Schnellen Havel Funktion

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1 Gewässerausbau undökologischen Gewässerentwicklung einschließlich Wiederherstellung der Durchgängigkeit an der Flächensicherung - Umsetzungsvorschläge / Zwischenstand (Juni 2014) Schnellen Havel Funktion der Wehre Lukas Landgraf LUGV, Ref. Ö

2 Anlass Planrechtfertigung In den Plangenehmigungsverfahren für die Wehrumgehungen Neuholland und Maihof fordert die OWB vom Antragsteller eine Begründung für den Erhalt der Wehre. Planrechtfertigung - Welche Funktionen haben die Wehre noch? - Wie stellt sich das vor dem Hintergrund der Anforderungen der Europäischen WRRL dar? - Wie werden die Wehre aktuell gesteuert? - Stehen die Kosten des Umgehungsgerinnes bei Erhalt des Wehres im Verhältnis zu seinem Nutzen? - Sind alternative Varianten für die Zielerreichung und das Allgemeinwohl günstiger oder gleich zu bewerten?

3 Wasserwirtschaftliche Rahmenbedingungen Havel in Zehdenick Schnelle Havel - Schnelle Havel wird landwirtschaftlicher Vorfluter - Einspeisung eines landschaftsnotwendigen Mindestabflusses von 1m 3 /s als Auflage der Wasserwirtschaftsdirektion Ost (Kreisarchiv OR, L0336) Voßkanal - Voßkanal nimmt den Hauptabfluss inklusive Hochwasserabfluss von 40 m 3 /s auf ab 2000 Einführung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie - Schnelle Havel wird wieder zum Fluss - Recht auf ökologisch begründeten Mindestabflusses - Zielerreichung: guter ökologischer Zustand

4 Wasserbauprojekt Entwässerung Schnelle Havel Ausbauplanungen Wasserbauprojekt Entwässerung Schnelle Havel Planung er Jahre, Umsetzung er Jahre Schnelle Havel Variante 1: 26 Durchstiche Verkürzung um 8,8 km, Erhöhung der Fließgeschwindigkeit von 0,23 0,26 m/s auf max. 0,27 m/s (MQ) bzw. bis 0,41 m/s (HQ) Errichtung von 11 Wehren 25 km Ausbau von Zehdenick bis Malz auf 6,0 m Sohlbreite bei Böschungsneigung von 1 : 2, ab Fließgrabenmündung Sohlbreite von 9,0 m 14 km Grundräumung Variante 4: 6 Durchstiche Errichtung von 6 Wehren kein Ausbau abschnittsweise Grundräumung in Krümmungen (Kreisarchiv OR, L0511)

5 Wasserbauprojekt Entwässerung Schnelle Havel Planungen für die Wehre Varianten 1-3: Mit der Regulierung der SH [Durchstiche, Grundräumung, Ausbau] wird eine Staubewässerung erforderlich, da die Vorteilsflächen zum größten Teil nur eine geringe Moorauflage besitzen. 11 Spundwandwehre mit beweglichen Schütztafeln Lichtweite einheitlich 6,0 m Stauhöhen 1,8 bis 2,6 m Nadelwehr bei Liebenwalde bleibt erhalten (Kreisarchiv OR, L0336)

