Geologisch-Hydrogeologische Untersuchungen
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HOLINGER Pumpspeicherwerk Atdorf Planfeststellungsverfahren Fachgutachten Hydrogeologie und Thermalquellen Bad Säckingen Stand: Z.0 Endfassung zur Offenlage Datei: ATD-GE-PFA-E.01 Holinger AG: Galmsstrasse 4 CH- 4410 Liestal Tel.: 061 / 926 23 23, Fax: 061 / 926 23 24 [email protected] Dipl. Geol. E. Funk Rothofweg 5, 79225 Staufen, Tel.: 07633/7270, Fax: 07633/5797, [email protected] Pumpspeicherwerk Atdorf Antragsunterlagen zum Planfeststellungsverfahren Antragsteil E.I Fachgutachten Hydrogeologie und Thermalquellen Bad Säckingen - Unterschriftenblatt Bearbeiter/ Verfasser Fachgutachten Hydrogeologie: Dipl. Geol. E. Funk Rothofweg 5, 79225 Staufen Tel.: 07633/7270, Fax: 07633/5797 [email protected] Funk Staufen, den 30.11.2015 Thermalquellen Bad Säckingen: Holinger AG Galmstraße 4, CH- 4410 Liestal Tel.: 061/926 23 23, Fax: 061/ 926 23 24 [email protected] Dr Biehler Liestal, den 30.11.2015 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 2 Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis........................................................................................................ 9 Tabellenverzeichnis ..........................................................................................................13 Anlagenverzeichnis ...........................................................................................................18 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen ......................................................................21 Verzeichnis der verwendeten Einheiten ............................................................................23 Begriffsdefinitionen............................................................................................................24 1 Zusammenfassung ......................................................................................................27 2 Vorbemerkung .............................................................................................................41 3 Ausgangslage ..............................................................................................................42 3.1 Geologie ..................................................................................................................42 3.2 Hydrogeologie des kristallinen Grundgebirges im Schwarzwald ..............................45 3.2.1 Hydrogeologische Charakterisierung des Grundgebirges..................................45 3.2.2 Gebirgsdurchlässigkeiten ..................................................................................45 3.2.3 Grundwasserströmung ......................................................................................45 3.3 Bergwasserdrainagen vorhandener Bauwerke ........................................................49 3.3.1 Ibach-Murg Beileitungsstollen ...........................................................................49 3.3.2 Kavernenkraftwerk Wehr ...................................................................................50 3.3.3 Kavernenkraftwerk Säckingen ...........................................................................51 3.3.4 Lindaustollen .....................................................................................................51 4 Verwendete Unterlagen – Durchgeführte Untersuchungen ......................................54 4.1 Allgemeines .............................................................................................................54 4.2 Vorhabensbereich Oberbecken ...............................................................................54 4.2.1 Aufschlüsse und Grundwassermessstellen .......................................................54 4.2.2 Pumpversuche ..................................................................................................55 4.2.3 Grundwassermonitoring ....................................................................................56 4.2.4 Geophysikalische Untersuchungen ...................................................................60 4.2.5 Quellen- und Gewässerkartierung .....................................................................61 4.2.6 Geologische Kartierung .....................................................................................61 4.2.7 Messungen an den Quellen ..............................................................................61 4.2.8 Hydrochemische und isotopenhydrologische Untersuchungen..........................64 4.2.9 Mikrobiologische Untersuchungen ....................................................................65 4.2.10 Abflussmessungen.........................................................................................65 4.2.11 Entnahme von Grundwasserproben ...............................................................68 4.2.12 Wasserbilanz .................................................................................................68 4.3 Vorhabensbereich Untertagebauwerke - Zufahrtsstollen/ Die Kaverne ....................68 4.3.1 Der Sondierstollen.............................................................................................68 4.4 Vorhabensbereich Untertagebauwerke - Unterwasserstollen...................................69 4.4.1 Quellen- und Gewässerkartierung .....................................................................69 4.4.2 Geologische Kartierung .....................................................................................70 4.4.3 Messungen an den gefassten Quellen ..............................................................70 4.4.4 Hydrochemische und isotopenhydrologische Untersuchungen..........................71 4.4.5 Wasserbilanz ....................................................................................................71 4.5 Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Haselbachtal .........................................71 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 3 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.5.5 4.5.6 4.5.7 4.5.8 4.5.9 5 Bohrungen und Grundwassermessstellen .........................................................71 Wasserdruck-Versuche .....................................................................................72 Grundwassermonitoring ....................................................................................72 Geophysikalische Untersuchungen ...................................................................72 Quellen- und Gewässerkartierung .....................................................................77 Geologische Kartierung .....................................................................................77 Abflussmessungen ............................................................................................77 Entnahme von Grundwasserproben ..................................................................77 