Wasserwirtschaftliche Herausforderungen und Lösungen im Land Sachsen

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1 Wasserwirtschaftliche Herausforderungen und Lösungen im Land Sachsen Bergbaulich beeinflusstes Fließgewässer z. B. Pleiße MST Markkleeberg - Eisen ges. MW-2010: 2,6 mg/l Foto: LD-Leipzig, 2006 Bergbaufolgesee z. B. Neuhauser See Eisen gelöst - Zikulationsphase-2010: 2,1 mg/l Foto: Herbst

2 1. Wasserwirtschaftliche Randbedingungen in Westsachsen 27 Bergbaufolgeseen mit einer Gesamtfläche von ca ha (nur sächsischer Flächenanteil) Fotos: Stadt Leipzig Braunkohlenförderung von 19,6 Mio. t in 2010 Wasserhebung von ca. 90 Mio. m³ in 2010 Grundwasserabsenkungstrichter im Jahr 1990 ca km² Grundwasserdefizit 1990 ca. 3,7 Mrd. m³ (nur Anteil der LMBV) Foto: Segelhafen Gruna am Störmthaler See 6/2011 Quelle: LD-Leipzig März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

3 Bergbaufolgeseen in Westsachsen Wasserflächen und -volumina Westsachsen 27 Bergbaufolgeseen > 10 ha Wasserflächen Wasservolumina Größte Fläche: ha Mrd. m Größtes Volumina: Zwenkauer See 970 ha 4 8 Zwenkauer See 172 Mill. m 3 Kleinste Fläche: Zwochauer See 13 ha Kleinstes Volumina: Zwochauer See 1,4 Mill. m 3 Zahlen: LMBV 0-50 ha > ha > ha > ha > ha 0-10 Mill. m 3 > Mill. m 3 > Mill. m 3 > Mill. m 3 > Mill. m 3 > 200 Mill. m März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

4 Stand der Flutung der Bergbaufolgeseen in Westsachsen Zwochauer See Zwenkauer See Werbener See Werbeliner See Störmthaler See Seelhausener See Schladitzer See SP Witznitz SP Lobstädt SP Borna RL Südkippe Paupitzscher See Pahnaer See Neuhauser See Makkleeberger See Ludwigsee Kulkwitzer See Kahnsdorfer See Hauptwasserhaltung Haubitzer See Haselbacher See Harthsee Hainer See Großstolpener See Grabschützer See Cospudener See Bockwitzer See 82 % 48 % 71 % 100 % 95 % 100 % 87 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 99 % 100 % 100 % 97 % 100 % 100 % 98 % 100 % 100 % 100 % 76 % 100 % 100 % Stand: ca. 94,5 % des Volumens der Bergbaurestseen in Westsachsen ist gefüllt 18 von 27 Seen sind vollständig gefüllt = 67 % % Zahlen: LMBV Füllvolumen ( ) Freies Volumen März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

5 1. Wasserwirtschaftliche Randbedingungen in Westsachsen 1.1. Warum ist die Wasserwirtschaft in Westsachsen etwas Besonderes? Gebiet hat weitestgehend Flachlandtopografie Im Bereich Delitzsch geringerer Niederschlag wegen Harzregenschatten Mehr als 10 m mächtige Geschiebelehmschichten, teilweise lössüberdeckt Der gesamte Nordwesten ist stark durch den Braunkohlenbergbau beeinflusst Komplexes, stark anthropogen beeinflusstes Gewässernetz mit Bergbaufolgeseen und einigen Speichern mit einer Gesamtwasserfläche von ca ha Historische Reihen der Pegelaufzeichnungen (u. a. im Norden) sind durch jahrzehntelange Grubenwassereinleitungen stark verfälscht März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

6 1. Wasserwirtschaftliche Randbedingungen in Westsachsen 1.2 Kenndaten der Bergbaufolgeseen im Sanierungsbergbau Summarische Angaben Einzugsgebiet Weiße Elster (Südraum Leipzig) Einzugsgebiet Vereinigte Mulde (Nordraum Leipzig) Wasserfläche Bergbaufolgeseen in ha Bewirtschaftungsraum in Mio. m³ Gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum in Mio. m 3 18,5 *** Überleitungsmengen**** * * 13,9 ** - Tagebau Profen: ca. 0,5 m³/s Weiße Elster: max. 5 m³/s (ab Mitte 2012) * Angabe für Endwasserstand, Bergbaufolgeseen > 10 ha, Sanierungsbergbau ** Zwenkauer (6,8 Mio. m 3 ) und Störmthaler See (7,1 Mio. m 3 ) *** Zwenkauer See **** maximale Mengen gemäß wasserrechtlicher Erlaubnisse bzw. vorhandener Kapazitäten März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz Luppewasserüberleitung, max. 0,5 m³/s

