Arbeitspaket 2: Untersuchungen zur Grundwasserbeschaffenheit im quartären Grundwasserleiter der Stadt Dresden in der Folge des Augusthochwassers 2002

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Gerhardt Amsel
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BMBF-Projekt Hochwasser Nachsorge Grundwasser Dresden Arbeitspaket 2:

der Stadt Dresden in der Folge des Augusthochwassers 2002 Projektpartner: TU

Walther Bearbeiter: Dr.-Ing. D. Marre, Dipl.-Ing. C.

1 BMBF-Projekt Hochwasser Nachsorge Grundwasser Dresden Arbeitspaket 2: Untersuchungen zur Grundwasserbeschaffenheit im quartären Grundwasserleiter der Stadt Dresden in der Folge des Augusthochwassers 2002 Projektpartner: TU Dresden, Institut für Grundwasserwirtschaft Leiter: Prof. Dr.-Ing. habil. W. Walther Bearbeiter: Dr.-Ing. D. Marre, Dipl.-Ing. C. Konrad DREWAG GmbH Leiter: Dipl.-Ing. W. Bunnemann Bearbeiter: Dipl.-Geol. T. Fischer, Dipl.-Ing. D. Hoche

2 Inhalt Einleitung Informations- und Datengrundlage Vorgehensweise Charakterisierung des Dresdner Grundwassers Veränderungen nach dem Hochwasser Handlungsempfehlungen Zusammenfassung 2

3 1. Einleitung Infiltration Deich Erhöhung des Grundwasserdruckes Siedlung Hochwasser Mittelwasser normale Grundwasserströmung seitlicher Zustrom freie Grundwasseroberfläche bzw. gespanntes Grundwasser Aufstau des Grundwassers 3

4 4 2. Informations- und Datengrundlage Stadtgebiet Dresden mit untersuchten Messstellen

5 3. Vorgehensweise I. Einteilung der Messstellen in Teufen-Klassen II. Gruppierung der Grundwasser-Analysen in Beprobungs-Perioden III. Einteilung der Messergebnisse in 5 (Konzentrations-)Klassen Bestimmungsgrenze bzw. 5% aller Messwerte 25% aller Messwerte Grenz-/Schwellenwerte bzw. 75% aller Messwerte 95% aller Messwerte Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Klasse 4 Klasse 5 Konzentration 5

6 3. Vorgehensweise IV. Zusammenfassung von qualitätsrelevanten Parametern zur Grundwasser-Qualitätszahl einer Wasserprobe Für die Wasserqualität relevanter Parameter mit Einheit Messwert Nummer der Werteklasse Chlorid [mg/l] 35 2 Nitrat [mg/l] 58 4 Sulfat [mg/l] Arsen [µg/l] 1,8 3 Summe LHKW [µg/l] 6,1 3 Summe BETX [µg/l] 0,2 2 arithmet. Mittelwert = Grundwasser-Qualitätszahl : 2,8 6

7 3. Vorgehensweise V. Bewertung der Veränderungen nach dem Hochwasser Konzentration Hochwasser Vor-Flut- Schwankungsbereich >Vor-Flut- Maximum <Vor-Flut- Minimum Vor-Flut- = Referenz- Zeitraum (5 Jahre) Nach-Flut- Zeitraum 7

8 4. Charakterisierung des Dresdner Grundwassers Das Dresdner Grundwasser im quartären Aquifer % +NO 3 - % % +NO % % % 8

9 4. Charakterisierung des Dresdner Grundwassers Parameter mit häufigen Überschreitungen von Schwellenund Grenzwerten (unabhängig vom Hochwasser) * Grenzwerte der Trinkwasserverordnung # Geringfügigkeitsschwellenwerte der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser Anzahl Grundwasser Dresden Schwellenwerte Überschrei- Parameter Einheit Messwerte Min Median Max Grenzwerte tungen Sulfat mg/l , * 46,8 % Nitrat mg/l , * 35,8 % kleiner Bestimmungsgrenzen Summe LHKW µg/l , # 38,6 % Bor mg/l , ,3 # 23,1 % Eisen mg/l , ,2 * 30,9 % Mangan mg/l , ,05 * 28,6 % < Bestim- PAK nach TVO µg/l 234 6,26 0,1 # 10,0 % mungs- grenzen * # 10,3 % Benzen µg/l 662 Arsen µg/l 121 1, * # 31,7 % Cyanid mg/l 183 0,025 0,8 0,05 * # 26,7 % 9

