Hydrogeologie Gewinnung von Quarzsand im Tagebau Grub Flurst. 462/10,462/6, 463, 189 Gemarkung Steinfels u. Hütten. Lkr. Neustadt a.d.

Transkript

1 Hydrogeologie Gewinnung von Quarzsand im Tagebau Grub Flurst. 462/10,462/6, 463, 189 Gemarkung Steinfels u. Hütten Lkr. Neustadt a.d. Waldnaab Waldsassen, den Objekt: Inhalt: Im Auftrag: Abbauerweiterung Quarzsandabbau 8 Seiten Text 31 Anlagen 1 Tabelle 1 Abbildung Richard Suttner Sudetenstr Pressath Bearbeiter: Geo.B. Dr. E. H. Walcher Pointweg Waldsassen Mobil: 0171 / Tel: / 5683 Fax: / 5570 Mail: geo.b.walcher@t-online.de Vom Bayer. Landesamt für Umwelt Lizenzrollennummer: anerkannter privater Sachverständiger Euro Geologe /42 in der Wasserwirtschaft Nr. 03/805/08 European Geologist Title N o /09/2012/W

2 INHALT 1 VERANLASSUNG VERWENDETE UNTERLAGEN DATENERMITTLUNG GEOLOGISCHER RAHMEN MITTELDILUVIALE FLUSSSEDIMENTE HYDROGEOLOGISCHE SITUATION AUSWIRKUNGEN DER GRUNDWASSERABSENKUNG AUF UMGEBUNG HYDRAULISCHE KENNWERTE ABBAUBEREICH A ABBAUBEREICH B ABBAUBEREICH C BEURTEILUNG DER AUSWIRKUNGEN... 8 Anlagen Lagepläne / Schnitte 1 Übersichtskarte Arbeitsgebiet, 1 : Lageplan Grundwassermessstellen 1 : Grundwassergleichenplan Minimaler Wasserstand, 1 : Grundwassergleichenplan Maximaler Wasserstand, 1 : Grundwassergleichenplan Mittlerer Wasserstand, 1 : Hydraulischer Schnitt durch geplantes Abbaugebiet, 1: 5000/1 : Lageplan Auswirkungen des Abbaus auf die Umgebung, 1 : 5000 Grundwassermessstellen 2 Legende geologische Profile 2.6 GWM6 geol. Profil, 1:50 mit Ausbauzeichnung 2.7 GWM7 geol. Profil, 1:50 mit Ausbauzeichnung 2.8 GWM8 geol. Profil, 1:50 mit Ausbauzeichnung 2.9 GWM9 geol. Profil, 1:50 mit Ausbauzeichnung 2.10 GWM10 geol. Profil, 1:50 mit Ausbauzeichnung Grub-Hydrogeologie-Text-Walcher doc

3 2.11 GWM11 geol. Profil, 1:50 mit Ausbauzeichnung Grundwasserbeobachtung 3 Grundwasserbeobachtung, Pegeldaten, Mittelwert, Koordinaten 3.1 GWM1 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.2 GWM2 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.3 GWM3 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.4 GWM4 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.5 GWM5 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.6 GWM6 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.7 GWM7 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.8 GWM8 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.9 GWM9 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.10 GWM10 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.11 GWM11 Histogramm Grundwasserbeobachtung 3.12 GWM Forsthaus Grub Histogramm Grundwasserbeobachtung 2014 / GWM Forsthaus Grub Histogramm Grundwasserbeobachtung seit 1938 Auswertung Pumpversuche 4.1 kf-wertbestimmung GWM kf-wertbestimmung GWM kf-wertbestimmung GWM kf-wertbestimmung GWM 1 Tabellen 1 Durchlässigkeit des Kieskörpers Abbildungen 1 Prinzipskizze Grundwasser im Umfeld von Sandabbau Grub-Hydrogeologie-Text-Walcher doc

