Südraum von Leipzig unter dem Ansatz einer regionalen

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1 Leipzig Modellgestützte Expertise zur möglichen Entwicklung des Wasserhaushalts in der Bergbaufolgelandschaft im Südraum von Leipzig unter dem Ansatz einer regionalen Klimaprojektion im Rahmen des Modellvorhabens der Raumordnung (MORO) Dr. -Ing. Holger Mansel, Dipl.-Geogr. Andreas Kacirek, Dipl.-Ing. Regina Rakete (Ingenieurbüro für Grundwasser GmbH) Quelle: Google

2 1. EINLEITUNG Ausgangssituation: Wandel einer vom Bergbau geprägten Landschaft zur Bergbaufolgelandschaft Erhebliche Eingriffe in den Gebietswasserhaushalt (Flusslaufverlegungen, Grundwasserabsenkung) sowie in Bio- und Geosphäre (Zerstörung von Landschaft, Böden, Grundwasserleitersystemen) Neue hydrologische Situation (Grundwasserwiederanstieg, ausgedehnte Zehrflächen, Kippenproblematik) Veranlassung: Lange Planungshorizonte (Jahrzehnte) mit unsicherer Prognose Überdenken bisher geltender wasserwirtschaftlicher Planungsmaßstäbe (meteorologische Bezugsreihen) durch Fortschritte in der Klimaforschung Beauftragung durch RPV und MIBRAG und LMBV zur Durchführung einer modellgestützten Abschätzung der Klimafolgen für den Wasserhaushalt in der Bergbaufolgelandschaft des Südraums Leipzig auf Grundlage einer regionalen Klimaprojektion (WETTREG 2010, Emissionsszenario A1B) Zielstellung: Aufzeigen großräumiger möglicher Entwicklungstendenzen und Schwankungsbreiten ausgewählter Kenngrößen des Gebietswasserhaushaltes als Entscheidungshilfe für die Ableitung regionalplanerischer Handlungsstrategien Aussagen zur langfristigen Entwicklung der Restlochwasserstände einschl. der Überschusswassermengen, der Fließgewässerdurchflüsse sowie der Grundwasserflurabstände bis zum Jahr 2100 unter Bezugnahme auf den Referenzzustand (Mittlere Verhältnisse bis zum Erreichen des stationären Endzustandes auf Grundlage der met. Bezugsreihe ) IBGW Ingenieurbüro für Grundwasser GmbH, Leipzig, Nonnenstraße 9, Tel.: 0341/ , Fax: 0341 / , info@ibgw-leipzig.de,

3 2. MODELLGRUNDLAGEN Landesgrenze Hydrogeologisches Großraummodell Süd (HGMS 2006) Leipzig Bodenwasserhaushaltsmodell (BWHM) der MIBRAG mbh für den Bereich des Tagebaus Profen (2011) Bodenwasserhaushaltsmodell (BWHM) der MIBRAG mbh für den Bereich des Tagebaus Vereinigtes Schleenhain (2007) Bodenwasserhaushaltsmodell (BWHM) der LMBV mbh für den Sanierungsbereich Westsachsen/Thüringen (2005) Altenburg

4 2. MODELLGRUNDLAGEN BODENWASSERHAUSHALT ArcEGMO-PSCN Bodenwassermodell Büro für Angewandte Hydrologie (BAH)

5 2. MODELLGRUNDLAGEN GRUNDWASSERHAUSHALT Verwendete Software: PCGEOFIM Diskretisierung des 3-dimensionalen Strömungsraumes in finite Volumina Berechnung der Grundwasserströmung Finite-Volumen-Methode Physikalisch begründete Berechnung des Volumenstroms nach Darcy in porösen Medien Berücksichtigung verschiedener Arten von Randbedingungen mit dem Schwerpunkt auf Bergbau-Landschaft (Tagebau- und Restlochproblematik)

6 2. MODELLGRUNDLAGEN GRUNDWASSERHAUSHALT GEWÄSSERKOPPLUNG Berücksichtigung zeitlich veränderlicher Randbedingungen (z.b. aufgehender Restsee) Restlochbilanzierung mit Berücksichtigung der Aquiferkopplung sowie der tiefenabhängigen Gewässerverdunstung Bilanztreue Berechnung der Vorratsänderung in einem Finite-Volumen-Element Berücksichtigung der Elementzu- und Abströme (Kontinuitätsbedingung)

7 3. KLIMATISCHE RANDBEDINGUNGEN Projektionsdaten (WETTREG 2010) für 26 Niederschlags- bzw. Klimastationen Verwendung des Emissionsszenarios A1B (Realisierung 66)

8 4. ERGEBNISSE GRUNDWASSERNEUBILDUNG Referenzzustand (Klimatische Reihe ) Emissionsszenario A1B (Projektionsreihe ) Mittlere Jahreswerte [mm/a] <=0 >0-50 > > > > >300

9 4. ERGEBNISSE GRUNDWASSERVORRAT und -NEUBILDUNG im SÜDRAUM LEIPZIG Differenzbetrag GW-Vorrat: ca. 550 Mio m³ Entspricht etwa der 5-fachen Wassermenge des Cospudener Sees Mittlere Grundwasserneubildung: Referenzzustand: 4,9 m³/s [95 mm/a] Emissionsszenario A1B: 1,8 m³/s [35 mm/a]

10 4. ERGEBNISSE HYDRODIFFERENZEN HyH Hydrodifferenzen im Jahr 2100 (mit Waldmehrung) Differenz zwischen dem Grundwasserstand des mittleren Referenzzustandes (meteorologische Reihe ) und dem Emissionsszenario A1B Unterschreitung des Referenz-Grundwasserstandes in m 0,0 0,5 >0,5 1,0 >1,0 2,0 >2,0 3,0 >3,0 Überschreitung des Referenz-Grundwasserstandes in m 0,0 0,5 >0,5 1,0 >1,0

11 4. ERGEBNISSE GRUNDWASSERFLURABSTAND GW-Flurabstand 2100 Referenzzustand ( ) in m <0 0-1 >1-2 >2-3 >3-4 >4-5 >5

12 4. ERGEBNISSE GRUNDWASSERFLURABSTAND GW-Flurabstand 2100 Emissionsszenario A1B (mit Waldmehrung) in m <0 0-1 >1-2 >2-3 >3-4 >4-5 >5

13 4. ERGEBNISSE RESTLOCHWASSERSTÄNDE und ÜBERSCHUSSWASSERABGABEN

14 4. ERGEBNISSE FLIEßGEWÄSSERDURCHFLÜSSE Mittlerer Durchfluss (MQ): Referenzzustand: 2,8 m³/s Emissionsszenario A1B: 2,5 m³/s

15 5. AUSBLICK Verfügbarkeit einer Werkzeugsammlung für gesamtwasserhaushaltliche Betrachtungen unter den besonderen Aspekten Klima und Bergbaufolgelandschaft Klimamodell WETTREG 2010 Bodenwasserhaushaltsmodell ArcEGMO-PSCN Büro für angewandte Hydrologie (BAH) Prozess- Kopplung Grundwasserhaushaltsmodell PCGEOFIM Ingenieurbüro für Grundwasser (IBGW) Entscheidungshilfe für die Ableitung von Handlungsstrategien

16 DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!