Workshop Porengrundwasser Ressourcenmanagement

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1 INNOVATION aus TRADITION Workshop Porengrundwasser Ressourcenmanagement Wassergewinnung in Tal-Grundwasserleitern: vom Experiment zur Planungsgrundlage Institut für WasserRessourcen Management Hydrogeologie und Geophysik oef ver Tagungsband 9. Dezember Tagungsband_Cover.id , 11:04 am

2 Programm ab 8.30 Uhr Check in 9.00 Uhr Beginn der Veranstaltung Impulsreferat Landeshauptmann-Stellvertreter Dipl. Ing. Leopold Schöggl 9.20 Uhr Bedeutung von Talgrundwasserleitern für die steirische Wasserwirtschaft HR Dipl. Ing. Johann Wiedner Amt der Steiermärkischen Landesregierung, Fachabteilung 19C Siedlungswasserwirtschaft 9.35 Uhr Wassergewinnung und Grundwasserschutz in Talgrundwasserleitern aus rechtlicher Sicht Dr. Alois Bernhart Amt der Steiermärkischen. Landesregierung, Fachabteilung 13A Umweltrecht und Energiewesen 9.50 Uhr Die spezifischen Anforderungen an die Planungsunterlagen zur Trinkwassergewinnung aus Talgrundwasserleitern aus Sicht der Wasserversorgung Franz Glanz Wasserverband Grenzland Süd - Ost Uhr Wassergewinnung und Grundwasserschutz in Talgrundwasserleitern aus grundwasserhydrologischer Sicht Univ. Doz. Dr. Johann Fank Uhr Kaffeepause Uhr Hydraulik und Grundwasserströmung in seichtliegenden Grundwasserleitersystemen DI Dr. Hans Kupfersberger Uhr Durchführung und analytische Auswertung von Pumpversuchen in Talgrundwasserleitern Mag. Dr. Andreas Dalla-Via Uhr Diskussion Uhr Mittagspause (Buffet) 1

3 13.45 Uhr Das instationäre numerische Grundwasserströmungsmodell als Basis für die Erstellung von Planungsgrundlagen Ing. Gerhard Rock Uhr Auswertung und Interpretation instationärer Grundwasserströmungsmodelle Univ. Doz. Dr. Johann Fank Uhr Kaffeepause Uhr Case studies der Koppelung von Pumpversuchsauswertung und regionaler Grundwasserströmungsmodellierung Mag. Dr. Andreas Dalla-Via, Ing. Gerhard Rock, Univ. Doz. Dr. Johann Fank Uhr Zusammenfassung und Diskussion Univ. Prof. Dr. Hans Zojer Moderation: Mag. Roswitha Wiedenhofer 2

4 Workshop Wir bedanken uns bei folgenden Sponsoren für Ihre Unterstützung: WASSERVERBAND LEIBNITZERFELD-SÜD Die Grazer Wasserversorgung sorgt seit 130 Jahren für ausreichendes und qualitativ hervorragendes Wasser für die steirische Landeshauptstadt. Ausführliche Informationen zum Wassernetz der Stadt Graz, zur Trinkwasserqualität und weitere Informationen über unser umfangreiches Dienstleistungsprogramm erhalten Sie bei der Grazer Stadtwerke AG Bereich Wasser Körösistraße 29 A-8010 Graz Telefon: (0316) Fax: (0316) Internet: 3

5 INHALTSVERZEICHNIS Workshop ZUM GELEIT!...6 BEDEUTUNG VON TALGRUNDWASSER FÜR DIE STEIRISCHE WASSERWIRTSCHAFT...7 WASSERGEWINNUNG UND GRUNDWASSERSCHUTZ IN TALGRUNDWASSERLEITERN AUS RECHTLICHER SICHT...9 EINLEITUNG... 9 BEGRIFFSDEFINITIONEN... 9 GRUNDWASSERENTNAHMEN UMWELTZIELE VORBEUGENDER GRUNDWASSERSCHUTZ SCHLUSSBEMERKUNG DIE SPEZIFISCHEN ANFORDERUNGEN AN DIE PLANUNGSUNTERLAGEN ZUR TRINKWASSERGEWINNUNG AUS TALGRUNDWASSERLEITERN AUS SICHT DER WASSERVERSORGUNG...13 DER WASSERVERBAND GRENZLAND SÜDOST GRUNDWASSERRESSOURCEN UND DEREN NUTZUNGSMÖGLICHKEIT FÜR DEN WASSERVERBAND GRENZLAND SÜDOST PROJEKTPARTNER UND PLANUNGSGRUNDLAGEN FALLBEISPIEL BRUNNENSTANDORTE FLUTTENDORF DONNERSDORF WASSERGEWINNUNG UND GRUNDWASSERSCHUTZ IN TALGRUNDWASSERLEITERN AUS GRUNDWASSERHYDROLOGISCHER SICHT...17 TALGRUNDWASSERLEITER UND DEREN CHARAKTERISTIKA WASSERGEWINNUNG UND GRUNDWASSERSCHUTZ IN TALGRUNDWASSERLEITERSYSTEMEN.. 18 INTENTION UND INHALT DES WORKSHOPS PORENGRUNDWASSER RESSOURCENMANAGEMENT HYDRAULIK DER GRUNDWASSERSTRÖMUNG IN SEICHTLIEGENDEN PORENAQUIFERSYSTEMEN...22 DURCHFÜHRUNG UND ANALYTISCHE AUSWERTUNGEN VON PUMPVERSUCHEN IN TALGRUNDWASSERLEITERN...24 EINLEITUNG VORBEREITENDE UNTERSUCHUNGEN - MESSPROGRAMM ALLGEMEINES ZU ANALYTISCHEN METHODEN DER PUMPVERSUCHSAUSWERTUNG ANWENDUNG ANALYTISCHER PUMPVERSUCHSAUSWERTUNGEN AN SECHS PUMPVERSUCHSSIMULATIONSVARIANTEN ERGEBNISSE DER DURCHLÄSSIGKEITSBERECHNUNGEN VARIABILITÄT DER EINZUGSGEBIETSGRÖßENPARAMETER JE VARIANTE SCHLUSSBEMERKUNG UND AUSBLICK DAS INSTATIONÄRE NUMERISCHE GRUNDWASSERSTRÖMUNGSMODELL ALS BASIS FÜR DIE ERSTELLUNG VON PLANUNGSGRUNDLAGEN...32 EINLEITUNG

6 INSTATIONÄRE EINFLUSSGRÖßEN IM GRUNDWASSERSTRÖMUNGSMODELL GRÜNDE FÜR DIE ERSTELLUNG EINES INSTATIONÄREN MODELLS KALIBRATION VON INSTATIONÄREN MODELLEN AUSWERTEMÖGLICHKEITEN VON INSTATIONÄREN MODELLRECHNUNGEN INSTATIONÄRE FLIEßWEGE (STROMLINIEN) BERECHNUNG VON STROMLINIEN AUSWERTEMÖGLICHKEITEN VON STROMLINIEN BERECHNUNG INSTATIONÄRER BRUNNENEINZUGSGEBIETE VERGLEICH MIT STATIONÄR ERMITTELTEN BRUNNENEINZUGSGEBIETEN SCHLUSSBEMERKUNG UND AUSBLICK AUSWERTUNG UND INTERPRETATION INSTATIONÄRER GRUNDWASSERSTRÖMUNGSMODELLE...48 DAS GRUNDWASSERSTRÖMUNGSMODELL UND SEINE ERSTELLUNG AUSWERTUNG UND INTERPRETATION VON MODELLEN CASE STUDIES DER KOPPELUNG VON PUMPVERSUCHSAUSWERTUNG UND REGIONALER GRUNDWASSERSTRÖMUNGSMODELLIERUNG...56 VOM EXPERIMENT ZUR PLANUNGSGRUNDLAGE MODIFIZIERTE VORGANGSWEISE PUMPVERSUCHE ALS GRUNDLAGE FÜR DAS GRUNDWASSERMODELL DONNERSDORF FLUTTENDORF (28) KALIBRATION UND AUSWERTUNG DES GRUNDWASSERMODELLS HASLACHER AU (27) ALS GRUNDLAGE FÜR DIE ABGRENZUNG EINES SCHONGEBIETES ERKUNDUNG ZUSÄTZLICH ERSCHROTBARER WASSERRESSOURCEN IM SÜDLICHEN GRAZER FELD AUF BASIS EINES INSTATIONÄREN GRUNDWASSERSTRÖMUNGSMODELLS (26) AUTORENVERZEICHNIS