7 1. Wasserwirtschaftliche Randbedingungen in Westsachsen 1.3 Überblick Wasserwirtschaftliche Anlagen (LTV) Im Betrieb E(lbe)/M(ulde)/U(ntere)W(eiße)E(lster) der Sächsischen Landestalsperrenverwaltung werden im Direktionsbezirk Leipzig 600 km Gewässer I. Ordnung mit 135 Wehranlagen 340 km Deiche 3 Talsperren (Döllnitzsee, Schadebach II, Schömbach), 1 Wasserspeicher (Großer Teich Torgau), 1 HRB (Regis-Serbitz) und 3 Bergbaufolgeseen (2 Wasserspeicher SP- Borna, SP-Witznitz; 1 HRB HRB Stöhna) mit ca. 167 Mio. m³ Gesamtstauraum l 21 Mio. m³ Gesamtbetriebsraum 86 Mio. m³ Hochwasserrückhalteraum l ha Wasserfläche bewirtschaftet. Quelle: LTV ab Mitte 2012 stellt die LMBV darüber hinaus 18,5 Mio. m³ Hochwasserrückhalt im Zwenkauer See zur Verfügung März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

8 Grundwasserabsenkungsbereiche Mitteldeutschland im Jahr 1990 Raum Leipzig Bitterfeld ca. 300 km 2 Südraum Leipzig ca. 700 km 2 Raum Merseburg Wulfersdorf ca. 100 km 2 Quelle: MIBRAG März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

9 Grundwasserabsenkungsbereich im Jahr 2000 Grundwasserkörper-Grenzen Quelle: LD Leipzig März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

10 Wiederauffüllung Grundund Oberflächenwasserdefizit im Mitteldeutschen Revier (SN+TH+S-Anh) - nur LMBV Stand: 1990 Stand: 2000 Stand: ,5 2,0 1,5 1,7 2,2 3,2 3,7 0,3 0 0,5 1,5 Grundwasserdefizit Mitteldeutschland LMBV Auffüllung Grundwasser Mitteldeutschland LMBV Oberflächenwasserdefizit Mitteldeutschland LMBV Auffüllung Oberflächenwasser Mitteldeutschland LMBV Angaben in Mrd. m 3 Zahlen: LMBV März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

11 Vorbergbauliche Fließgewässer und bergbaubedingt verlegte Fließgewässer, am Beispiel des Nordraumes Leipzig Irreversible hydraulische Beeinflussungen durch Bergbau: Kippen als Barriere für GW-Strom Retentionsräume der Fließgew. weggefallen Künstliche Fließgewässerabschnitte (Verlegungen, Dichtung, Ausbau ) Quelle: LD Leipzig März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

12 Vorbergbauliche Fließgewässer und bergbaubedingt verlegte Fließgewässer, am Beispiel des Südraumes Leipzig Irreversible hydraulische Beeinflussungen durch Bergbau: Kippen als Barriere für GW-Strom Retentionsräume der Fließgew. weggefallen Künstliche Fließgewässerabschnitte (Verlegungen, Dichtung, Ausbau ) Quelle: LD Leipzig März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

13 März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

14 Bergbaubeeinflusste Fließgewässer GUB: Vorplanung bergbaulich beeinflusster Fließgewässer, Abschlussbericht vom 30. Nov Ergebnisse für Westsachsen: 167 bergbaubeeinflusste Fließgewässer mit 193 Gewässerabschnitten und einer Fließgewässerlänge von 571,6 km Kosten Renaturierung ohne Planungskosten: ca. 130 Mio (Stand 12. Januar 2007 Vorstellung Abschlussbericht GUB) verlegte Weißen Elster / Gefällestufe Harthmannsdorf 2006 (Quelle: LD Leipzig) Das Rahmenkonzept Wasserhaushalt (1994) und die Grundsätze wasserwirtschaftliche Nachsorge (2001) weisen die Sicherung der Gewässerbeschaffenheit und die Renaturierung der Fließgewässer als Ziel der Braunkohlesanierung aus. Zielerreichung WRRL erfordert beginnende Untersetzung im VA Braunkohlesanierung V März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

