Tagebaufolgelandschaften Wassertouristische Fragestellungen

Fakultät Bauingenieurwesen Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik Tagebaufolgelandschaften Wassertouristische Fragestellungen D. Carstensen Hanseboot, 5. Sportboothafen-Forum Hamburg, 31. Oktober 2008

Tagebaufolgelandschaften Seenlandschaften?! Braunkohlentagebausanierung Seenlandschaften? - bisher kaum Hinweise auf neu entstehende Bereiche - Konkurrenz ist durchaus vorhanden www.deutschland-tourismus.de 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 2 / 51

Tagebaufolgelandschaften Seenlandschaften?! Braunkohlentagebausanierung großflächige Land- und Wasserflächen Lausitzer Seengebiet 142 km² Wasserfläche möglich 27 Seen Gewässerverbünde www.lausitzerseenland.de Mitteldeutsche Seenlandschaft 175 km² Wasserfläche 23 Seen, Gewässerverbünde besondere kulturtouristische Potenziale www.mitteldeutsche-seenlandschaft.de www.deutschland-tourismus.de 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 3 / 51

Mitteldeutsche Seenlandschaft 3 Bundesländer 6 Reisegebiete 175 km² Wasserfläche 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 4 / 51

Lausitzer Seengebiet 2 Bundesländer 142 km² Wasserfläche www.lmbv.de 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 5 / 51

z.b. Lausitzer Seengebiet seit 1995 gezielte Beendigung des auslaufenden Braunkohlebergbaus Überwindung der Bergbaualtlasten in der Lausitz und Mitteldeutschland Ausgleich des entstandenen Wasserdefizites (z.b. im Einzugsgebiet der Spree und der Schwarzen Elster von ca. 7 Mrd. m³ Wasser) Einzugsgebiet (Fluss) Anzahl Tagebaurestlöcher Gesamtfläche Inhaltsvolumen Spree 15 7.350 ha 1.200 Mio. m³ Schwarze Elster 11 5.880 ha 790 Mio. m³ Neiße 1 960 ha 330 Mio. m³ 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 6 / 51

Segmente des 1. Wassersport Segeln, Surfen, Motorboote, Wasserski, Wasserwandern, Tauchen, Angeln, Trendsport, 2. Schifffahrt Fahrgastschiffe, Fährschiffe, 3. wasserbezogener Tourismus Wohnen/Urlaub am oder auf dem Wasser, Strand- /Badetourismus, 4. mit dem Wasser verbundene Segmente Industrietourismus (Aussichtspunkte, Förderbrücken, ), Themenmuseen, Großereignisse, 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 7 / 51

Seenprofile www.mitteldeutsche-seenlandschaft.de 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 8 / 51

Lausitzer Seengebiet 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 11 / 51

Lausitzer Seengebiet www.lmbv.de 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 12 / 51

Lausitzer Seengebiet - Wasserflächen Name Fläche See Umfang Fläche Insel(n) Umfang eff. Fläche Bärwalde [km 2 ] 12,81 [km] 18,66 [km 2 ] 0,07 [km] 1,72 [km 2 ] 12,74 Gräbendorf Greifenhain 4,59 9,71 8,96 17,13 0,45-2,65-4,14 9,71 Koschen Meuro 5,89 7,41 16,78 13,85-0,35-4,11 5,89 7,06 Sedlitz 12,97 27,73 - - 12,97 Skado 9,75 18,48 - - 9,75 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 13 / 51

Lausitzer Seengebiet Partwitzer See (vorn) Tagebau Meuro Ilse See (hinten) Quelle: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 14 / 51

Füllungsphase: Zuflüsse aus dem Grundwasser, Niederschlag, regelmäßige Abgabe bzw. Überleitung bei Hochwasser aus objektnahen Flüssen Q const. Q = f(t) 5 bis 10 Jahre je Tagebaurestloch 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 15 / 51

Tagebau Meuro künftiger Ilse See (8 km²) Flutung bis 2018 15.03.2007 04.04.2007 Fotos: LMBV GmbH Planung und Realisierung von insgesamt 71 Wasserbauwerken (Ein- und Auslaufkonstruktionen) 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 16 / 51

Tagebau Gräbendorf 1979 bergmännisch erschlossen 20...25 m Mächtigkeit des Deckgebirges 1992 Beendigung Kohleförderung 1996 Beginn Fremdflutung Anbindung an Vorflut 08.05.2007 Mai 2007 Mai 1996 Fotos: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 17 / 51

