Szenarien der Gewässergüteentwicklung von Werra und Weser

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1 Szenarien der Gewässergüteentwicklung von Werra und Weser BWK Bundeskongress 2009 Fachforum 3 Umweltschutz im aktiven Bergbau Prof. Dr. Dietrich Borchardt (Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung-UFZ) UFZ) Dr. Hubert Lohr und Dipl.-Ing. Markus Funke (Sydro Consult) SEITE 1

2 Flussläufe von Werra, Fulda, Weser mit Kalistandorten: Neuhof-Ellers (NE), Wintershall (WI), Hattorf (HA), Unterbreizbach (UB) SEITE 2

3 Rohstoffe, Wertstoffe und Abfall 21 Mio. t Rohsalz im Jahr ~ 60 % in die Werra, ~ 40 % in die Versenkung 90 % auf Halde, 10 % in Spülversatz SEITE 3

4 Kali-Abwässer und Gewässerbelastung Chloridkonzentration am Pegel Gerstungen, Jahresreihe von 47 bis 2008 Chloridkonzentration (90-Perzentil im Jahr 2007) im Längsverlauf von Werra und Weser SEITE 4

5 Der Runde Tisch Gewässerschutz Werra/Weser und Kaliproduktion Ökologischer Zustand Werra/Weser/Grundwasser Arbeitsplätze Regionale Entwicklung Aufgabe: Gesamtlösung für langfristige, nachhaltige Entsorgung der Produktionsrückstände Verbesserung der Gewässerqualität von Werra und Weser Sicherung der Arbeitsplätze im Kalibergbau wirtschaftliche Entwicklungsperspektiven der Region. Sachlich, ausgewogen, transparent und vor allem im Dialog. SEITE 5

6 Maßnahmen zur Problemlösung Der Runde Tisch hat rund 70 Maßnahmenvorschläge gesammelt und bewertet: Wirksamkeit der Maßnahme (Reduktion um x t oder x m³) Zeitbedarf bis zur Wirksamkeit technische Machbarkeit rechtliche Machbarkeit ökonomische Machbarkeit (spezifische Kosten ( /t oder m³), evtl. Grenzkosten, Investition und Betrieb) Ressourcenverbrauch / Abfallerzeugung, andere Sekundärwirkungen (positive und negative) Ausführliche Beschreibungen der Maßnahmen wurden im Konsens erarbeitet und im Internet veröffentlicht (Maßnahmendatenblätter). SEITE 6

7 Belastungsstufen und Zielwerte Bezeichnung Chlorid (mg/l) Kalium (mg/l) Magnesium (mg/l) Natürliche Hintergrundwerte Wertebereiche für Lebensbedingungen naturnaher Lebensgemeinschaften 75 bis bis 20 20bs30 bis Wertebereiche für Lebensgemeinschaften, in den sensible Arten bzw. bestimmte Komponenten der Lebensgemeinschaft fehlen 300 bis bis bis 100 Wertebereiche für Lebensgemeinschaften, in denen robustere Arten bzw. bestimmte Komponenten der Lebensgemeinschaft fehlen 1000 bis bis bis 180 Wertebereiche für durch Salzbelastung geprägte Lebensgemeinschaften > > 150 > 180 Ergebnis eines RT-Fachgesprächs Salzbelastung vom 27./28. April 2009 SEITE 7

8 Das Problem Die Versenkung in Hessen und Thüringen ist keine zukunftsfähige Alternative und muss beendet werden Maßnahmenpaket der K+S (vergl. nächster Vortrag) führt zu einer Reduzierung von ca. 7 Mio. m³/a Salzabwasser und ca. 2 Mio. t/a an gelöstem Salz - verbleiben weiterhin ca. 7 Mio. m³/a Salzabwasser und 2 Mio. t/a gelöstes Salz Verbesserung durch Maßnahmenpaket (u. a. durch Austausch versenkten Wassers) in der Werra erreichbar jedoch möglicherweise nicht ausreichend (Konzentrationen relevanter Salzparameter; außerdem: Halden) Zeithorizonte: kurzfristige Lösung für Salzabwasser und mittel- bis langfristig zusätzlich nachhaltige Lösung (Halden) notwendig SEITE 8

9 Die Szenarien Umsetzung des K+S-Maßnahmenpaketes und Einleitung in Werra Ableitung des Salzabwassers an die Weser mit verschiedenen Untervarianten Ableitung des Salzabwassers in Richtung Nordsee mit verschiedenen Untervarianten Zukünftig weitere Entwicklung im Bereich Entsalzung / Versatz RÜCKSTÄNDE Flüssig Fest MASSNAHME Maßnahmenpaket Weitere Versatz Weitere (Vermeidung/ Verwertung) (K+S) (oder Teile) Maßnahmen Maßnahmen ENTSORGUNG Werra Weser Nordsee Halde SEITE 9