7 Zum Geleit! Wasser ist ein wertvolles Gut. Um diese Ressource verantwortungsvoll zu nutzen, bedarf es erfahrene ExpertInnen und anerkanntes Wissen. Dieser Workshop zum Thema ist eines der vielen Beispiele der Vernetzung mehrerer ForscherInnen, um einer interessierten Öffentlichkeit neue Methoden und Verfahren vorzustellen, die in den letzten Jahren am Institut für WasserRessourcenManagement der JOANNEUM RESEARCH erarbeitet worden sind. Politik und Verwaltung brauchen diese Expertise, sei es im Zusammenhang mit wasserrechtlichen Bewilligungsverfahren bei konkreten Projekten oder für einen langfristigen, verantwortungsbewussten Umgang mit der wertvollen Ressource Wasser. In Österreich, und ganz besonders in der Steiermark, können wir aber nicht nur froh sein über reichlich Wasser in bester Qualität. Wir verfügen auch über Wissenschafter bester Qualität, deren Know-how international gefragt ist. Als Forschungsreferent der Steiermärkischen Landesregierung habe ich mich deshalb erfolgreich um die Bündelung dieser Kompetenzen bemüht: Die Steiermark wird Sitz eines Wasserkompetenzzentrums, welches durch die Kooperation von 35 Firmen mit 22 wissenschaftlichen Forschungsinstituten aus dem In- und Ausland den Know-how- Zuwachs in der gesamten Branche sicherstellen kann. Für die nächsten vier Jahre stehen rund zehn Millionen Euro für das Projekt bereit. Durch Integration und Aufbau von Forschungskompetenz in der wasserbezogenen Wirtschaft selbst sollen deren Wettbewerbsfähigkeit auf internationaler Ebene gestärkt und eine Verwertung des Wasserreichtums in Österreich im Sinne einer wirtschaftlichen Umsetzung unter Beachtung nachhaltiger Aspekte unterstützt werden. Ich freue mich, dass ich dazu beitragen konnte, dass die Steiermark hier eine Vorreiterrolle spielen wird. Landeshauptmann-Stv. Dipl.-Ing. Leopold Schöggl Forschungsreferent der Steiermärkischen Landesregierung 6

8 Bedeutung von Talgrundwasser für die Steirische Wasserwirtschaft Hofrat Dipl.-Ing. Johann WIEDNER In den Tallagen, vor allem der größeren steirischen Fließgewässer befinden sich ergiebige Porengrundwasservorkommen, die eine bedeutende Ressource zur Versorgung der Bevölkerung und der Wirtschaft inklusive Landwirtschaft und Tourismus mit Trink- und Nutzwasser darstellen. 58 % des öffentlichen Trinkwasserbedarfes werden mit Porengrundwasser abgedeckt. Zusätzlich werden rd. 200 Mio m 3 für industrielle, gewerbliche und landwirtschaftliche Zwecke erschrotet. Seicht liegende Porengrundwasservorkommen mit großer Ergiebigkeit, wie jene im Aichfeld-Murboden, Grazer Feld, Leibnitzer Feld und im Unteren Murtal werden bereits in einem solchen Maße genutzt, dass Reserven praktisch nicht mehr vorhanden sind. Die Grundwasservorkommen des Murtales haben über das eigene Einzugsgebiet hinaus auch große Bedeutung für die Trinkwasserversorgung weiter Bereiche der Oststeiermark. Gerade in den Tallagen der Mur ergeben sich durch die vielseitigen Nutzungsinteressen des Raumes (Siedlungsraum, Standort für Industrie und Gewerbe, Verkehrsflächen, Landwirtschaft, aber auch Tourismus und Erholungsfunktion) besondere Herausforderungen für den Schutz des Porengrundwassers. Über das Grundwasserschutzprogramm 1987 ist es gelungen, in der Steiermark einen wirksamen Grundwasserschutz zu betreiben und eine entsprechende qualitative Verbesserung zu bewirken. Die Verordnung von Schongebieten im Raum Graz, Leibnitzer Feld und Unteres Murtal, verbunden mit umfassenden Abwasserentsorgungsmaßnahmen und besonderen Auflagen für die Bewirtschaftung bzw. Nutzung haben auch die notwendigen Erfolge gebracht. Auch die Einrichtung der Landwirtschaftlichen Umweltberatung geht auf diese Initiative zurück. Die Porengrundwasservorkommen der Oststeiermark verfügen über eine vergleichsweise geringe Ergiebigkeit bzw. Qualität und stellen diese auch nur geringe Reserven für zukünftige Nutzungen dar. Auch das Grundwasserdargebot der weststeirischen Haupttäler ist trotz der Speisung zahlreicher Trinkwasserversorgungsanlagen als vergleichsweise gering zu bezeichnen. Hofrat Dipl.-Ing. Johann Wiedner Leiter der Abteilung Wasserwirtschaft und Abfallwirtschaft beim Amt der Steiermärkischen Landesregierung Stempfergasse 5, 8010 Graz Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail:johann.wiedner@stmk.gv.at 7

9 Die Grundwasserfelder im Enns- und Mürztal werden als ergiebige Vorkommen bewertet und stellen gemeinsam mit den Grundwasservorkommen einzelner inneralpiner Täler mögliche Reserven für zukünftige Nutzungen dar. Die Bedeutung der Porengrundwasservorkommen für die steirische Wasserversorgung ist groß und wird auch unter Berücksichtigung anderer nutzbarer Grundwasservorkommen eine besondere bleiben. Das veränderte Niederschlagsverhalten der letzten Jahre hat deutlich erkennbare Auswirkungen auf die Grundwasserstände und damit auch auf die Verfügbarkeit dieser Ressource aufgezeigt. Unter dem Aspekt, dass die Jahresniederschläge sich zwar im zeitlichen Verlauf ändern, aber insgesamt in gleich hohem Ausmaß gegeben sind, stellt sich in Zukunft die Herausforderung neben dem qualitativen Schutz der Grundwasservorkommen auch die Frage des Wasserhaushaltes eingehend zu betrachten. In qualitativer Hinsicht müssen trotz großer Erfolge weiterhin die bereits bisher besonders belasteten und gefährdeten Vorkommen beobachtet werden bzw. ist der generellen Zielsetzung des Österreichischen Wasserrechtes nach einem flächendeckenden Grundwasserschutz Rechnung zu tragen. Dem Rückhalt von Wasser in der Landschaft, verbunden mit einer Bevorzugung der Versickerung bzw. Verrieselung von Niederschlagswässern vor rascher Ableitung in Fließgewässer wird in Zukunft im Sinne einer Verbesserung des Wasserhaushaltes verstärkt Bedeutung zu geben sein. Hofrat Dipl.-Ing. Johann Wiedner Leiter der Abteilung Wasserwirtschaft und Abfallwirtschaft beim Amt der Steiermärkischen Landesregierung Stempfergasse 5, 8010 Graz Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail:johann.wiedner@stmk.gv.at 8

