes die Herstellung eines Tagebausees mit den regionalen Wasserressourcen möglich ist. Der Ausgleich des vergleichsweise großen Wasserdefizits und die zeitgleiche Flutung der Tagebauseen ochten und Reichwalde zieht eine Flutungsdauer von voraussichtlich bis Jahren nach sich. Die nanspruchnahme des Teilabschnitts des Kohlefeldes Welzow-Süd führt zu einer Verlängerung der hydrochemischen Einflussnahme auf das Grundwasser in der Umgebung des Tagebaus und auf das Kippenwasser. Durch den Bau einer Dichtwand zwischen dem Kohlefeld Welzow-Süd und der Bahnsdorf-Blunoer Rinne werden keine grundlegenden hydrochemischen Veränderungen im Vergleich zur nanspruchnahme des Teilabschnittes erwartet. m künftigen Welzower See stellt sich voraussichtlich eine Wasserbeschaffenheit im Hydrogencarbonatpufferbereich mit einer schwachen Pufferung ein. Die prognostizierte Sulfatkonzentration im Welzower See ist mit bis mg/l moderat und liegt im Bereich der Sulfatkonzentration anderer Lausitzer Tagebauseen. Unter Berücksichtigung der vergleichsweise geringen Ausleitmengen aus dem See ist die künftige Belastung der stromunteren Fließgewässer (Oberer Landgraben, Schwarze Elster) und Standgewässer (Sedlitzer See) mit Sulfat nur gering. Die im vorliegenden Gutachten getroffenen Aussagen und Schlussfolgerungen zur Entwicklung der Wasserbeschaffenheit im Tagebausee Welzow gelten nur für die genannten Daten und Randbedingungen. Sollten sich neue Daten und Erkenntnisse einstellen, die hiervon wesentlich abweichen, ist eine Fortschreibung erforderlich. Der VATTEFALL Europe Mining AG wird empfohlen, das Messnetz für das Grundwassergütemonitoring vor allem auf der Kippe des Tagebaus Welzow-Süd im Zuge des Grundwasserwiederanstiegs sukzessive zu ergänzen. Durch das systematische Grundwassergütemonitoring in den maßgebenden Grundwasserherkunftsbereichen des künftigen Tagebausees können die Eingangsdaten langfristig gesichert werden. n der vorliegenden Ausarbeitung wurden durch die Abstimmung von Daten und inhaltlichen Arbeiten zwischen der VATTEFALL Europe Mining AG (geohydraulische Modellierung), der DH-WASY GmbH (langfristige stochastische Wasserhaushaltsmodellierung) und dem Gutachter (hydrogeochemische Modellierung) wesentliche methodische Fortschritte für die Prognose der Wasserbeschaffenheit in den künftigen Tagebauseen der VATTEFALL Europe Mining AG erzielt. Es wird empfohlen, die Verzahnung der methodischen nstrumentarien durch eine direkte Datenübernahme ausgewählter stochastischer Szenarien der Wasserhaushaltsmodellierung in die geohydraulische Modellierung weiter zu qualifizieren. Damit kann auch die Prognose der Wasserbeschaffenheit weiter entwickelt werden.

31 - ; e.:: nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd. Strategische Umweltprüfung. Themenkomplex Wasserbeschaffenheit.. Juni Seite 6 Quellenverzeichnis [BKP 99] Braunkohlenplan zum Tagebau Welzow-Süd, räumlicher Teilabschnitt. Gemeinsame Landesplanungsabteilung der Länder Berlin-Brandenburg,..99. [WB 7] [WB 9a] [WB 9b] Prognose der Kippenwasserbeschaffenheit im Tagebau Welzow-Süd (TF Proschim) und Maßnahmen zur Minderung der Kippenversauerung. nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann, Dresden,..7 Grundwassermonitoring im Bereich der aktiven Braunkohletagebaue der VATTEFALL Europe Mining AG. Grundwassergütebericht 9. Förderrau ochten/reichwalde. nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann, Dresden,.6.9. Erfüllung von ebenbestimmungen der wasserrechtlichen Erlaubnis zum Tagebau Welzow-Süd. Teil : Maßnahmen zur Minderung/Vermeidung der Kippenversauerung bzw. ihrer Folgen. nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann, Dresden,. Dezember 9 [WB 9c] Erfüllung von ebenbestimmungen der wasserrechtlichen Erlaubnis zum Tagebau Welzow-Süd. Teil : Fortschreibung der Emissionsanalyse des Kippenwassers an der ordabdachung des iederlausitzer Grenzwalls. nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann, Dresden,. Dezember 9 [WB 9d] Erfüllung von ebenbestimmungen der wasserrechtlichen Erlaubnis zum Tagebau Welzow-Süd. Teil : Konzept zur Entwicklung der Sulfatkonzentration an den Einleitstellen. nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann, Dresden,. Dezember 9 [LBGR 8] [LUA 99] [LUA ] [Parkhurst & Appelo 999] Erlaubnisbescheid für Gewässerbenutzungen im Zusammenhang mit dem Betrieb des Tagebaus Welzow-Süd, räumlicher Teilabschnitt, 9 bis. Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe des Landes Brandenburg, Cottbus, Dezember 8. Wasserbeschaffenheit in Tagebaurestseen. Studien und Tagungsberichte Band 6, Landesumweltamt Brandenburg, 99. Tagebauseen. Wasserbeschaffenheit und wassergütewirtschaftliche Sanierung Konzeptionelle Vorstellungen und erste Erfahrungen. Studien und Tagungsberichte. Band. Landesumweltamt Brandenburg. Parkhurst, D.L. and C.A.J. Appelo: Users guide to PHREEQC (version ) a computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport and inverse geochemical caiculations. U.S.G.S. Water Resources nvestigations Report 99-9, USA, Denver, Colorado 999.