Beanspruchungen - - Baugrund - Böschungen waren nach Beendigung des Bergbaus nicht ausgerichtet auf: dauerhafte Standsicherheit gegenüber Böschungsabbruch und Versagen auf geologische Schwächeschichten, eine Flutung der Tagebaue bei gleichzeitiger Verwahrung der unterirdischen Streckensysteme, der Windwellenbeanspruchung auf dem Niveau der zukünftigen Uferlinie, eine zukünftige Bebauung auf den Böschungen oberhalb der Wasserwechselzone. - Betrieb der Wasserspeicher Dauerstauziel vs. Vollstau - Gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum, Speicherlamelle für Wasserversorgung bestimmen Wasserspiegelunterschiede (1 9 m) - Wassergüte - Oberflächenwasser bis zu einer Tiefe von 0,5 m weist keine erhöhte Korrosionsbelastung auf - In abgeteuften Bohrungen wird i.d.r. Wasser mit einer erhöhten mittleren Korrosionsbelastung von ca. 0,5 mm/a gemessen. - ph-werte, Sulfatgehalt, Säurekapazität und Eisengehalt erfordern spezielle Betonrezepturen 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 18 / 51

Böschungsabbrüche Fotos: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 19 / 51

Winddaten durchgehende Messreihen seit 1995 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 20 / 51

Übertragung der Winddaten von Land- auf Seefläche Windmessstationen Senftenberg und Lohsa II 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 21 / 51

Übertragung der Winddaten von Land- auf Seefläche 25,0 Mittelwerte der Geschwindigkeiten (SFB > 6m/s) aus den Richtungen 180-270 W10, Wasser (SFB) [m/s] 20,0 15,0 10,0 5,0 W 10,SFB = 1,2 W 10, CB 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 W 10, Land (CB) [m/s] Beispiel: Senftenberger See 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 22 / 51

Aufbereitung der Winddaten Extremwerte der richtungsbezogenen Windgeschwindigkeiten ausgewertet mittels Gumbel-Verteilung und trigonometrischer Interpolation (harmonische Analyse) 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 23 / 51

Ermittlung von Wellenparametern Analytische Seegangsvorhersageverfahren (SPM, Wagner) Numerische Simulationen mit SWAN Hm0 [m] 5685600 5685400 Wind aus 315 (NW) 0.38 0.36 0.34 0.32 0.3 5685200 5685000 5684800 0.28 0.26 0.24 0.22 0.2 0.18 0.16 0.14 5684600 5684400 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 4494600 4495000 4495400 4495800 4496200 4496600 0.02 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 24 / 51

Flutung von Tagebaurestlöchern Hydrogeologisches Systembild einer Tagebauflutung Quelle: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 25 / 51

Versauerung von Tagebaurestlöchern Tagebau Bodenschichten, die vorher unter Luftabschluss waren, werden umgelagert/belüftet (Kippen) Eisensulfid (Pyrit od. Schwefelkies) tritt zusammen mit Kohlevorkommen auf chemische oder mikrobielle Oxidation ph-werte zwischen 2 und 4,5 (!) 1. Oxidation 3+ 2 + 2 + 2 + 2 + 4 + FeS 3,75 O 0,5 H O Fe 2SO H 2.Hydroxidbildung ( ) Fe + 3H O Fe OH + 3H 3+ + 2 3 + + + = 2 + 2 + 2 + 2 ( ) + 4 + 3 3.Eisenhydroxid Sulfat 4 Mol H Ionen 4 Mol Säure FeS 3,75 O 3,5 H O Fe OH 2SO 4H Quelle: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 26 / 51

Wellenversuche Hubert Engels - Labor Großer Wellenkanal Hannover (GWK) 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 27 / 51

GWK, Versuchsparameter signifikante Wellenhöhe H s = 0,5 m Peakperiode T p = 2,7 s Wassertiefen d 1 = 3,50 m d 2 = 4,25 m d 3 = 5,00 m rolliger Sand als Böschungsmaterial d 50 = 0,00035 m d 10 = 0,00019 m d 60 = 0,00038 m Ungleichförmigkeitsgrad U = d 60 / d 10 = 2 Wichte (trocken ; unter Auftrieb) γ = 26,4 kn/m³ γ = 16,4 kn/m³ Reibungswinkel φ = 32,0 ; φ = 10,5 (BIUG, 1996) Neigung der Ausgangsböschung m = 1; α = 45 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 28 / 51

GWK, Versuchsparameter Versuch - Ausgangs- Nr. böschung 1 trocken geschüttet 1 : m = 1 : 1 2 wie bei Vers. - Nr. 1 Belastungsart Belastungsdauer Belastungsparameter Einstau d = 3,50 m Wellenspektrum Σ = 8 h d = 3,50 m; T p = 2,7 s nach JONSWAP H s = 0,50 m 3 Endzustand Vers. - Nr. 2 Wellenspektrum nach JONSWAP Σ = 8 h d = 4,25 cm; T p = 2,7 s H s = 0,50 m 4 5 Endzustand Vers. - Nr. 3 Endzustand Vers. - Nr. 4 Wellenspektrum nach JONSWAP Wellenspektrum nach JONSWAP Σ = 12 h Σ = 8 h d = 5,00 m; T p = 2,7 s H s = 0,50 m d = 4,25 m; T p = 2,7 s H s = 0,50 m 6 Endzustand Vers. - Nr. 5 Wellenspektrum nach JONSWAP Σ = 8 h d = 3,50 m; T p = 2,7 s H s = 0,50 m 7 Endzustand Vers. - Nr. 6 Wellenspektrum nach JONSWAP Σ = 5 h d = 5,00 m; T p = 2,7 s H s = 0,50 m 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 29 / 51