10 Wassergewinnung und Grundwasserschutz in Talgrundwasserleitern aus rechtlicher Sicht Dr. Alois BERNHART Kurzfassung Grundwasserentnahmen, die über den Haus- und Wirtschaftsbedarf des Eigentümers hinausgehen, sind nach dem Wasserrechtsgesetz bewilligungspflichtig. Dabei ist sicherzustellen, dass das öffentliche Interesse am Gleichgewicht von Entnahme und Neubildung gewahrt bleibt. Zum Schutz der Wassergewinnung sind im hydrologischen Einzugsgebiet entsprechende Wasserschutzgebiete einzurichten. Einleitung Die Nachfrage nach Wasser in ausreichender Menge und entsprechender Qualität steigt permanent in allen Anwendungsbereichen. Die Wasserversorgung ist dabei eine Leistung der Daseinsvorsorge, gesetzliche Regelungen zur Hintanhaltung von Übernutzungen sowie der Gewährleistung eines entsprechenden Schutzes der Wasserressourcen sind daher unerlässlich. Begriffsdefinitionen Nach österreichischem Wasserrechtsgesetz ist Grundwasser das in einem Grundstück enthaltene unterirdische Wasser und das aus einem Grundstück zu Tage quellende Wasser ( 3 Abs. 1 lit. a). Die Grundwasserschwellenwertverordnung in der Fassung BGBl. II 2002/147 definiert Grundwasser als gesamtes Wasser, das in die Erdoberfläche eindringt und die Hohlräume der Erdrinde zusammenhängend ausfüllt. Seine Bewegung wird durch die Schwerkraft sowie durch die Reibungskräfte bestimmt. Mit der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie in nationales Recht durch die Wasserrechtsgesetz-Novelle BGBl. I Nr. 82/2003 wurden weitere Begriffsdefinitionen in das österreichische Wasserrechtsgesetz aufgenommen. Demnach sind Grundwasserleiter unter der Erdoberfläche liegende Boden- oder Gesteinskörper oder andere geologische Formationen mit hinreichender Porosität und Permeabilität, sodass entweder ein nennenswerter Grundwasserstrom oder die Entnahme erheblicher Grundwassermengen möglich ist. Als Grundwasserkörper wird ein abgegrenztes Grundwasservolumen innerhalb eines oder mehrerer Grundwasserleiter definiert. Dr. Alois Bernhart Fachabteilung 13A, Umweltrecht und Energiewesen Amt der Steiermärkischen Landesregierung Landhausgasse 7, 8010 Graz Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: alois.bernhart@stmk.gv.at 9

11 Artikel 2 Zif. 2 der Wasserrahmenrichtlinie definiert Grundwasser als unterirdisches Wasser in der Sättigungszone, das in unmittelbarer Berührung mit dem Boden oder dem Untergrund steht. Grundwasserentnahmen Gemäß 10 Abs. 1 WRG bedarf der Grundeigentümer zur Benutzung des Grundwassers für den notwendigen Haus- und Wirtschaftsbedarf keiner Bewilligung der Wasserrechtsbehörde, wenn die Entnahme in einem angemessenen Verhältnis zum eigenen Grund steht. Die Benutzung des Grundwassers, welches in Österreich zu den Privatgewässern zählt, steht mit den durch Gesetz oder besonderem Rechtstitel begründeten Beschränkungen denjenigen zu, denen es gehört. Deshalb bedarf jede durch vom Grundeigentümer verschiedene Nutzer beabsichtigte Grundwasserentnahme der Zustimmung des Eigentümers. Der Verwaltungsgerichtshof hat in seinem Erkenntnis vom festgestellt, dass jede über die Grenze des 10 Abs. 1 WRG hinausgehende Verfügung des Eigentümers über sein Privatgewässer nicht mehr ein Recht des Eigentümers ist und er die Befugnis hiezu nur durch eine behördliche Bewilligung erhalten kann. Auch der Grundeigentümer bedarf zu dieser Benutzung des Grundwassers, wenn sie entweder nicht für den notwendigen Hausund Wirtschaftsbedarf erfolgt oder nicht in einem angemessenen Verhältnis zum eigenen Grund steht, einer wasserrechtlichen Bewilligung. Die behördliche Prüfung dient dabei der Sicherstellung, dass das öffentliche Interesse am Gleichgewicht von Entnahme und Neubildung bzw. Hintanhaltung von Übernutzungen nicht beeinträchtigt und bestehende Rechte nicht verletzt werden. Ausschlaggebend für die Bestimmung des Maßes der Grundwasserentnahme ist ferner die Prüfung des Bedarfes des Bewilligungswerbers. Die maximale Konsensentnahmemenge stellt dabei auf den Spitzenbedarf ab. Schon vor Umsetzung der EU- Wasserrahmenrichtlinie war nach österreichischem WRG das Maß der Wasserbenutzung in der Bewilligung in der Weise zu beschränken, dass die Erhaltung der Gewässer für höherwertige Zwecke, insbesondere solche der Wasserversorgung, erhalten bleibt. Weiters darf das Maß der Nutzung nicht so weit gehen, dass Gemeinden, Ortschaften oder einzelne Ansiedlungen das für die Abwendung von Feuersgefahren, für sonstige öffentliche Zwecke oder für Zwecke des Haus- und Wirtschaftsbedarfes ihrer Bewohner erforderliche Wasser entzogen wird. Schließlich ist anzuführen, dass eine Benutzung des Grundwassers für Zwecke der Trinkwasserversorgung nur dann bewilligt werden darf, wenn öffentliche Interessen, wie z.b. die Vermeidung gesundheitlicher Folgen, gewahrt bleiben. Dr. Alois Bernhart Fachabteilung 13A, Umweltrecht und Energiewesen Amt der Steiermärkischen Landesregierung Landhausgasse 7, 8010 Graz Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: alois.bernhart@stmk.gv.at 10