4 1 Veranlassung Durch die geplante Erweiterung des Quazsandabbaus im Heidenaabtal bei Steinfels wird das Grundwasser geöffnet und es werden dabei Teiche entstehen. Das hier vorgelegte hydrogeologische Gutachten ist der Erläuterungsbericht für den Wasserrechtsantrag zur Errichtung eines Gewässers. Der Unterzeichner wurde von der Fa. Richard Suttner mit der Erstellung eines hydrogeologischen Gutachtens beauftragt. Es soll die hydrogeologische Situation im Bereich der geplanten Quarzsandabbaue dargestellt werden, ebenso wie die Veränderung der Situation und deren Auswirkungen. 1.1 Verwendete Unterlagen Das Büro Landschaftsarchitekt Peter Zimmermann, Raffastraße 40, Maxhütte- Haidhof hat dem Unterzeichner die erforderlichen Plan-Unterlagen zur Verfügung gestellt. Zur Erstellung dieses Gutachtens lagen die aufgeführten Unterlagen vor. - Übersichtsplan 1: 5.000, Büro Landschaftsarchitekt Zimmermann, Maxhütte-Haidhof - Vermessung Grundwassermessstellen, 1 : 1000 Büro Galileo-ip Ingenieure GmbH, Altenstadt - Schichtenverzeichnis der 6 neuen Kernbohrungen, Geo.B. - Ausbauzeichnungen der 6 neuen Grundwassermessstellen, Bohrgesellschaft Rossla mbh - Pumpversuchsauswertung, Geo.B. - Grundwasserspiegelaufzeichnungen Messstellen GWM Grundwasserspiegelaufzeichnung der Messstelle Forsthaus Grub (WWA Weiden) Der Quarzsandabbau auf den Flurstücken 426/10, 426/6, 462 und 189 Gemarkung Steinfels und Hütten soll auf der beantragten Fläche, wie früher bereits vorgesehen, fortgeführt werden. Auf dieser Fläche ist bereits der Trockenabbau von ca. 3-4 m Sande durchgeführt worden. Die Begrenzung des bisherigen Trockenabbaus zur Tiefe wurde allein durch den Grundwasserspiegel markiert. Es wurde eine durchgehende Schicht von wenigen Dezimetern über den Grundwasserspiegel stehen gelassen. In der Zukunft soll nun der weitere Quarzsandvorrat im Grundwasserbereich als Nassabbau mit einer Tiefe von 4-6 m gewonnen werden. Der Quarzsandabbau bis zur vollen Größe der derzeitigen Beantragungsfläche ist in drei Abschnitte gegliedert. Der Abschnitt A soll nach dem Abbau mit Abraummaterial aufgefüllt werden, so dass ein Feuchtgebiet mit Retentionswirkung für die Heidenaab entsteht. Die Abschnitte B und C sollen zwei voneinander getrennte Teiche ergeben, in die das Hochwasser als Retentionsbereich ausufern kann Grub-Hydrogeologie-Text-Walcher doc

5 2 Datenermittlung Die hydrogeologische Situation ist durch insgesamt 11 Grundwassermessstellen geologisch und hydrogeologisch hinreichend erkundet worden, in denen die Tagesmittelwerte der Grundwasserspiegel aufgezeichnet werden. Die Messstelle Forsthaus Grub wird vom WWA Weiden bereits seit betrieben. Die Datenaufzeichnung (Tagesmittelwerte) wurde freundlicherweise vom WWA zur Verfügung gestellt. In den Messstellen GWM 1-5 werden seit und die Messstellen GWM 6-11 seit die Tagesdaten aufgezeichnet. Aus dem Datensatz wurden die Mindest-, Mittel- und Maximalwasserstände ermittelt. Es ist daraus ersichtlich, dass im geplanten Abbaugebiet die maximale natürliche Grundwasserschwankung bei 0,59 m und im bereits genehmigten Abbaugebiet bei 1,7 m liegt (Anlage 3). Zur Beurteilung der Auswirkungen durch das geplante Vorhaben wurde der Mittelwasserstand des Grundwassers verwendet. Alle Messstellen sind tachymetrisch auf Gauss-Krüger und Höhe über NN eingemessen. 3 Geologischer Rahmen Die heutige Heidenaab besitzt ein Flusstal, das im Untersuchungsgebiet in den Buntsandstein eingeschnitten ist und Terrassen aus Kies und Sand ausgebildet hat. Die unterlagernden Sandsteinsedimente, sind die Limitierung der Abbaue zur Tiefe. 3.1 Mitteldiluviale Flusssedimente (dmg/djs) Es treten sandige Kiese zu beiden Seiten der Heidenaab auf (dmg). Auf der östlichen Talseite reichen sie in geschlossener Verbreitung bis 20 m über die Talsohle. Es handelt sich bei diesen Schottern um eine mächtige, unter die heutige Talsohle hinunterreichende Auffüllung, in welche eine jungdiluviale Talfüllung aus Sanden eingelagert ist. Die Kies-Sandgruben östlich der Heidenaab zeigen sehr fein bis sehr grobkörnige gelblichbraune Quarz-Feldspatsande mit % Fein-Grobkiesgehalt. In der Lagerung wechseln schräggeschichtete Sande mit kiesreichen Bänken. Die kantigen bis runden Gerölle erreichen bis 15 cm Größe und bestehen aus Quarzen, Lyditen und braungrünen palaeozoischen Schiefern. Letztere machen % des Geröllbestandes aus. Das Profil ist in unserem Fall durch einen bereits durchgeführten Trockenabbau um ca. 3-4 m Mächtigkeit reduziert. 3.2 Hydrogeologische Situation Die aktuelle hydrogeologische Situation stellt sich durch bereits durchgeführte Abbaue als unbeeinflusste Situation wie folgt dar: Das Grundwasser fließt im nördlichen Bereich (Abbaubereich C) in südliche Richtung. Im südöstlichen Bereich liegt eine Grub-Hydrogeologie-Text-Walcher doc