10 4. Charakterisierung des Dresdner Grundwassers Entwicklung der LHKW-Konzentration Häufigkeit Messwerte 50% 40% 30% 20% 10% 0% 10µg/L: Geringfügigkeitsschwellenwert <0,1 0, >250 LHKW-Konzentration [µg/l] Verbesserung der Grundwasser-Qualität 10

11 4. Charakterisierung des Dresdner Grundwassers Grundwasser-Qualität (oberer Teil des Grundwasserkörpers) Gaswerk bessere Qualität Qualitätszahl: > 2,65 2,45-2,65 2,3-2,45 2,1-2,3 < 2,1 Verbesserung der Grundwasserqualität nach dem Hochwasser: keine Verschlechterung 11

12 5. Veränderungen nach dem Hochwasser. Vergleich von Nach-Flut-Messungen mit dem Referenz-Zeitraum Messwerte, summarisch 100% 80% 60% 40% 20% größer Vor-Flut- Maximum innerhalb Vor-Flut- Schwankungsbereich kleiner Vor-Flut- Minimum 0% Temperatur Redox-Potential Summe LHKW elektr. Leitfähigkeit Chlorid Natrium Magnesium Sulfat Nitrat Calcium DOC 12

13 5. Veränderungen nach dem Hochwasser Anteil der Wasserproben mit Temperaturen über 13,5 C Häufigkeit Messwerte 50% 40% 30% 20% 10% 0% Frühjahr 2001 Herbst 2001 Frühjahr 2002 Herbst 2002 Frühjahr 2003 Herbst

14 5. Veränderungen nach dem Hochwasser Vergleich von Nach-Flut-Messungen mit dem Referenz-Zeitraum Messwerte, summarisch 100% 80% 60% 40% 20% größer Vor-Flut- Maximum innerhalb Vor-Flut- Schwankungsbereich kleiner Vor-Flut- Minimum 0% Temperatur Redox-Potential Summe LHKW elektr. Leitfähigkeit Chlorid Natrium Magnesium Sulfat Nitrat Calcium DOC 14

15 5. Veränderungen nach dem Hochwasser Vergleich von Nach-Flut-Messungen mit dem Referenz-Zeitraum Messwerte, summarisch 100% 80% 60% 40% 20% größer Vor-Flut- Maximum innerhalb Vor-Flut- Schwankungsbereich kleiner Vor-Flut- Minimum 0% Temperatur Redox-Potential Summe LHKW elektr. Leitfähigkeit Chlorid Natrium Magnesium Sulfat Nitrat Calcium DOC 15

16 5. Veränderungen nach dem Hochwasser 6 Elbe (August 2002): 11,0 mg/l DOC Hochwasser DOC [mg/l] 4 2 Filter: 3-7m unter Gelände Filter: 10-12m unter Gelände Filter: 15-17m unter Gelände

17 5. Veränderungen nach dem Hochwasser Veränderung der Grundwasser-Qualität 100% 90% Summe aller Messungen 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Frühjahr 1998 Frühjahr 2002 Herbst 2002 Frühjahr % 0% 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 "Grundwasser-Qualitätszahl" 17

18 6. Handlungsempfehlungen Negative Veränderungen des Grundwassers sind in Zukunft nicht auszuschließen. deshalb wird vorgeschlagen: Präventive Maßnahmen durch Aufklärung der Bevölkerung Sicherung von bevorzugten Wegsamkeiten (Messstellen/Brunnen, Baugruben, etc.) weitere Maßnahmen sind ebenfalls denkbar: z.b. Prioritätensetzung bei Altlasten-Sanierung Berücksichtigung des Grundwasseranstiegs 18

19 7. Zusammenfassung Grundwasserqualität: - Verbesserung - erhöhte und potentiell anthropogene Parameter nach dem Hochwasser: - stärkere Veränderungen bei vielen Parametern - keine eindeutigen Ursachen - keine eindeutigen Trends oder regionale Muster - nur kurzzeitige Verschlechterung der Wasserqualität mögliche Ursachen für Veränderungen: - Eindringen von Oberflächenwasser in den Aquifer - veränderte Strömungsrichtung - Anstieg des Grundwasserspiegels Handlungsvorschläge für zukünftige Hochwässer 19

20 Wir danken: dem BMBF der Landeshauptstadt Dresden den Mitarbeitern im Arbeitspaket 2 den Mitarbeitern anderer Arbeitspakete und Kooperationspartner 20

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