12 Umweltziele Workshop Die WRG-Novelle 2003 sieht entsprechend der Wasserrahmenrichtlinie vor, dass Grundwasser derart zu schützen, zu verbessern und zu sanieren ist, dass eine Verschlechterung des jeweiligen Zustandes verhindert und bis spätestens der gute Zustand erreicht wird. Dieser gute Zustand im Grundwasser ist dann erreicht, wenn sich der Grundwasserkörper zumindest in einem guten mengenmäßigen und einem guten chemischen Zustand befindet. Der gute mengenmäßige Zustand eines Grundwasserkörpers ist demgemäß derart festzulegen, dass die mittleren jährlichen Entnahmen langfristig das vorhandene nutzbare Grundwasserdargebot (die verfügbare Grundwasserressource) nicht überschreiten. Dabei ist zu beachten, dass der Grundwasserspiegel keinen anthropogenen Veränderungen unterliegt, die zu einem Verfehlen der ökologischen Umweltziele für in Verbindung stehende Oberflächengewässer, zu einer signifikanten Verringerung der Qualität dieser Oberflächengewässer oder zu einer signifikanten Schädigung von Landökosystemen führen würden, die unmittelbar von dem Grundwasserkörper abhängen. Hinsichtlich dieser Kriterien für den guten mengenmäßigen Zustand wird die Grundwasserschwellenwertverordnung zu adaptieren sein. Hinsichtlich des guten chemischen Zustandes des Grundwassers sind in Österreich in 33 f bereits vor Implementierung der Wasserrahmenrichtlinie entsprechende Vorgaben enthalten, die in der Grundwasserschwellenwertverordnung näher definiert sind. Die Grundwasserschwellenwertverordnung enthält dabei für 34 Stoffe bzw. Stoffgruppen Schwellenwerte, bei deren Überschreiten unter bestimmten Voraussetzungen Beobachtungsgebiete bzw. voraussichtliche Maßnahmengebiete auszuweisen sind. Vorbeugender Grundwasserschutz Zum Schutz von Wasserversorgungsanlagen bzw. Wassergewinnungsstellen sind entsprechende Wasserschutzgebiete einzurichten. Das Wasserrechtsgesetz unterscheidet dabei zwischen Schutzgebieten und Schongebieten. Grundwasserschutzgebiete kann die zur Bewilligung der Wasserversorgungsanlagen zuständige Behörde mittels Bescheid anordnen und dabei entsprechende Bestimmungen über die Bewirtschaftung und sonstige Benutzung von Grundstücken treffen. Weiters kann zum Schutz der allgemeinen Wasserversorgung der Landeshauptmann mit Verordnung bestimmen, dass in einem näher zu bezeichnenden Teil des Einzugsgebietes (Schongebiet) Maßnahmen, die die Beschaffenheit, Ergiebigkeit oder Spiegellage des Wasservorkommens zu gefährden vermögen, vor ihrer Durchführung der Wasserrechtsbehörde anzuzeigen sind oder der wasserrechtlichen Bewilligung bedürfen oder nicht oder nur in bestimmter Weise zulässig sind. Solche Regelungen sind im gebotenen Maße nach Maßgabe der örtlichen Verhältnisse abgestuft zu treffen. Dr. Alois Bernhart Fachabteilung 13A, Umweltrecht und Energiewesen Amt der Steiermärkischen Landesregierung Landhausgasse 7, 8010 Graz Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: alois.bernhart@stmk.gv.at 11

13 Gemäß der ständigen Rechtssprechung des Verwaltungsgerichtshofes sind die Grenzen für Schutz- und Schongebiete grundstücksscharf auszuweisen, damit bei den Normunterworfenen entsprechende Rechtssicherheit besteht. Die Abgrenzung bzw. räumliche Dimensionierung von Schutz- und Schongebieten hat nach hydrogeologischen Kriterien zu erfolgen, wobei neuzeitliche Methoden durch instationäre Grundwassermodelle heute unerlässliche Projektsgrundlagen bzw. Beweismittel sind. Schließlich ist anzumerken, dass die Einrichtung von Schutz- und Schongebieten eine amtswegige Aufgabe der Wasserrechtsbehörden, allerdings mit Mitwirkungspflicht des Grundwassernutzers, ist. Mit der WRG-Novelle 2003 ist in Entsprechung der EU-Wasserrahmenrichtlinie auch für Wasserschutzgebiete bis 2015 ein guter Zustand zu erreichen. Dies betrifft alle Grundwasserentnahmen für den menschlichen Gebrauch mit über 10 m³/d bzw. über 50 Personen. Grundwasserkörper zur Trinkwasserentnahme müssen die Qualitätsziele gemäß den Anforderungen der Trinkwasserrichtlinie erreichen. Schlussbemerkung Mit dem vorhandenen Instrumentarium des österreichischen Wasserrechtsgesetzes soll die Bewirtschaftung der Ressource Grundwasser sowohl in qualitativer als auch in quantitativer Hinsicht unter Wahrung des Grundsatzes der Nachhaltigkeit ermöglicht werden. Dr. Alois Bernhart Fachabteilung 13A, Umweltrecht und Energiewesen Amt der Steiermärkischen Landesregierung Landhausgasse 7, 8010 Graz Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: alois.bernhart@stmk.gv.at 12

14 Die spezifischen Anforderungen an die Planungsunterlagen zur Trinkwassergewinnung aus Talgrundwasserleitern aus Sicht der Wasserversorgung Franz GLANZ Kurzfassung Der Wasserverband Grenzland Südost mit dem Sitz in Fehring hat den Auftrag, die Südoststeiermark mit Wasser in ausreichender Menge und entsprechender Qualität zu versorgen. Aufgrund der Entwicklung des Wasserbedarfs und der durch die Häufung der Trockenjahre verstärkten Anschlusstätigkeit an die kommunalen Netze der versorgten Gemeinden ist die Erschließung zusätzlicher Grundwasserressourcen erforderlich, um den satzungsgemäßen Versorgungsauftrag auch in Hinkunft aufrecht erhalten zu können. Durch die Ressourcenknappheit und die daraus folgende Konfliktsituation aufgrund unterschiedlicher Nutzungsansprüche wurde für die Erarbeitung der Planungsgrundlage ein Projektpartner gesucht, der den spezifischen Anforderungen hinsichtlich der Komplettabwicklung von der Erkundung bis zur Durchsetzung eines Planungsvorhabens entsprach. Am Beispiel der Grundwassererschließung Fluttendorf Donnersdorf soll die erfolgreiche Projektdurchführung in einem komplexen Umfeld dargestellt und diskutiert werden. Der Wasserverband Grenzland Südost Der Wasserverband Grenzland Südost (GSO) mit dem Sitz in Fehring wurde im Jahre 1979 als Verband nach WRG 1959 mit dem Ziel gegründet, die zukünftige Versorgung der Südoststeiermark mit Wasser in ausreichender Menge und Qualität zu sichern. Derzeit gehören 74 Mitglieder (davon 72 Gemeinden und 2 Wasserverbände) mit ca Einwohnern aus 6 pol. Bezirken der Südoststeiermark dem Verband an. Die Entwicklung des Wasserbedarfs und die Wasserknappheit in den Trockenperioden der letzten Jahre erforderten eine ständige Erweiterung der Anlagen. Die Länge der Versorgungsleitungen beträgt 270 Kilometer. Bisher wurden weiters 6 Brunnen, 30 Pumpstationen und 8 Hochbehältern mit einem Nutzinhalt von m3 errichtet. Die Mitglieder errichten und betreiben ab der Übergabestelle die Ortsnetze auf eigene Kosten. Die Versorgung der Verbandsmitglieder war in den Trockenperioden der letzten Jahre nur durch die Anbindung an überregionale Versorgungseinrichtungen aufrecht zu erhalten. Franz Glanz Geschäftsführer Wasserverband Grenzland Südost Bahnhofstraße 20b A-8350 Fehring Tel: (03155) ; Fax: (03155) mail: office@wasserversorgung.at 13