15 Beeinträchtigungen der bergbaubeeinflussten Fließgewässer von 268,5 km sind 131,9 km (49,1 %) verlegt (108,3 km 1. Ord.) von 268,5 km sind 60,0 km (22,4 %) gedichtet (53,8 km 1. Ord.) von 268,5 km sind 72,9 km (27,2 %) abgeschnitten (55,2 km 1. Ord.) von 268,5 km sind 92,0 km (34,3 %) nicht durchgängig (21,7 km 1. Ord.) März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

16 Strukturqualität der bergbaubeeinflussten Fließgewässer März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

17 Ökologischer Zustand der bergbaubeeinflussten Fließgewässer nach EG-WRRL März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

18 Bergbaubedingte Belastung der Gewässer, am Beispiel des Südraumes Leipzig Neutralisierung Zwenkauer See Beschaffenheit von Bergbauseen 2011: ph Sulfat Zwenkauer See: 3, mg/l Störmthaler See: 6, mg/l Hainer See 6, mg/l Eisen- ges. im Bereich Tgb. Witznitz: Grundwasser: 500 bis 2500 mg/l Pleiße: bis 11 mg/l Neutralisierung Hainer See GWRA Neukieritzsch GWRA Borna-West (S 50) Neutralisierung Bockwitzer See Quelle: LD Leipzig März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

19 Bergbaufolgeseen Westsachsen ph-werte 2007 und März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

20 Bergbaufolgeseen Westsachsen Sulfatwerte 2007 und März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

21 Eisen-Problematik: Grubenwasserreinigungsanlagen Neukieritzsch und Borna-West haben Entlastung für Pleiße bezüglich Eisen-Einträgen gebracht. Weitere Maßnahmen in Prüfung (z.b. F&E über 3 VA BKS). Sulfat-Problematik: Vorplanung einer Bewirtschaftungs- und Steuerzentrale bezüglich Sulfatlast für die unteren Pleiße, Abschlussbericht November 2011 des Instituts für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Anregung zur vertiefenden Prüfung von Bewirtschaftungsmaßnahmen März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz Modellstruktur des Sulfatlastmodells Untere Pleiße, Dr. Uhlmann 2011

22 2. Besonderheiten des Braunkohlenbergbaus 2.1 Auswirkungen des Braunkohlebergbaus auf den Wasserhaushalt in Westsachsen Die Umverlegung von Fließgewässern, die Herstellung von sterilen Kunstprofilen und die Überbaggerung der natürlichen Auenlandschaften führen zu einer weitreichenden Eliminierung von Retentionsräumen und wertvollen Naturarealen Die gigantischen Deckgebirgsumlagerungen und die damit verbundene tiefgreifende Verritzung der oberen Grundwasserleiter sowie die großräumige Grundwasserabsenkung bedingen eine Störung der natürlichen Kommunikation zwischen Grund- und Oberflächenwasser sowie den Entfall geologischer Barrieren, woraus sich heute u. a. eine Verminderung der Abflussspende in den Einzugsgebieten ergibt. Die durch den Bergbau herbeigeführten Veränderungen sind irreversibel! Durch gezielte Maßnahmen und aktiver Einflussnahme kann darauf hingewirkt werden, dass sich künftig ein stationärer Zustand einstellt, der einem sich weitestgehend selbstregulierenden Wasserhaushalt nahe kommt März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

23 2. Besonderheiten des Braunkohlenbergbaus 2.2 Gezielte Maßnahmen für einen sich selbstregulierenden Wasserhaushalt Im Rahmen der Grundsanierung wurde eine Vielzahl wasserwirtschaftlicher Anlagen geschaffen, die in einem gewissen Maß die irreversiblen Folgen des Bergbaues kompensieren können. Verlorener Retentionsraum Hochwasserschutz durch Zwenkauer See Verminderte Abflussspende Niedrigwasseraufhöhung aus den Bergbaufolgeseen sterile Kunstprofile, Kippen Naturressource Seenlandschaft Die Ergebnisse der Überwachung und die Erfahrungen aus dem laufenden Sanierungsbetrieb Flutung der Tagebaue und deren Anbindung an die Vorflut Überwachung des Grundwasserwiederanstieges Überwachung der Grund- und Oberflächenwasserqualität müssen ständiger Impulsgeber für die Anpassung der Wasserhaushaltssanierung sein März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