32 Für die Gemeinsame Landesplanungsabteilung der Länder Berlin-Brandenburg, Referat GL6 und den Regionalen Planungsverband Oberlausitz-iederschlesien Strategische Umweltprüfung für die Fortschreibung des Braunkohleplanes zum Tagebau Welzow-Süd Kurzgutachten zum Themenkomplex Wasserbeschaffenheit (Juni ) Anlage Ergebnisse der hydrochemischen Prognose für den künftigen Tagebausee Welzow bei unterschiedlichem Wasserdargebot

33 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Anlage Blatt Strategische Umweltprüfung Tagebau Welzow L L _L ' r O Lo o Lo r tn. CO C C.., - H- t- pg./'mi - L ph-wert ',_ L in CO,- t- CO CD Cr) C Volumenstrom [m/s], gestapelt ( E, ----, , -f - -,-, o to o in o o o CO Säurekapazität Ks. - - r L L L L t - r r i o n CO - - CO Cl) ) C7) Volumenstrom [m/s], gestapelt Sulfat. 9 ji, J L t -; -, ' in _ / i -r - / Co LO r- LO r- co ce Volumenstrom [m/s], gestape lt Flutung Spree Ausleitung Prognose - Welzower See - Prognose: Variante VE9_.g- iedriges Wasserdargebot Spree (-Perzentil): Real (mit ÜL, Flutung gleichrangig mit Mühlroser See)

34 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Anlage Blatt Strategische Umweltprüfung Tagebau Welzow ci) a AH-Wert : j_ L J. L _L g g i i [ i, i i i.. i, r,viirv,,,...a\r. _.,,,.,,,,.,..,,,,,, i/_.... i LO n CD CD CO CO - C C C LO CD n CD r- co co CD esl C C ). CD C Volumenstrom [m/s], gestapelt, L, -, t',, -, -, -, L -r - En - - e -, - -, - -, o g C) LO CO CO CO - - -F n n in o7.-,- CO CO C7) C7) o o C C ; Sulfat F J, ' ri, h - e C/) -- - J. Li ; L - - r y - - CD in o n o n CD n CD LO CD - CO CO CO CO ) ) CD CD CD CD - C C C L C sl C C C C Volu menstrom [m /s], gestapelt Flutung Spree Ausleitung Prognose - Welzower See - Prognose: Variante VE9_.g- Mittleres Wasserdargebot Spree (Median): Real 78 (mit ÜL, Flutung gleichrangig mit Mühlroser See)

35 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Strategische Umweltprüfung Tagebau Welzow Anlage Blatt o ' i, i i J o C \ L L r L H O CD ( r- o o ph-wert o, n - C \ C\ Volumenstrom [m/s], gestapelt, T -, - -, o"" 'cr n. CO Säurekapazität K. r LO CO L J r L r- - - n n.- CO CO O >) o o o C» Volumenstrom [m/s], gestapelt J c) 6 cn -L -zr c\ L Sulfat r.,, + L J L J L -L e i t r -i i i n n LO LO O n LO ) LO CO CO,-,- CO CO C) C» C \ Volu menstrom [m /s], gestapelt Flutung Spree Ausleitung Prognose - Welzower See - Prognose: Variante VE9_.g- Hohes Wasserdargebot Spree (9-Perzentil): Real 7 (mit ÜL, Flutung gleichrangig mit Mühlroser See)

36 nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Anlage Blatt Strategische Umweltprüfung Tagebau Welzow ph-wert LO Lt, LD a e CD CO r CD Volumenstrom [m /s], gestapelt, Ks. [mmol/l],,,,, -, -, -, -, Volu menstrom [m /s], gestapelt -, O J E 6 to in - -F Sulfat L L J L J ii, i -, e -- r - r e i ul L -r - + i i i Volumenstrom [m/s], gestapelt ) e O O O ( O CO O U) O O O U CD O) CD C Flutung Spree Ausleitung Prognose - Welzower See - Prognose: Variante VE9_.n- iedriges Wasserdargebot Spree (-Perzentil): Real (mit ÜL, Flutung nachrangig zu Mühlroser See)

37 ! nstitut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Strategische Umweltprüfung Tagebau Welzow Anlage Blatt -----i----i L i i- -, i r 9, :, i :! ---, l t - L.! : i ph-wert - L _ L J - r ' ' og ) L o CD CO,- es CO CO ) ) t Volumenstrom [m/s], gestapelt O E E SäUrekapazität Ks,, i ) , L J, g,, f , - -, in in.- (&) ). L L -. _ r_ - t r -t t Lt) n in in CO s- P.- CO ) ) zzi C : Volumenstrom [m/s], gestapelt CO cei L Sulfat :, - - :- : : l', i T - - '_, ( o LC) oo co CO ) Volumenstrom [m/s], gestapelt Flutung Spree um Ausleitung Prognose - Welzower See - Prognose: Variante VE9_.n- Mittleres Wasserdargebot Spree (Median): Real 7 (mit ÜL, Flutung nachrangig zu Mühlroser See)