6 Wasserbauprojekt Entwässerung Schnelle Havel Planungen für die Wehre Prüfung des VE Meliorationskombinat Potsdam: wegen geringer Wirtschaftlichkeit entfallen die fünf geplanten Wehre Nr.: 2, 3, 6, 9, 11 Verzicht auf geplante Einstauflächen im Bereich Wehr Maihof auf Wunsch des Auftraggebers (LPG) Wehre 4 und 5 (Maihof und Neuholland) sollen auf Wunsch des Auftraggebers beibehalten werden. Vorteil durch die Wehre 4 und 5 besteht in erster Linie durch Anreicherung des Grundwassers für die Staubewässerung der Ackerflächen Thürenplan, Neuholland-Nord und Süd. Begründung: Koll. XX hat beobachtet, daß mit der Erhöhung des Wasserspiegels in der Havel, das Grundwasser auf den Stauflächen günstig steigt. Bei Niedrigwasser der Grundwasserspiegel sehr tief liegt. Um den Einfluß auf die Ackerflächen zu dokumentieren, wäre ein Hydrogeologisches Gutachten erforderlich. Die Bearbeitung eines solchen Gutachtens dauert mindestens 1 Jahr. Auf ein Hydrogeologisches Gutachtens wird verzichtet. Nadelwehr bei Liebenwalde bleibt erhalten Optimale Grundwasserstände liegen für GL bei 0,4 bis 0,6 m und für AL bei 0,6 bis 0,8 m unter Flur Nur Ausbau von Binnengräben oder Druckwassergräben reicht nicht aus, Zusätzlich erforderlich sind für die LPG Krewelin, Neuholland, Schmachtenhagen und Zehlendorf auf Mineralstandorten großdimensionierte Plastrohrdränung (GPD) und auf Moorstandorten Maulwurfsfräsdränungen (MAD) Das Wehr 4 soll weiter oberhalb bei Stat. 13,0 errichtet werden [oberhalb Altarmdurchstich], da die unterhalb liegenden Flächen in erster Linie entwässerungsbedürftig sind Das Wehr 10 südlich der Brücke Krewelin soll weiterhin projektiert werden [trotz geringer Vorteilsfläche]. Projektiert werden sollen die Wehre 4 (Maihof) mit Höherverlegung auf Stat. 13,0 und die Wehre 5 und 10 (Neuholland und Knüppeldamm) (Kreisarchiv OR, L0336)

7 Wasserbauprojekt Entwässerung Schnelle Havel Planungen für die Wehre Prüfung des VE Meliorationskombinat Potsdam: Das Wehr 3 [Knüppeldamm] entfällt. Die rechts der Havel liegenden Vorteilsflächen können durch den Randgraben und durch den Binnengraben bei Station 11,2 eingestaut werden. Hierfür sind die beiden Binnengräben durch einen 500m langen Graben zu verbinden. Forderung der Meliorationsgenossenschaft Döllnfließ-Schnelle Havel, Liebenwalde: Kostenreduzierung durch Reduzierung der Lichtweiten und Bauzeiten Bau von Beregnungsanlagen für höher liegende Randflächen (Kreisarchiv OR, L0336) Variante 4: 6 Spundwandwehre mit beweglichen Schütztafeln Reduzierung der Lichtweite auf 2,0 bis 6,0 m Stauhöhen 2 bis 2,6 m Nadelwehr bei Liebenwalde bleibt erhalten Grundräumung der gesamten SH Wehr 4 (Maihof): Lichtweite 6,0 m, Q MW = 1,234 m 3 /s, Q HW = 3,908 m 3 /s; K = 25 Wehr 10 (Krewelin): Lichtweite 2,0 m, Q MW = 1,057 m 3 /s, Q HW = 1,434 m 3 /s; K = 25 (Kreisarchiv OR, L0511)

8 Wasserbauprojekt Entwässerung Schnelle Havel Reale Ausführung Begründung für die Errichtung der Wehre: Minderung von Sohlvertiefungen in Durchstichen und Wasserrückhaltung 4 Spundwandwehre mit beweglichen Schütztafeln Reduzierung der Lichtweite auf 2,8 bis 3,8 m Stauhöhen 2 bis 2,6 m Nadelwehr bei Liebenwalde blieb funktionslos erhalten Keine Verlegung des Wehres 4 (Maihof) stromaufwärts zugunsten entwässerungsbedürftiger Flächen, sondern Errichtung im Durchstich Maihof Wehre 3 (Knüppeldamm) und 10 (Krewelin) wurden trotz Abraten des MEK Potsdam dennoch errichtet (Kreisarchiv OR, L0511) Die Ausführung der Wehre beugte sich den damaligen Sachzwängen, da es galt, Kosten und Zeit zu sparen. Wenig wirksame Wehrstandorte 3 und 10 wurden dennoch gebaut. Die Halbierung der ursprünglich projektierten Lichtweite hatte Auswirkungen auf die Hochwassersteuerung.