15 Das im Rahmen des Wasserversorgungsplanes Steiermark entwickelte Wassernetzwerk Südoststeiermark wurde in dieser Zeit konsequent umgesetzt. Aber auch das reicht für die Zukunft nicht aus. Die Wasserabgabe an die Mitglieder hat sich in den letzten 4 Jahren auf nunmehr mehr als 2 Mio. Kubikmeter verdoppelt. Tendenz nach wie vor stark steigend. Der durchschnittliche Anschlussgrad in den Mitgliedsgemeinden liegt derzeit bei ca. 50 %. Durch die Witterung der letzten Jahre ist in den Gemeinden eine in diesem Ausmaß unvorhersehbare anhaltende Ausbau- und Anschlusstätigkeit gegeben. Grundwasserressourcen und deren Nutzungsmöglichkeit für den Wasserverband Grenzland Südost Aufgrund der hydrogeologischen Rahmenbedingungen waren die regional verfügbaren Grundwasserressourcen im Verbandsgebiet zu einem guten Teil auch auf die artesisch gespannten Tiefengrundwässer des Oststeirischen Beckens konzentriert. Deren Erschließung und Nutzung ist aber mit großen Schwierigkeiten verbunden, die neben technischen Problemen und geringen Ergiebigkeiten auch in einem sehr hohen finanziellen Aufwand mündet. Die Suche nach weiteren erschließbaren Reserven in den seichtliegenden Talgrundwasserleitern der Flüsse des Oststeirischen Hügellandes war aufgrund geringer Ergiebigkeiten bei gleichzeitigen qualitativen Problemen nicht von Erfolg gekrönt. Die Untersuchungen des Grundwassersystems des Unteren Murtales ein seichtliegender, gering mächtiger Grundwasserleiter in den quartären Kiesen des Murtales ergab, dass in Teilbereichen noch Grundwasser verfügbar sein sollte, das ohne entsprechende Erschließung in die Mur abströmt (1). Projektpartner und Planungsgrundlagen Das Grundwasser des Unteren Murtales wird durch die Wasserversorgungsanlagen des GSO in der Stadtgemeinde Mureck und in der Gemeinde Gosdorf, (bis dato 4 Brunnen) die Brunnen der Stadtgemeinde Bad Radkersburg, (Stadtbrunnen und Brunnen Dedenitz) und durch kommunale Brunnen der Marktgemeinde Halbenrain sowie durch Einzelwasserversorgungen bereits intensiv zur Trinkwassergewinnung genutzt. Zusätzliche Nutzungen sind durch die landwirtschaftliche Bewässerung gegeben. In Teilbereichen ist eine weitere Grundwassererschließung durch existierende oder geplante Nassbaggerungen eingeschränkt. Diese Faktoren, qualitative Probleme in Teilbereichen, die Notwendigkeit des Schutzes des Grundwassers in einer den möglichen Einflussnahmen adäquaten Weise und die eventuelle Lage potentieller Brunnenstandorte in besonders geschützten Bereichen (NATURA 2000 Gebiet) erforderten spezifische Anforderungen an die Projektpartner und auch an die zu erstellenden Planungsgrundlagen. Franz Glanz Geschäftsführer Wasserverband Grenzland Südost Bahnhofstraße 20b A-8350 Fehring Tel: (03155) ; Fax: (03155) mail: office@wasserversorgung.at 14

16 Unsere Anforderungen an den Projektpartner zur Erarbeitung der Planungsgrundlagen für eine Grundwassererschließung lassen sich in folgenden Punkten zusammenfassen: Know-how und Erfahrung im Grundwassersystem des Unteren Murtales um bereits im Vorfeld einer konkreten Untersuchung beratend über potentielle Nutzungsmöglichkeiten und dabei auftretende Probleme verfügbar zu sein Hohe Kompetenz zur Fachinformation und -diskussion in unterschiedlichen Belangen: o Bürger, Betroffene, Presse Öffentlichkeit o Verband, Kommunen, gesetzliche Interessensvertretungen und politische Vertreter o Behördenvertreter und Sachverständige Beratung des Auftraggebers bei der Zusammenstellung des Planungsteams Fachkompetenz zur Planung, Durchführung, Auswertung und Interpretation der erforderlichen Untersuchungen im Vorfeld der Grundwassererschließung Fachliche Vertretung des Auftraggebers im Rahmen des wasserrechtlichen Bewilligungsverfahrens Als spezifische Anforderungen an die Planungsgrundlagen für die technische und rechtliche Realisierung einer geplanten Grundwassererschließung sind schließlich exemplarisch anzuführen: Optimale Kosten / Nutzen Relation der erforderlichen Untersuchungen und experimentellen Erhebungen Eindeutige, plausible und diskussionsfreie Ergebnisse unter Berücksichtigung unterschiedlichster Einwirkungen mit Bezugnahme auf ein breites fachliches Spektrum Lösung von potentiellen und erkannten Konfliktsituationen o Grundwassererschließung Naturschutz o Grundwassernutzung landwirtschaftliche Bewässerung o Landwirtschaftliche Bewirtschaftung und Einrichtung von Schutzgebieten Optimale und nachhaltige Nutzung der vorhandenen Ressourcen Franz Glanz Geschäftsführer Wasserverband Grenzland Südost Bahnhofstraße 20b A-8350 Fehring Tel: (03155) ; Fax: (03155) mail: office@wasserversorgung.at 15

17 Fallbeispiel Brunnenstandorte Fluttendorf Donnersdorf Basierend auf diesen Kriterien ist es schließlich gelungen, in einem nahezu optimalen Prozess die Grundwassererschließung für die Brunnenstandorte Fluttendorf Donnersdorf in Zusammenarbeit zwischen Wasserwirtschaft - Wissenschaft Bevölkerung Politik Behörde zu realisieren. Der zeitliche Ablauf kann folgendermaßen skizziert werden: Herbst 2001 bis Frühjahr 2002: Suche nach möglichen Brunnenstandorten und erschließbaren Ressourcen entsprechender Qualität auf Basis von Voruntersuchungen, die seitens der wasserwirtschaftlichen Planung des Amtes der Steiermärkischen Landesregierung durchgeführt worden waren (1). Über die Ergebnisse der Prognose auf Basis von Szenario-Simulationen wurde im März 2002 Bericht gelegt (2): Frühjahr 2002 Diskussion und Klärung der Vorgangsweise: Abklärung der endgültigen Brunnenstandorte und Diskussion mit den Betroffenen, den Kommunen und Behörden Ab Sommer Projektdurchführung: Zusammenstellung des Planungsteams zur Erarbeitung der Unterlagen für die Bewilligung der Durchführung der erforderlichen experimentellen Untersuchungen o Ressourcenermittlung und Grundwasserhydrologie o Technische Planung und Durchführung der experimentellen Untersuchungen (3) o Untersuchungen der Auswirkung geplanter Maßnahmen in einem naturräumliche sensiblen Bereich (Lage der Standorte im Bereich der Murauen im NATURA 2000 Gebiet) (4) Offene und transparente Vermittlung des Vorhabens in die Öffentlichkeit (als Beispiel ist in (5) die Präsentation der Ergebnisse im Rahmen einer Pressekonferenz des GSO angeführt) 15. Oktober 2002: Wasserrechtliche Bewilligung der Pumpversuchsdurchführung Bis April 2003: Errichtung der Probebrunnen und des Messstellennetzes, Durchführung und Auswertung der Pumpversuche an insgesamt 4 Brunnen in Kooperation der beteiligten Projektpartner Bis Juli 2003: Erstellung der Planungsgrundlagen für die wasserrechtliche Bewilligung der Grundwassernutzung.(6) Die grundwasserhydrologischen Auswertungen basierend auf detaillierten Modellberechnungen (7) bilden die Basis für die technische Planung der Grundwassernutzung. Franz Glanz Geschäftsführer Wasserverband Grenzland Südost Bahnhofstraße 20b A-8350 Fehring Tel: (03155) ; Fax: (03155) mail: office@wasserversorgung.at 16a