6 Wasserscheide vor, so dass das Grundwasser einerseits nach Südosten auf den bereits genehmigten Abbau zu und andererseits südwestlicher Richtung auf die Heidenaab zu strömt (Anlage 1.6). 4 Auswirkungen der Grundwasserabsenkung auf die Umgebung Die Auswirkungen auf das Grundwassersystem und möglicherweise auch auf Nachbargrundstücke werden hier auf der Grundlage der ermittelten Mittelwasserstände dargestellt (Anlage 1.4, 1.6 und 3). Im unverritzten Untergrund liegt ein leicht geneigter Grundwasserspiegel vor. Die Grundwasseroberfläche ist meist auf den Vorfluter zu geneigt. Mit der Öffnung des Tagebaus entsteht ein Einschnitt in das Grundwasser und dabei spiegelt sich das Grundwasser im entstehende Teich aus. Es wird generell im Zustrombereich eine Grundwasserabsenkung sowie eine Aufhöhung im Abstrombereich entstehen. Das Maß der Absenkung bzw. Aufhöhung ist abhängig vom Grundwassergefälle und entspricht immer der Hälfte der Gesamtdifferenz. Man nennt dies eine Ausspiegelung des Wasserspiegels (Siehe Abbildung 1). Ausgangszustand Geländeoberfläche Natürlicher Grundwassersiegel Zustand nach Abbau Grundwasser- Absenkung Grundwasser- Aufhöhung Abb. 1: Prinzipskizze Grundwasser im Umfeld vom Sandabbau Grub-Hydrogeologie-Text-Walcher doc

7 4.1 Hydraulische Kennwerte Durch Kurzpumpversuche wurden die kf-werte in den Grundwassermessstellen ermittelt. Die Sande und Kiese besitzen eine gute Durchlässigkeit, was ein entscheidendes Maß für die Reichweite der Auswirkungen darstellt. Wasser erfüllte Mächtigkeit Transmissivität kf-wert Absenkung bzw. Aufhöhung durch Abbau Reichweite der Absenkung nach Todt m m²/s m/s m m GWM 1 3,4 8,94E-02 2,63E-02 +0,4 195 GWM 5 8,2 7,28E-02 8,88E-03-0,5 141 GWM 6 1,2 2,09E-03 1,74E-03-0,5 63 GWM 7 3,4 1,78E-02 5,24E-03 +0,2 22 GWM 9 1,6 1,64E-02 2,63E-02 +0,5 77 Tab. 1 : Durchlässigkeit des Kieskörpers mit Abschätzung der Reichweite der Auswirkung 4.2 Abbaubereich A Im Abbaubereich A beträgt die Differenz zwischen Zu- und Abstrom (siehe Anlage 1.4) 0,80 m. Dies bedeutet, dass im Zustrom eine Absenkung des Grundwassers um 0,40 m und im Abstrom eine Aufhöhung um 0,40 m stattfinden wird. Es stellt sich folglich ein Teichwasserspiegel während des Abbaus von +397,00 münn ein (entspricht dem ausgespiegelten mittleren Wasserspiegel). Ein Überlaufen des Teiches ist im Abstrom nach den Mittelwasserständen und den vorliegenden Geländehöhen nicht zu befürchten. Nach Südwesten, in Richtung Heidenaab, besitzt dieser Abbau keinen Damm, so dass die Fläche für die Naab bereits während der Abbauphase bei Hochwasser als Ausuferungsfläche dient und nach der Verfüllung ebenfalls als Retentionsfläche zur Verfügung steht. Die Absenkung von 0,40 m im Zustrom ist nur während des Abbaus wirksam, da nach dem Abbau die Sandgrube mit Abraummaterial wieder aufgefüllt wird. Das Abraummaterial besteht zu einem höheren Anteil aus Schluffen und Tonen, so dass die Wasserleitfähigkeit des verkippten Körpers sehr wahrscheinlich geringer als die natürlichen Sand- und Kiessedimente sein wird. Es werden folglich im verkippten Bereich A Vernässungen bzw. ein Feuchtgebiet, wie geplant, entstehen. 4.3 Abbaubereich B Im Abbaubereich B beträgt die Differenz zwischen Zu- und Abstrom (siehe Anlage 1.4) 1,00 m. Dies bedeutet, dass im Zustrom eine Absenkung des Grundwassers um 0,50 m und im Abstrom eine Aufhöhung um 0,50 m stattfinden wird. Es stellt sich folglich ein Teichwasserspiegel von +397,40 münn ein (entspricht dem ausgespiegelten mittleren Wasserspiegel). Die Reichweite der Absenkung und auch der Aufhöhung ist in Tabelle 1 und Anlage 1.6 dargestellt Grub-Hydrogeologie-Text-Walcher doc