9 Wirkung der Wehre Hochwasserabfluss Bestandshydraulik Aufstau bei geöffnetem Wehr Wegebrücke Stat Wehr Knüppeldamm Stat Aufstau bei geöffnetem Wehr Legende: Wasserspiegel bei 4m 3 /s Wasserspiegel bei 3m 3 /s Wasserspiegel bei 2m 3 /s Wasserspiegel bei 1m 3 /s Die Wehre sind aufgrund der Profileinengung erhebliche Abflusshindernisse bei Hochwasser. Wehr Maihof Stat Wehr Neuholland Stat Straßenbrücke Stat Quelle: GEK Schnelle Havel, Büro für Umweltwasserbau Kovalev

10 Wirkung der Wehre Hochwasserabfluss Einschnürung des Abflussprofils Draufsicht Wehr Knüppeldamm (Kreisarchiv OR, L0463)

11 Wirkung der Wehre Hochwasserabfluss Einschnürung des Abflussprofils Längsschnitt (Kreisarchiv OR, L0463)

12 Gewässerausbau undökologischen Gewässerentwicklung einschließlich Wiederherstellung der Durchgängigkeit an der Flächensicherung - Umsetzungsvorschläge / Zwischenstand (Juni 2014) Schnellen Havel Funktion der Wehre Wirkung der Wehre Bautypenvergleich Ein für die Hochwasserabführung geeignetes Wehr sollte die Gewässerbreite möglichst vollständig überspannen. Beispiel: Wehr Blankensee Wehr Neuholland (Wehre Maihof und Knüppeldamm sind nahezu baugleich) Drei Wehrfelder mit Doppelschütz fast über die gesamte Abflussbreite Aufgaben: - Wasserrückhaltung - Hochwassabführung Ein Wehrfeld mit Doppelschütz von etwa ¼ der Abflussbreite Aufgabe: - Wasserrückhaltung

13 Auswirkungen von Querprofiländerungen Hochwasserabfluss Beispielprofil der Havel im Bereich der Uferstrukturierung bei Liebenwalde Einengung ähnlich Wehr jedoch ohne Fachbaum Aufstau bei HQ Profilveränderungen infolge Uferstrukturierung MQ- und NQ-Profil-Reduzierung HQ-Profil-Vergrößerung Hochwasserabfluss verbessert sich Fließgeschwindigkeit bei MQ und NQ erhöht sich

14 Auswirkungen von Querprofiländerungen Wehr als Engstelle im Vergleich zu Bäumen Verengung mit Einzelstamm Verengung mit Baumkrone ohne Laub Verengung mit Baumkrone und Laub Ins Querprofil hineinragende Bäume haben praktisch keine Auswirkungen auf den Wasserspiegel. Wasserspiegelaufhöhungen durch Bäume treten erst bei nahezu vollständigem Profilverschluss auf.

15 Gewässerausbau undökologischen Gewässerentwicklung einschließlich Wiederherstellung der Durchgängigkeit an der Flächensicherung - Umsetzungsvorschläge / Zwischenstand (Juni 2014) Schnellen Havel Funktion der Wehre Auswirkungen von Querprofiländerungen Problempflanzen Problempflanze: Einfacher Igelkolben Igelkolben füllt den Wasserkörper nahezu aus

16 Auswirkungen von Querprofiländerungen Zielarten Flutender Wasserhahnenfuß Durchwachsenblättriges Laichkraut Potamogeton perfoliatus

17 Auswirkungen von Querprofiländerungen Hochwasserabfluss Flutender Wasserhahnenfuß Beispiel: Überleiter bei Höpen unmittelbar hinter der Rohrüberleitung Igelkolben Laichkraut Hier treten regelmäßig hohe Fließgeschwindigkeiten von 0,3 bis 0,5 m/s auf. Igelkolben am Rand erzeugt einen Stillwasserbereich. Laichkraut und Wasserstern wachsen in der Abflussrinne und im Stromstrich. Hier wird der Hochwasserabfluss durch beide Arten kaum behindert.

18 Auswirkungen von Querprofiländerungen Hochwasserabfluss Flutender Wasserhahnenfuß Unterwasserpflanzen in Gewässern mit hohen Fließgeschwindigkeiten bei HQ Unterwasserpflanzen in Gewässern mit geringen Fließgeschwindigkeiten bei HQ Die Staubewirtschaftung in der Havel verringert die Fließgeschwindigkeit, wodurch sich Unterwasserpflanzenarten ansiedeln, die wiederum Verschlammung fördern und das Hochwasserprofil einengen.

19 Wasserpflanzen im Staubereich der Wehre Igelkolben, Pfeilkraut und Teichrose im Oberwasser der Wehre Verschlammung Im Rückstaubereich der Wehre dominieren Arten der Seen und Teiche. Die Schnelle Havel benötigt dringend höhere Fließgeschwindigkeiten und Beschattung.