GWK, Versuchsparameter 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 30 / 51

GWK, Versuchsergebnisse 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 31 / 51

Böschungsumbildung Ausgleichsneigung m A ρ ma = mϕ ' + 0,0625 ρ ρ Hm d50 > 500, d.h. A = 0,5 H d L H W m m S W 50 m ρ W = 1000 kg /m³ (Dichte Wasser) ρ S = 2650 kg / m³ (Gesteinsdichte) d 50[m] = Korndurchmesser bei 50% Siebdurchgang A Wagner (1996) 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 32 / 51

Böschungsumbildung Höhe der Klifffußes über dem Wasserspiegel h K h = K 1,81 m A H m L H m m Höhe der Riffkrone unter dem Wasserspiegel h R h R = H m 1 + 0,05 L H m m Wagner (1996) 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 33 / 51

Empfehlungen für die Böschungsausbildung Ausgleichsneigung in Hauptwindrichtung(en) - 1 : m A = 1 : 20 verbleibenden Windrichtungen - 1 : m A = 1 : 15 R Tagebaurestloch: Seefläche Maximale Wellenrückgriffweite ( Δh + 1,1 h + h ) m + h ϕ R= m R Reduzierung der Breite der Schutzzone am See auf R ist möglich K A Ü 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 34 / 51

- Bemessungsboote - Bootstyp 1 (Kreuzer, Kajütboot, Jolle) L = 6,45 m; B = 2,50 m; T = 1,25 m - Bootstyp 2 (Motorkreuzer, offenes Kielboot Jollenkreuzer, Kimmkielkreuzer) L = 9,00 10,00 m; B = 3,10 3,20 m; T = 1,40 1,50 m - Bootstyp 3 (Sportboot, Runaboats, Segel Dinghy) L = 4,73 m; B = 1,90 m; T = 0,80 m - Katamarane / Trimarane meist nicht berücksichtigt - Fahrgastschiffe mit L = 26,00 29,00 m; B = 5,40 5,60 m; T = 1,50 m - Überleiter - Verbindungskanäle - Einschnitttiefe: ca. 8 12 m; Wassertiefe: t min = 2,50 m, t max = 3,50 m - Bootstyp 1 (Kreuzer, Kajütboot, Jolle) L = 6,45 m; B = 2,50 m; T = 1,25 m - Schiffsschleusen Kammerschleusen mit Stemmtoren - Hubhöhen: ca. 2 5 m; Länge: 47,50 m bei 29,64 m Nutzlänge; Freibord: 1 m; lichte Kammerbreite: 6 m 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 35 / 51

- Lausitzer Seengebiet www.lmbv.de 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 36 / 51

Kanal zwischen Senftenberger- und Geierswalder See 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 37 / 51

Geierswalder See 45 Liegeplätze 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 41 / 51

Bärwalder See - Uhyst 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 42 / 51

Bärwalder See 2007 Quelle: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 43 / 51

Bärwalder See Hafen Klitten Quelle: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 44 / 51

Schwimmstege - Wellenbelastung 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 45 / 51

Hafenbecken Zwenkauer See BAB 38 Elsterstausee / Cospudener See Belantis Stadt Leipzig Stadt Markkleeberg geplanter Zwenkauer See Hafenbecken Störmthaler See Stadt Zwenkau B 186 Weiße Elster B 2 geplanter Tgb.-See Absetzer 13 Stadt Böhlen 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 46 / 51

Hafenbecken Zwenkauer See 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 47 / 51

Hafenbecken Zwenkauer See erweiterte Vorplanung 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 48 / 51

Hafenbecken Zwenkauer See Funktionsanalyse Mittelpier Pierkopf Mole (West) Landzunge (Mole Ost) Kai West Hafenbecken West Hafenbecken Ost Pier Ostwand (Kai Mittelpier) Sliprampe Kai Waschplatz Kai Süd Kai Stadtplatz Kai Segelschule Kai Vorfeld 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 49 / 51

Hafenbecken Zwenkauer See Ausstattung, Mengenbilanz Tankstelle, Waschplatz Slipanlage Stegbeleuchtungen Versorgungssäulen für Strom Versorgungssäulen für Wasser Fäkalienabsaugeinrichtung Bilgenwasserabsaugeinrichtung Verklappungsraum für Chemie-WC Müllplätze für Steganlagen Rettungssäulen mit Rettungseinrichtungen Kran Aushub ca. 180.000 m³ Verfüllung ca. 200.000 m³ Fehlmenge ca. 20.000 m³ Spundwände ca. 1.100 t Verpressanker und pfähle ca. 185 Stück Stahlbetonholm ca. 250 m³ Korrosionschutzbeschichtung ca. 22.000 m² Stahlrohrdalben 28 Stück 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 50 / 51

Vielen Dank für Ihr Interesse! Quelle: LMBV GmbH 5. Sportboothafen-Forum, 31.10.2008 Tagebaufolgelandschaften wassertouristische Fragestellungen 51 / 51