8 Die Aufhöhung im Abstrom findet im südlichen und südwestlichen Dammbereich zum Abbaubereich A. zum Flutkanal ebenso wie zum bereits genehmigten Abbau im Südosten statt. Die Reichweite der Aufhöhung reicht ca. 195 m. 4.4 Abbaubereich C Im Abbaubereich C beträgt die Differenz zwischen Zu- und Abstrom (siehe Anlage 1.4) 1,00 m. Dies bedeutet, dass im Zustrom eine Absenkung des Grundwassers um 0,50 m und im Abstrom eine Aufhöhung um 0,50 m stattfinden wird. Es stellt sich folglich ein Teichwasserspiegel von +397,30 münn ein (entspricht dem ausgespiegelten mittleren Wasserspiegel). Die Reichweite der Absenkung reicht ca. 63 m nach Nordwesten und ca. 77 m nach Süden (Tabelle 1 und Anlage 1.6). 4.5 Beurteilung der Auswirkungen Die hier dargestellten Auswirkungen basieren aus den Ergebnissen der Pumpversuchsauswertungen. Es zeigt sich recht deutlich, dass die Auswirkung bzw. die Reichweite maßgeblich von der Wasserleitfähigkeit des Kieses und Sandes abhängt. Mögliche natürliche Schwankungen der Wasserleitfähigkeit des Grundwasserleiters können durch die angegebenen 11 Messstellen nur grob erfasst werden, so dass die Angaben zur Reichweite eine Abschätzung darstellen. Die Auswirkungen auf den natürlichen Grundwasserspiegel (Absenkung und Aufhöhung) werden sich während der Abbauzeit wahrscheinlich wie folgt teilweise verändern: Die Grundwasserabsenkung ist, wie beschrieben, abgeschätzt worden und wird sich im angegebenen Maße im Zustrom nicht verändern, sofern der angegebene Wasserspiegel eingehalten wird. Die Aufhöhung im Abstrom dagegen kann sich durch Kolmation im Abstrombereich verringern, folglich kann die Abstromseite nach Bedarf auch beeinflusst werden. Die Auswirkung der drei Abbaubereiche ergibt auch für die Hochwassersituation im Heidenaabtal eine Veränderung. Einerseits wird im wiederverfüllten Abbaubereich A ein zusätzlicher Ausuferungsbereich geschaffen, ebenso wird durch den Einbau einer hochwassersichern Eintrittsschwelle in Bereich C, Übertrittschwelle in Bereich B und einer Austrittsschwelle zum Flutkanal zwei neue Retentionsbereiche geschaffen. Eine Quantifizierung der Retentionswirkung erfolgt durch das Büro Münchmeier aus Erbendorf. Dr. Eckart Walcher Waldsassen, den Grub-Hydrogeologie-Text-Walcher doc