24 3. Wasserwirtschaftliche Nutzung von Bergbaufolgeseen in Westsachsen I (Kategorisierung gem. Rahmenvereinbarung, 2007) Kategorie (a) Seen mit wasserwirtschaftlicher Bedeutung - Zwenkauer See Kategorie (b) Seen mit wirtschaftlichem Entwicklungspotenzial für Region - Cospudener See - Markkleeberger See - Störmthaler See - Hainer See - Seelhausener See - Kahnsdorfer See - Schladitzer See - Werbeliner See - Haselbacher See Kategorie (c) Seen mit Naturschutzpotenzial für Region o. überregional - Grabschützer See - Werbener See - Neuhauser See - Paupitzscher See - Bockwitzer See - Harthsee - Ludwigsee - Zwochauer See Quelle: SMUL März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

25 3. Wasserwirtschaftliche Nutzung von Bergbaufolgeseen in Westsachsen II Seen mit Speicherfunktion für den Hochwasserschutz - Zwenkauer See 18,5 Mio. m 3 - SB Borna 46,1 Mio. m 3 - SB Lobstädt 1,2 Mio. m 3 - SB Witznitz 3,2 Mio. m 3 Hohlformen mit Rückhaltefunktion für den Hochwasserschutz - HRB Stöhna 11,4 Mio. m 3 Quelle: SMUL März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

26 4. Entwicklung und Steuerung des Wasserdargebotes in den Flussgebieten Rückgang der Grubenwassereinleitung Veränderung der bergbaubedingten Grundwasserabsenkungsbereiche (Abflussbildung, Infiltrationsverluste) Zeitlich veränderlicher Wasserbedarf von Nutzern (Kraftwerke, Teiche) Entwicklung des Wasserdargebots in den Fließgewässern Inbetriebnahme Speicher Zwenkauer See (Hochwasserrückhalt und Sulfatlaststeuerung) Sulfatlaststeuerung mittels Rückhalt und gezielter Abgabe sulfatreicher Wässer aus Bergbaufolgeseen und aktivem Bergbau (MIBRAG) Flutung von Tagebaurestlöchern, Nachsorge der entstandenen Bergbaufolgeseen März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

27 Hochwasserrückhalteraum Zwenkauer See März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz Quelle: LMBV

28 Hochwasserrückhalteraum Zwenkauer See Chronologie und Kennzahlen: Fortschreiten des Tagebaues Zwenkau führte zur notwendigen Verlegung der Weißen Elster 1974/ letzte große Flussverlegung in Mitteldeutschland Devastierung der Weiße Elster Aue und damit Beseitigung natürlicher Hochwasserrückhalteräume bereits 1973 Forderung der WWD Saale Weiße Elster nach Einrichtung eines Hochwasserrückhalteraumes Kennzahlen: HWR 18,5 Mio. m³, BHQ(150) 580 m³/s, Einleitung von max. 130 m³/s in den Zwenkauer See, Reduktion des Hochwasserscheitels auf 450 m³/s nach HWSK schadlos für die Stadt Leipzig seit 2010 im Bau System der Hochwasserschutzanlagen (Planfeststellungsbeschluss vom ): - Abschlagsbauwerk und Überleiter im Bereich der Ortslage Zitzschen (im Bau) - Betriebsauslass zur Weißen Elster (geplanter Bau ) - Betriebsauslass zum Cospudener See (geplanter Bau ) - Hochwasserrückhalteraum im Zwenkauer See März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

29 Bilder vom aktuellen Bauzustand Hochwassereinleitung Weiße Elster in den Zwenkauer See : Flutungsbereitschaft voraussichtlich ab August 2012 Quelle: LDL, März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

30 116 Geplante Stauraumaufteilung des Zwenkauer Sees 115,6 Z V Vollstau 115 Staukote in m NHN ,15 I GHR 113,8 Z S Stauziel HW-Entlastung 15 Mio. m³ (ca. 21 Tage in Abhängigkeit Wasserstand Weiße Elster) Ableitung zur Weißen Elster (Betriebsauslass Weiße Elster u. h. Gefällestufe Hartmannsdorf) HW-Entlastung 3,5 Mio. m³ 18,5 Mio. m³ gewöhnlicher HW-Rückhalteraum, Lamelle 1,8 m (immer freizuhalten) ,5 I BR Z A Absenkziel 113,1 I R Z T Tiefstes Absenkziel I T Bewirtschaftungslamelle 6,8 Mio. m³ (für Gewässerökologie, Gewässertourismus, Gewässerbeschaffenheit) Landesdirektion Leipzig Stand: März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