20 Wehrsteuerung / Risiko von Fehlbedienungen Gesteuert wird das Wehr möglichst bei Mittelwasserabfluss vorausschauend. Extremereignisse wie z. B. Hochwasser im Frühjahr vor dem 1. Schnitt oder auch Fehlbedienungen wie z. B. zu spätes Anstauen bei Erreichen von NQ im Frühjahr können zu Extremwasserständen führen. Da in der Schnellen Havel NQ-Abflüsse vorherrschen, ist hier das Risiko des Auftretens von Niedrigwasserständen durch Fehlbedienung von Wehren HW besonders hoch. MW (Ziel) NW Wehrsteuerung gem. Richtlinie 1968 Wehrsteuerung mit Wasserrückhalt im Winter (Kreisarchiv OR, L0323) Winter Frühling Sommer Herbst

21 Gewässerausbau undökologischen Gewässerentwicklung einschließlich Wiederherstellung der Durchgängigkeit an der Flächensicherung - Umsetzungsvorschläge / Zwischenstand (Juni 2014) Schnellen Havel Funktion der Wehre Fehlsteuerung der Wehre im Juni 2014 Abflusssituation und fast bordvollerflutender Abfluss Mai bis Mitte Juni 2014 Wasserhahnenfuß Fast bordvolle Abflüsse aufgrund hoher Durchflüsse (Einleitung Freiarche), Starkniederschläge (Oberflächenabfluss aus Stauwasserflächen z. B. Mooren), Rückstau an gesetzten Wehren bei beginnender Verkrautung. Schnelle Havel fast bordvoll bei Neuholland am 17. Mai 2014 Schnelle Havel am Wehr Neuholland mit gesetzten Schützen bei nahezu bordvollem Abfluss am 17. Mai 2014

22 Erneute Fehlsteuerung der Wehre im Juli 2014 Abflusssituation und Niedrigwasser Flutender Ende Juli Wasserhahnenfuß 2014 Wenige Wochen nach bordvollem Abfluss treten Ende Juli Tiefstände in der Schnellen Havel bei Abflüssen von 0,8 m 3 /s auf. Die Schütze an den Wehren Neuholland, Maihof und Knüppeldamm waren vollständig gezogen. Schnelle Havel am Wehr Neuholland mit gezogenen Schützen bei ausgespiegeltem Ober- und Unterwasser am 24. Juli 2014 Noch beim wenige Wochen vorher vorhandenen Mittelwasserabfluss hätte das zunächst voll geöffnete Wehr beim Abklingen der Abflussspitze durch Setzen des Unterschützes behutsam gesteuert werden müssen, um für den zu erwartenden Niedrigwasserabfluss ein erhöhtes Stauziel halten zu können, was bei niedrigstem Abfluss nicht mehr erreichbar ist.

23 Auswirkungen von Querprofiländerungen Mittel- und Niedrigwasserabfluss Prinzipskizze Mit einer Stützschwelle am Wehrstandort wäre der bordvolle Abfluss schneller abgeklungen und der Niedrigwasserstand nicht so tief gefallen. Die bessere Lösung. Längsprofil Querprofil Stützschwelle oder Sohlrampe an ehemaligem Wehrstandort Stützung der MQ- und NQ- Wasserstände Hochwasserabfluss erfolgt auf gesamter Profilbreite

24 Auswirkungen des Umbaus der Wehre in Stützschwellen oder Sohlrampen Bedeutung der Wehre Einschränkung der Hochwasserabführung Die Wehre in der Schnellen Havel sind die bedeutendsten Engstellen, die der Hochwasserabführung entgegenstehen. Keine Bedeutung für die Mittelwasserführung Wasserrückhaltung bei Niedrigwasser durch Anstau Reduzierung der Fließgeschwindigkeit Risiko der Fehlsteuerung (zu später Aufstau) kann zu Nullabfluss führen (steht den Zielen der WRRL entgegen) Aufgrund der Reduzierung der Fließgeschwindigkeit führen Wehre zur Verschlammung im Oberwasser und zu Wasserspiegeldefiziten im Unterwasser

25 Steuerungsszenarien und Bewertung für Wehre NQ MQ HQ HW Kein Bedarf Wehr ist Abflusshindernis MW (Ziel) NW Dargebot nicht ausreichend rascher Anstieg; nicht im Unterwasser Eine Tiefabsenkung von HW auf NW bei HQ zur Erhöhung des Gefälles ist bei den Wehren in der Schnellen Havel aufgrund des engen Durchflussschlitzes (Lichtweite) nicht möglich, bei MQ steht das geringe Talgefälle und der Rückstau im Unterwasser der Tiefabsenkung entgegen. Beim Anstau von NW zu MW ist der Mindestabfluss zu beachten, da sich im Unterwasser zeitweilig der Abfluss reduziert. Sinnvoll angestaut werden kann daher ausschließlich bei MQ und HQ; bei HQ jedoch nicht erforderlich.