10 Instrument: Gewässergütemodell Werra/Weser Diemel Weser Oberirdisches Einzugsgebiet Transportelement Punkteinleitung K+S Eder Werra Nesse Fulda Wehre Suhl Hörsel Ulste er Feld da SEITE 10

11 2.E+09 Jährlichkeit der Durchflüsse Pegel Gerstungen Aller 2.E+09 Weser Diemel Abflu uss [m³/a] 1.E+09 Fulda Werra Pegel Gerstungen 5.E+08 0.E SEITE 11

12 Jährlichkeit der Durchflüsse Wiederkehrintervall T [a] 2.E+09 [ ] Pegel Gerstungen 2.E+09 1E+09 [m³/a] 1.E+09 Abfluss 5.E+08 0.E SEITE

13 Jährlichkeit der Durchflüsse mittlere Abflusscharakteristik -nasses Jahr -trockenes Jahr 200 Pegel Gerstungen Abflus ss [m³/s] Datum SEITE 13

14 Wassermengenwirtschaft Simulationsergebnisse Vergleich am Pegel Höxter (2007) SEITE 14

15 Modellergebnisse Vergleich am Pegel Letzter Heller (2007) 1700 R 2 = gemessen [mg/l]. Cl-Kon nzentration Cl-Konzentration berechnet [mg/l] SEITE 15

16 Modellergebnisse - Vergleich am Pegel Höxter (2007) 700 Vergleich - Abfluss am Pegel Höxter 2005 R 2 = [m³/s] Abfluss gemessen Abfluss berechnet [m³/s] SEITE 16

17 Szenarienbetrachtung - Wasserqualität Hannover Wolfsburg 2500 Dauerlinie-Chloridkonzentration Minden Nordrhein-Westfalen Paderborn Hameln Hildesheim Niedersachsen Braunschweig Lebenstedt Wolfenbüttel Sachsen-Anhalt tion [mg/l] Detmold 1000 Goslar Chloridkonzentrat 500 Göttingen Nordhausen Kassel 2000 Ganglinie-Chloridkonzentration Marburg Hessen EisenachThüringen Gotha Chloridko onzentration [mg/l] Fulda Suhl Bayern SEITE 17

18 Szenarienbetrachtung - Vorgehensweise Bewertung von Wasserkörpern Ermittlung der Dauerlinien im Längsverlauf des Wasserkörpers Einleitung Wasserkörper SEITE 18

19 Szenarienbetrachtung - Vorgehensweise Bewertung von Wasserkörpern Zur Bewertung wird die Dauerlinie herangezogen, die auf 70% der Wasserkörperlänge unterschritten wird. 70% 30% Aus der Dauerlinie wird der 90-Percentilwert ermittelt und der jeweiligen Wirkschwelle zugeordnet. Wirkschwellen-Chlorid (90-Percentil) < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l >2.500 mg/l Keine Angaben 90% SEITE

20 Szenarienbetrachtung Einleitung Werra bzw. Weser Versenkung fortgesetzt Versenkung beendet, Werra frei von Einleitungen Ist Maßnahmen umgesetzt Versenkung beendet Weser-Fernleitung in Betrieb Diffuse Einträge unverändert Diffuse Einträge unverändert Rückgang diffuser Einträge Aller Aller Aller Weser Weser Weser Einleitstelle Diemel Diemel Diemel Werra Werra Fulda Fulda Fulda Einleitstelle Werra Wirkschwellen-Chlorid (90-Percentil) < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l >2.500 mg/l Keine Angaben SEITE 20

21 Szenarienbetrachtung Fernleitung in Richtung Nordsee Versenkung fortgesetzt Versenkung beendet Werra und Weser frei von Einleitungen Ist Maßnahmen umgesetzt Versenkung beendet Diffuse Einträge unverändert Nordsee-Fernleitung in Betrieb Diffuse Einträge unverändert Rückgang diffuser Einträge Einleitstelle Einleitstelle Aller Aller Aller Weser Weser Weser Weser Diemel Diemel Diemel Diemel Aller Wirkschwellen-Chlorid (90-Percentil) < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l >2.500 mg/l Keine Angaben Werra Werra Werra Werra Fulda Fulda Fulda Fulda SEITE 21

22 Ausblick: Empfehlung des Runden Tisches Gesamtlösung Optimierung des Betriebs/der Produktion Lokale Entsorgung von Produktions- rückständen Überregionale Entsorgung von Produktionsrückständen SEITE 22