18 15. September 2003: Wasserrechtliche Bewilligungsverhandlungen, in deren Rahmen die Betroffenen noch einmal im Detail über die Ergebnisse der Erkundungen und die erforderlichen Maßnahmen informiert wurden (8, 9) o Wasserrechtliche Kollaudierung der Pumpversuche an den Brunnen Fluttendorf in der Gemeinde Gosdorf o Wasserrechtliche Kollaudierung der Pumpversuche an den Brunnen Donnersdorf in der Marktgemeinde Halbenrain o Wasserrechtliche Bewilligung der Grundwassernutzung aus den Brunnen Fluttendorf in der Gemeinde Gosdorf o Wasserrechtliche Bewilligung der Grundwassernutzung aus den Brunnen Donnersdorf in der Marktgemeinde Halbenrain o Wasserrechtliche Festlegung des Schutzgebietes für die Brunnenstandorte in beiden Gemeinden, Festlegung der erforderlichen Auflagen und der Entschädigungszahlungen. Ab Frühjahr 2004: Nach Fertigstellung der Bauarbeiten (ca lfm Pumpleitungen, Tiefbehälter mit Pumpwerk inkl. aller technisch notwendigen Einrichtungen) wird die Versorgung der Bevölkerung des Verbandsgebietes auch mit Grundwasser aus den Brunnen Fluttendorf Donnersdorf aus dem Grundwassersystem des Unteren Murtales erfolgen können. Der Realisierungszeitraum von knapp 3 Jahren war großteils nur dank der kompetenten und termintreuen Auftragsabwicklung durch Joanneum Research möglich. Unterlagen: (1) FANK, J., G. ROCK, K. FUCHS & A. DALLA-VIA (2002): Grundwasserströmungs- und transportmodell Unteres Murtal zur Erfassung der regionalen Strömungsverhältnisse und der Interaktion von Oberflächenwässern mit dem Grundwasser in einem rezenten Augebiet (Schlussteil Endbericht). Proj. Nr. STA 28C/99. Unveröff. Bericht Institut für Hydrogeologie und Geothermie, JOANNEUM RESEARCH, Graz, 186 S., Anhang, 12 Beilagen. (2) FANK, J., 2002: Untersuchung möglicher Brunnenstandorte im Unteren Murtal (Gemeindegebiet Halbenrain) basierend auf den Ergebnissen des Grundwasserströmungsmodells "Unteres Murtal". - Unveröff. Bericht, Inst. f. Hydrogeologie und Geothermie JOANNEUM RESEARCH, Graz, 18 S. (3) HEIDINGER & SCHWARZL ZT-GmbH, 2002: Pumpversuche Grundwassererschließung Unteres Murtal, wasserrechtliches Einreichprojekt. (4) PARTL, P., 2003: Freiland Umweltconsulting ZT-GmbH, Grundwassernutzung Fluttendorf und Donnersdorf, naturschutzrechtliche Einreichunterlagen. Franz Glanz Geschäftsführer Wasserverband Grenzland Südost Bahnhofstraße 20b A-8350 Fehring Tel: (03155) ; Fax: (03155) mail: office@wasserversorgung.at 16b

19 (5) FANK, J. (2002): Mögliche Brunnenstandorte des GSO im Unteren Murtal. Simulationsrechnungen mit Hilfe des Grundwasserströmungs- und -transportmodells "Unteres Murtal" zur Erfassung der regionalen Strömungsverhältnisse und der Interaktion von Oberflächenwässern mit dem Grundwasser in einem rezenten Augebiet. Vortrag am 10. Okt im Rahmen einer Presse- und Gemeindeinformationsveranstaltung des GSO in Halbenrain. (6) PLANK-BACHSELTEN, A. ZT-KEG, 2003: Wasserverband Grenzland Südost mit Marktgemeinde Halbenrain und Gemeinde Gosdorf, Grundwassererschließung Unteres Murtal, Brunnen Fluttendorf und Donnersdorf, Einreich-Ausführungsprojekt. (7) FANK, J., G. ROCK & A. DALLA-VIA (2003): Brunnen Fluttendorf, Donnersdorf Grundwasserhydrologisches Gutachen. Unveröff. Bericht, Inst. f. Hydrogeologie und Geothermie, JOANNEUM RESEARCH, Graz, 91 S., 1 CD. (8) FANK, J. (2003): Das Grundwassersystem des Unteren Murtales Grundwassererschließungsgebiet Fluttendorf. Präsentation der Untersuchungsergebnisse im Rahmen der Wasserrechtsverhandlung am 15. Sept. 2003, Gosdorf. (9) FANK, J. (2003): Das Grundwassersystem des Unteren Murtales Grundwassererschließungsgebiet Donnersdorf. Präsentation der Untersuchungsergebnisse im Rahmen der Wasserrechtsverhandlung am 15. Sept. 2003, Halbenrain. Franz Glanz Geschäftsführer Wasserverband Grenzland Südost Bahnhofstraße 20b A-8350 Fehring Tel: (03155) ; Fax: (03155) mail: office@wasserversorgung.at 16c

20 Wassergewinnung und Grundwasserschutz in Talgrundwasserleitern aus grundwasserhydrologischer Sicht Univ.-Doz. Dr. Johann FANK Kurzfassung Die Tallandschaften der großen Flüsse stellen in Österreich eine bedeutende Wasserressource dar, deren Nutzung in einem immer stärker werdenden Konfliktfeld zwischen Trinkwasserversorgung, Brauchwassernutzung und landwirtschaftliche Bewässerung angesiedelt ist. Im Zuge des wasserrechtlichen Bewilligungsverfahrens sind entsprechende Planungsgrundlagen zu erarbeiten, die es erlauben, die Auswirkungen des Vorhabens auf die Grundwasserverhältnisse des Aquifers im Generellen und auf die Rechte Dritter im Speziellen zu prognostizieren. Aufgrund der spezifischen Charakteristika von seichtliegenden geringmächtigen Talgrundwasserleitersystemen ergeben sich für die Wassergewinnung typische Problemstellungen, die in erster Linie durch die Wechselwirkung unterschiedlicher Teilbereiche und die hochgradige zeitliche Instationarität der Prozesse gekennzeichnet ist. Von entscheidender Bedeutung ist dabei in quantitativer und qualitativer Hinsicht der Kontakt des Grundwassers mit Oberflächengewässern und der Atmosphäre, woraus spezifische Anforderungen an den Grundwasserschutz resultieren. In den letzten Jahren wurden in der Porengrundwasserhydrologie und der Hydrologie der Ungesättigten Zone Werkzeuge implementiert, die auch durch die Anwendung und Weiterentwicklung mathematisch-statistischer Verfahren eine deutliche Verbesserung der Prognose der Auswirkung von Maßnahmen des Menschen auf unterschiedliche Komponenten des Wasserkreislaufes ermöglichen. Der heutige Workshop hat zum Ziel, klassische Verfahren der Parametergewinnung mit Methoden der numerischen Modellierung zu vergleichen und Möglichkeiten zur Erarbeitung der Grundlagen für die Abgrenzung von Wassereinzugsbereichen sowie von Schutz- und Schongebieten vorzustellen. Talgrundwasserleiter und deren Charakteristika Porengrundwasserfelder sind aufgrund ihres Charakters als Aquifersysteme in Tal- und Beckenfüllungen zahlreichen Nutzungskonflikten ausgesetzt. Die vorwiegend ebenen Flächen bieten beste Bedingungen für vielfältige Landnutzungen von intensiver Landwirtschaft, Schotterabbau, dynamischer Siedlungstätigkeit bis hin zur Nutzung als Industrie- und Verkehrsflächen. Die Nutzung der Wasserressourcen in den Porenaquiferen stellt zunächst die Basis für das Leben und Wirtschaften des Menschen in diesen Regionen dar; der Schutz der Wasserressourcen tritt aber gleichzeitig in Konkurrenz zu anderen Landnutzungen. Die Wasserbewirtschaftung muss also in Porengrundwasserfeldern notwendigerweise kontinuierlich optimiert werden, um eine Univ.-Doz. Dr. Johann Fank Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: johann.fank@joanneum.at 17