26 Szenarien und Bewertung für Stützschwellen oder ähnlicher Ersatzanlagen NQ MQ HQ HW Maximales Abflussprofil verfügbar Maximales Abflussprofil verfügbar MW (Ziel) NW Keine Änderung Anstieg auf gesamtem Längsprofil Bei NW und NQ sinken die Wasserstände weniger stark ab, als nach einer Wasserspiegelabsenkung mit offenem Wehr im Anschluss an HQ mit nachfolgendem NQ (charakteristische Abflusssituation im Sommer). Der Wasserspiegelanstieg von NW erfolgt bei MQ und HQ langsamer als mit gesetztem Wehr; Tiefwasserspiegel treten mit nicht regulierbaren Anlagen jedoch auch selten auf.

27 Auswirkungen des Umbaus der Wehre in Stützschwellen oder Sohlrampen Vorteile der Wehre gegenüber nicht regulierbaren Stauanlagen? Die Wehre in der Schnellen Havel dienen allein dem Wasserrückhalt bei Niedrigwasser durch Aufstau des Havelwasser. Dadurch mindert sich die Abflussmenge aus den einmündenden Gräben. Weiterhin wird durch Verringerung des Wasserspiegelgefälles zum Grundwasserleiter dieser aufgestaut, was den unterirdischen Abfluss bremst. Diese Funktion leisten auch Stützschwellen oder Rampen. Mit Wehren ist es grundsätzlich möglich, den Wasserspiegel auf minimale Stauhöhe abzusenken (Erntezeit) und anschließend wieder das Stauziel anzuheben um Wasserrückhalt zu betreiben. Dies kann in Gewässern mit einem ausreichend hohen MNQ-Wert funktionieren, sodass sich das geleerte Speichervolumen im Vorteilsgebiet in angemessener Zeit wieder auffüllen kann. Da der sommerliche Haveldurchfluss jedoch gering ist und somit die infiltrierbare Wassermenge aus der Havel in die benachbarten Flächen nur einen geringen Anteil der in die Bewässerungsflächen oberirdisch eingespeisten Wassermenge plus Grundwasserzustrom ausmacht, liegt die Bedeutung des Aufstaus der Wehre vor allem in der Minderung des Grundwasserabflusses. Oberirdischer Grabenabfluss kann durch Kleinstaue zurückgehalten werden. Da diese Funktion von Stützschwellen oder Rampen übernommen werden kann, ist eine Regulierbarkeit von Wasserständen in der Havel weder erforderlich noch fachlich sinnvoll und erhöht sogar durch Fehlbedienung das Risiko von Wasserklemmen im Gebiet.

28 Weiteres Vorgehen Es sind die Funktionen und Wirkungen der Wehre Neuholland, Maihof und Knüppeldamm zusammenzutragen (Wasserstände, Abfluss- und Stauzeiten), kritisch zu prüfen sowie Vor- und Nachteile der vorgestellten Varianten abzuwägen. Termin: 31. Oktober 2014 Konkrete Fragen dazu an Wasserbehörde, Unterhaltungsverband und Nutzer: Hinweise/Ergänzungen zu den Ausführungen des LUGV. Bedeutung der Wehre für den Anstau von NW bei MQ und HQ auf Grund- und Oberflächenwasser (Vorteilsfläche, Wasserspiegeländerung, Dauer). Wie sind die Wehre in den vergangenen 5 Jahren gefahren worden (taggenaue Angaben)? Wie haben sich die Wehre bei Sommerhochwassern ausgewirkt? Würde man die Wehre unter den heutigen Rahmenbedingungen (WRRL) und Anforderungen noch errichten und wenn ja warum? Bauzustand der Wehre, Instandsetzungs- bzw. Modernisierungsbedarf? Zuständigkeiten für den Betrieb der Wehre? Kosten des Wehrbetriebes? Wer finanziert den Betrieb? Aktueller Zustand des Vorteilsgebietes? Kosten und Funktionalität der Varianten? Vielen Dank für Ihre Unterstützung!