31 Beispiel für die Abwehr von Gefährdungen im Zusammenhang mit dem Wiederanstieg des Grundwassers gemäß 3 des VA Braunkohlesanierung: Die Entfernung der Kolmationsschicht des Lobers / Loberausbau im Bereich Stadt Delitzsch 1. Bauabschnitt 2. Bauabschnitt 3. Bauabschnitt März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

32 Ziel der Maßnahme: flächenhafte Absenkung der Grundwasserstände und damit Minderung des Konfliktpotentials mit bestehender Bausubstanz (Vernässungen) Umsetzung durch: Rückbau des Loberwehres (realisiert), Herstellung des nachhaltigen hydraulischen Anschlusses des Grundwassers an den Lober durch Entfernung der Kolmation und Einbau eines geeigneten, nachhaltig gut durchlässigen Sohlsubstrates (BA 3 fertiggestellt, BA 2 geplant für , BA 1 im Anschluss), Vergleichmäßigung des Sohlgefälles zur Absicherung einer Mindestfließgeschwindigkeit von 0,3m/s, Aufstellung und Umsetzung eines Gewässerunterhaltungskonzeptes zur dauerhaften Absicherung des Ausbauzustandes (Konzept in Aufstellung), Umsetzung umfangreicher Monitoringmaßnahmen (laufend), Alternative Speisung des Wallgrabens und der Brauchwassernutzung des Biomassekraftwerkes (realisiert) Anspruchsvolles Projekt mit komplexen Randbedingungen die individuelle Lösungen erfordern: Nachhaltigkeit des hydraulischen Anschlusses, Möglichkeit zur nachsorgenden Unterhaltung, Umgang mit naturschutz- und fischereifachlichen Einwänden, Auseinandersetzung mit den Anforderungen der WRRL, Vereinbarkeit mit bestehenden Brückenbauwerken, Massenverkrautung durch Igelkolben März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

33 nach Ausbau (Bauabschnitt 3) vor Entschlammung / Ausbau Quelle: LD Leipzig März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

34 Zusammenfassung anstehende Aufgaben I Fortführung der Braunkohle-Sanierung mit wasserwirtschaftlichem Schwerpunkt: Fertigstellung der Seen unter Beachtung der Prinzipien der WRRL Herstellung der erforderlichen Überleiter und Bauwerke Umsetzung geotechnisch erforderlicher Sicherungen Integration der Fließ- und Standgewässer in die sächsische Gewässerlandschaft Integriertes Gewässermanagement nach Menge und Beschaffenheit Nutzungsansprüche mit naturräumlichen Randbedingungen in Übereinstimmung bringen Hochwasserschutz wichtiger Bestandteil eines länderübergreifenden Mengenmanagements 1. B Planphase: 2. B Planphase: 3. B Planphase: Beginn der Integration Ableitung der konkreten Maßnahmen und umfassende Umsetzung Erzielung des guten Zustands oder Potentials März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

35 Zusammenfassung anstehende Aufgaben II Nachsorge / Bewirtschaftung der Bergbaufolgeseen im Verbund mit dem Einzugsgebiet der Unteren Pleiße - zum Hochwasserschutz - zur Sicherung der Gewässergüte entsprechend der regionalplanerisch vorgesehenen Nutzungen - zur Gewährleistung ökologisch erforderlicher Mindestabflüsse - zur Absicherung der gewässertouristischen Nutzungen Abwehr / Minderung von bergbaubedingten Beeinträchtigungen der Gewässerbeschaffenheit in betroffenen Grund- und Fließgewässern im Kontext der Anforderungen der EG-WRRL Naturnähere Gestaltung bergbaubedingt veränderter Fließgewässer im Kontext der Anforderungen der EG-WRRL Gefahrenabwehr Grundwasserwiederanstieg priorisierte Umsetzung von Einzel- und Komplexmaßnahmen Erhöhung Folgenutzungsstandard Entwicklung von Infrastruktur und touristischer Nutzung März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! März 2012 Prof. Martin Socher Referatsleiter Oberflächenwasser, Hochwasserschutz