21 nachhaltige Sicherung der Wasserressourcen gleichermaßen zu erreichen wie eine dynamische wirtschaftliche Entwicklung der betreffenden Regionen. Für die Zielerreichung sind ganzheitliche, regionsbezogene Systemlösungen gesucht, die direktes und indirektes menschliches Einwirken auf die Grundwasserquantität und - qualität erfassen und quantifizieren (1) (2). Mithilfe von Prognosemodellen, die die einzelnen System-Teilkomponenten Grundwasser, ungesättigte Zone, Oberflächenwasser, Atmosphäre, Landnutzung integrieren, können anthropogene Eingriffe und deren Auswirkungen simuliert und davon Entscheidungsgrundlagen abgeleitet werden können. Besondere Bedeutung weisen die Porengrundwasserleitersysteme in den Tallandschaften hinsichtlich der Grundwasserqualitätsproblematik aus diffusen landwirtschaftlichen Eintragsquellen auf. Gerade in diesen Bereichen führen die Möglichkeiten einer Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion zusammen mit der relativ leichten Gewinnbarkeit auch großer Wassermengen zu einem Spannungsfeld zwischen Landwirtschaft und Wasserwirtschaft. In nahezu allen westund mitteleuropäischen Staaten wurden Maßnahmenkataloge entwickelt und umgesetzt, um die Grundwasserqualitätssituation zu verbessern oder nachhaltig zu sichern. Allen diesen Konzepten gemein ist der Grundsatz der Reduktion des Einsatzes von Düngemitteln und von Pflanzenschutzmitteln, in vielen Fällen kombiniert mit Zahlungen oder Förderungen an die Landwirte, um den möglichen Ertragsverlust entschädigt zu bekommen. Der Einsatz kombinierter Managementmethoden führt auch hinsichtlich der qualitativen Verhältnisse bei einer entsprechenden rechtlichen Umsetzung zu deutlich sichtbaren Erfolgen (7). Wassergewinnung und Grundwasserschutz in Talgrundwasserleitersystemen Bereits das Programm der österreichischen Bundesregierung zu einer nachhaltigen Wasserpolitik in Österreich definiert Rahmenbedingungen für die Wassergewinnung und den Grundwasserschutz in unseren Porengrundwassergebieten: Wasserressourcen auch für künftige Generationen dauerhaft nutzbar zu machen, heißt Grundwasser in Trinkwasserqualität zu halten. Ein Handeln nach dem Vorsorgeprinzip steht im Zentrum der Gewässerschutzpolitik Der Grundsatz, die natürliche Beschaffenheit der Gewässer zu sichern, bedeutet die ökologische Orientierung von Maßnahmen verstärkt anzusprechen Die wasserwirtschaftlichen Planungsinstrumente sind auszubauen und die Maßnahmenvorschläge zu erstellen und zu bewerten Univ.-Doz. Dr. Johann Fank Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: johann.fank@joanneum.at 18

22 Die Fragestellung der Nutzung der Wasserressourcen sowie deren Rahmenbedingungen müssen untersucht werden. Über die notwendigen Rahmenbedingungen für eine mit den Bedürfnissen der österreichischen Bevölkerung, der Land- und Forstwirtschaft, der Wirtschaft und insbesondere im Hinblick auf die kommenden Generationen verträgliche Nutzung der Wasserressourcen wird ein Diskussionsprozess eingeleitet werden. Dem Schutz des Grundwassers durch gewässerschonende Landwirtschaft sollen die Prinzipien Vorsorge statt Sanierung und Freiwilligkeit vor Zwang zugrunde liegen. Der Verwirklichung dienen unterschiedliche Instrumente, deren Relevanz wissenschaftlich zu prüfen ist. Für die Wasserversorgungsunternehmen und die öffentliche Hand ergeben sich aus der Charakteristik der Talgrundwasserleiter und den Zielen der Politik mehrere Zielfunktionen, die im Rahmen von wasserrechtlichen Bewilligungsverfahren und durch den Erlass von Schongebietsverordnungen definiert und durch die Schaffung der entsprechenden Planungsgrundlagen befriedigt werden sollen: Detaillierte Erfassung der Brunneneinzugsgebiete unter Berücksichtigung instationärer Randbedingungen als Grundlage für eine exakte Abgrenzung notwendiger Schutzgebiete und der Erarbeitung von Entschädigungszahlungen (9) Optimierung der Grundwassernutzung in Zeit und Raum bei Konkurrenzsituationen. Spezifische Bedeutung hat in diesem Zusammenhang auch die Optimierung der Grundwassernutzung durch eine künstliche Anreicherung des Grundwassers bzw. die Nutzung von Uferfiltrat. Optimierung von unterschiedlichen Nutzungen unter Berücksichtigung zeitlich und räumlich dynamischer Prozesse (z. B. Planung von landwirtschaftlichen Bewässerungssystemen in Abhängigkeit vom Bedarf der Wasserversorgung; Schottergewinnung und deren Auswirkung auf Grundwassersysteme; Optimierung der Trassengestaltung übergeordneter Verkehrsträger etc.) Prognose der Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf Quantität und Qualität des Grundwassers in seiner räumlichen Verteilung und in seiner zeitlichen Entwicklung. Dadurch ist es möglich, die Auswirkungen flächenhafter Maßnahmen hinsichtlich der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung in den Schongebieten vor deren Realisierung zu quantifizieren, wobei Randzuflüsse und eventuelle Verdünnungseffekte Berücksichtigung finden. Erst dadurch wird eine konkrete Abgrenzung notwendiger Schutzzonen möglich, die ja nicht nur auf die hydraulischen Gegebenheiten Rücksicht nehmen muss. Optimierung der Messnetze sowohl in quantitativer als auch qualitativer Hinsicht in den Wassereinzugsgebieten in Zeit und Raum Quantifizierung von Ressourcen nach Zeit und Ort im Sinne einer wasserwirtschaftlichen Planung unter Berücksichtigung von qualitativen Aspekten und von existierenden bzw. zu erwartenden Gefährdungspotentialen. Univ.-Doz. Dr. Johann Fank Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: johann.fank@joanneum.at 19

23 Bereitstellung von Entscheidungsgrundlagen für Verwaltung und Politik im Sinne einer nachhaltigen und geplanten Nutzung von Ressourcen und der Vermeidung künftiger Gefährdungen Einbindung der Ergebnisse der Modellentwicklung zur Vorhersage der Wasserverbrauchsentwicklung für die Prognose der Wasserverfügbarkeit. Dieser Ansatz liefert die Möglichkeit zur Koppelung der Ressourcenbewertungsmodelle mit entsprechenden Betreibermodellen. Intention und Inhalt des Workshops Basierend auf den Anforderungen der Wirtschaft (Wasserwirtschaftliche Planung, Umweltverträglichkeitsprüfung, Wasserversorgung, Abwasserentsorgung) ist zukünftig zu erwarten, dass gesicherte Prognosen über die Auswirkungen von Eingriffen auf komplexe Umweltsysteme erstellt werden müssen. Diese Fragestellung und die Ableitung von Lösungsansätzen bedarf dabei jedenfalls einer Analyse der multikausalen Zusammenhänge von Gesamtsystemen, wobei ein Schwerpunkt auch in der Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Teilkomponenten liegen muss. Die Entwicklung von mathematisch statistischen Methoden ist in der Forderung nach Nachvollziehbarkeit sowie nach Aussagen über die Sicherheit und Signifikanz der Prognosen begründet. Die Arbeiten der letzten Jahre zeigen, dass Umweltprozesse kaum zeitlich und räumlich stationär ablaufen. Die Vereinfachung komplexer transienter zu quasistationären Systemen ist in den meisten Fällen unzulässig. Die Analyse raum-zeitlicher Prozesse unter Zuhilfenahme moderner statistischer und geostatistischer Methoden (6) (8) führt zu einem deutlich besseren Verständnis von Systemabläufen und bildet die Grundlage für jede prognostische Tätigkeit. Die numerische Modellierung von Gesamtsystemen (3) (4) (5) unter Berücksichtigung der flächenhaften Neubildung, der Interaktion des Grundwasserkörpers mit den Oberflächengewässersystemen und den randlichen Zuflüssen in ihrer raum-zeitlichen Variabilität sowohl im Hinblick auf die Fließ- aber auch auf die Transportvorgänge bildet eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung von Decision-Support-Systemen. Diese können in weiterer Folge als Planungsinstrument und zur Unterstützung der Entscheidungsfindung in wasserwirtschaftlichen aber auch raumplanerischen Fragekomplexen dienen. Der heutige Workshop hat zum Ziel, klassische Verfahren der Parametergewinnung mit Methoden der numerischen Modellierung zu vergleichen und Möglichkeiten zur Erarbeitung der Grundlagen für die Abgrenzung von Wassereinzugsbereichen sowie von Schutz- und Schongebieten vorzustellen. Nach einer Einführung in die Hydraulik und Grundwasserströmung in seichtliegenden Grundwasserleitersystemen wird die Durchführung und analytische Auswertung von Pumpversuchen in Talgrundwasserleitern diskutiert. Diesen klassischen Verfahren wird danach das instationäre numerische Grundwasserströmungsmodell als Basis für die Erstellung von Planungsgrundlagen gegenübergestellt, wobei spezifischer Wert auf die Relevanz der Auswertung und Interpretation der Modell Berechnungsergebnisse gelegt wird. Case studies der Koppelung von Pumpversuchsauswertung und regionaler Grundwasserströmungsmodellierung aus den Arbeiten des Instituts für Univ.-Doz. Dr. Johann Fank Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: johann.fank@joanneum.at 20

24 WasserRessourcenManagement der JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft werden zu intensiver Diskussion anregen. Unterlagen: (1) FANK, J. (1999): Die Bedeutung der ungesättigten Zone für Grundwasserneubildung und Nitratbefrachtung des Grundwassers in quartären Lockersediment-Aquiferen am Beispiel des Leibnitzer Feldes (Steiermark, Österreich). Beiträge zur Hydrogeologie, 49/50, , Graz. (2) FANK, J., P. PARTL, Th. WEISSE, M. FIGL, K. PALL, U. SCHEFFEL, W. SIEGL, J. WANZENBÖCK (2003): Erfassung des gegenwärtigen Zustandes und Prognose zukünftiger Entwicklungen aus hydrologischer, limnologischer und fischereibiologischer Sicht unter Berücksichtigung möglicher nachhaltiger aber auch ökonomischer Nachnutzungsformen (Zwischenbericht). Unveröff. Bericht, Inst. f. Hydrogeologie und Geothermie & Inst. f. Limnologie & Freiland Umweltconsulting, 93 S., 4 Beilagen, Graz Mondsee. (3) FANK, J., W. POLTNIG, G. ROCK, E. STENITZER & W. SUMMER (2001): Simulation des Bodenwasserhaushaltes und der Grundwasserverhältnisse in den Salzachauen. - Wasserwirtschaftliche Rahmenuntersuchung Salzach. ad-hoc Arbeitsgruppe der Ständigen Gewässerkommission nach dem Regensburger Vertrag, 6, 102 S., Salzburg. (4) FANK J., G. ROCK, A.DALLA-VIA, T. HARUM, G. ORTNER & W. POLTNIG (2002): Grundwassermodell "Kremser Bucht" - Endbericht. - Unveröff. Bericht, Inst. f. Hydrogeologie und Geothermie JOANNEUM RESEARCH, 156 S., 1 Anhang, 26 Beilagen, 2 CD's S., Graz. (5) FANK, J., G. ROCK, K. FUCHS & A. DALLA-VIA (2002): Grundwasserströmungs- und transportmodell Unteres Murtal zur Erfassung der regionalen Strömungsverhältnisse und der Interaktion von Oberflächenwässern mit dem Grundwasser in einem rezenten Augebiet (Schlussteil Endbericht). Proj. Nr. STA 28C/99. Unveröff. Bericht Institut für Hydrogeologie und Geothermie, JOANNEUM RESEARCH, Graz, 186 S., Anhang, 12 Beilagen. (6) FANK, J. & H. ZOJER (2002): Niederwasserprognose für Porenaquifere. Grazer Schriften der Geographie und Raumforschung, 38, , Graz. (7) FANK, J. & H. ZOJER (2003): Sanierung von Aquiferen bei diffusen Einträgen aus der Landwirtschaft, Einsatz von Management Methoden Beispiel Murtal-Grundwasserleiter. Proceedings des Workshops Diffuse Input of Chemicals into Soil & Groundwater Assessment & Management, , Dresden. (8) FUCHS, K. &. J. FANK (2002): A new approach to generate source terms, distributed in Space and Time for transient groundwater flow models. Austrian Journal of Statistics. Vol. 31 (4), (9) ROCK, G. & H. KUPFERSBERGER (2002): Numerical delineation of transient capture zone. Journal of Hydrology, 269, , (ELSEVIER). Univ.-Doz. Dr. Johann Fank Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: johann.fank@joanneum.at 21

25 Hydraulik der Grundwasserströmung in seichtliegenden Porenaquifersystemen Dipl.-Ing. Dr. Hans KUPFERSBERGER In diesem Beitrag wird eine Auswahl von den wichtigsten hydraulischen Charakteristiken von Porenaquifersystemen diskutiert. Damit eine eindeutige Verwendung von maßgeblichen hydraulischen Bezeichnungen gewährleistet ist, werden Begriffe wie z.b. Stromlinie oder Aquifermächtigkeit anhand der Definition der Önorm B 3400 erläutert. In der Natur können Grundwasserleiter mit freier Oberfläche, mit gespannter Oberfläche und solche mit durchlässiger Deck- oder Stauschicht entsprechend den geologischen Gegebenheiten in beliebigen Kombinationen auftreten. Mit der klassischen Versuchsanordnung nach Darcy, wo über einen definierten Querschnitt mit bekannter Sedimentfüllung ein konstantes Gefälle aufgebracht wird, kann im Labor der Durchlässigkeitsbeiwert des durchströmten Mediums bestimmt werden. Neben der Porosität ist die Durchlässigkeit für die Beschreibung der gesättigten Grundwasserströmung der wichtigste Parameter, da sie über mehrere Zehnerpotenzen variieren kann. Mittels Division durch das speichernutzbare Hohlraumvolumen lässt sich aus der Filtergeschwindigkeit die für den realen Aquifer relevante Abstandsgeschwindigkeit bestimmen. In der Regel ist die freie Grundwasseroberfläche geringfügig geneigt, so dass die Potentiallinien gekrümmt sind. Um in der mathematischen Beschreibung der Grundwasserströmung möglichst einfache Verhältnisse zu beschreiben, wird diese Neigung vernachlässigt und durch eine horizontale Bewegung approximiert. Diese Vereinfachung (nach Dupuit) gilt bei Aquiferen mit im Vergleich zur Längserstreckung geringer Mächtigkeit und bei Fehlen einer vertikalen Geschwindigkeitskomponente, nicht jedoch bei unvollkommenen Brunnen (perforiertes Brunnenrohr erreicht nicht den Grundwasserstauer) oder maßgeblicher In- bzw. Exfiltration. Wenn bei einem Grundwasserleiter mit freier Wasseroberfläche die Änderung der Mächtigkeit durch natürliche Spiegelschwankungen im Vergleich zur Gesamtmächtigkeit des Aquifers vernachlässigt werden kann, kann der wasserführende Querschnitt mit einer konstanten Höhenausdehnung angenähert werden. Dadurch wird die zugehörige Differentialgleichung linearisiert und muss nicht mehr in einem iterativen Verfahren gelöst werden. Dipl.-Ing. Dr. Hans Kupfersberger Tel: (0316) ; Fax: (0316) mail: hans.kupfersberger@joanneum.at 22