Wasserbilanz ....................................................................................................78 4.6 Vorhabensbereich Unterbecken– Bereich Rheintal..................................................79 4.7 Numerische Modellrechnung der Bergwasserdrainage ............................................79 Geologischer Überblick ...............................................................................................80 5.1 Allgemeines .............................................................................................................80 5.2 Geologischer Aufbau ...............................................................................................80 5.2.1 Vorhabensbereich Oberbecken .........................................................................80 5.2.2 Bereich Mühlegrabenbach - Zufahrtsstollen ......................................................82 5.2.3 Vorhabensbereich Untertagebauwerke .............................................................83 5.2.4 Vorhabensbereich Unterbecken - Bereich Haselbachtal ...................................83 5.2.5 Vorhabensbereich Unterbecken - Bereich Rheintal ...........................................85 5.3 Tektonik ...................................................................................................................85 5.3.1 Vorhabensbereich Oberbecken .........................................................................85 5.3.2 Bereich Mühlgrabenbach - Zufahrtsstollen ........................................................86 5.3.3 Bereich Unterwasserstollen ...............................................................................88 5.3.4 Vorhabensbereich Unterbecken ........................................................................88 6 Hydrogeologische Verhältnisse ..................................................................................89 6.1 Allgemeines .............................................................................................................89 6.2 Vorhabensbereich Oberbecken ...............................................................................89 6.2.1 Aquiferaufbau, –mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung . ..........................................................................................................................89 6.2.2 Durchlässigkeiten ..............................................................................................90 6.2.3 Grundwasserganglinien, Flurabstände, Schwankungsbereiche.........................92 6.2.4 Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit ........................................97 6.2.5 Quellen und Gewässer - Kartierergebnisse .......................................................98 6.2.6 Beschreibung und Interpretation der Quellschüttungen .....................................99 6.2.6.1 Allgemeine Beschreibung der Schüttungsganglinien ..................................99 6.2.6.2 Trockenwetterfalllinien – Speichervermögen.............................................112 6.2.7 Hydrochemische Verhältnisse .........................................................................120 6.2.7.1 Messungen an den Quellen ......................................................................120 6.2.7.2 Messungen in den Grundwassermessstellen ............................................132 6.2.8 Mikrobiologie und Trübungsmessungen ..........................................................132 6.2.9 Isotopenhydrologische Analysen .....................................................................139 6.2.9.1 Grundwasseraltersstruktur (Tritium) ..........................................................140 6.2.9.2 Ergebnisse der Sauerstoff-18- Zeitreihenuntersuchungen ........................141 6.2.9.3 Interpretation der Ergebnisse – Zusammenfassung ..................................145 6.2.10 Wasserbilanzdaten ......................................................................................151 6.2.10.1 Wasserhaushaltsgleichung – Allgemeines................................................151 6.2.10.2 Datengrundlage ........................................................................................155 6.2.11 Wasserwirtschaftliche Situation....................................................................165 6.3 Vorhabensbereich Untertagebauwerke - Zufahrtsstollen (Sondierstollen) ..............167 6.3.1 Bergwasser .....................................................................................................167 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 4 6.3.1.1 6.3.1.2 6.3.1.3 6.3.1.4 Ort und Menge der Zuflüsse .....................................................................167 Hydrochemische Verhältnisse ..................................................................169 Isotopenhydrologische Analysen ..............................................................172 Vergleich der Bergwässer der Störungen und der Quellwässer am Abhau .... .................................................................................................................174 6.3.2 Einfluss auf das Grundwasser am Abhau ........................................................175 6.3.2.1 Grundwasserstand....................................................................................175 6.3.2.2 Quellschüttungen ......................................................................................176 6.3.2.3 Trockenwetterfalllinien Quellen 2011 ........................................................179 6.3.2.4 Gegenüberstellung der NQ-Werte ............................................................180 6.4 Vorhabensbereich Untertagebauwerke..................................................................183 6.4.1 Aquiferaufbau, -mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung .. ........................................................................................................................183 6.4.2 Gebirgsdurchlässigkeiten – Wasseranfall ........................................................185 6.4.3 Quellen und Gewässer ....................................................................................185 6.4.4 Quellschüttungsmessungen ............................................................................186 6.4.5 Hydrochemische Verhältnisse .........................................................................191 6.4.6 Isotopenhydrologische Analysen .....................................................................194 6.4.7 Wasserbilanzdaten..........................................................................................194 6.4.7.1 Datengrundlage ........................................................................................194 6.4.7.2 Wasserbilanz – Bewertung der Ergebnisse...............................................197 6.4.8 Wasserwirtschaftliche Situation .......................................................................197 6.5 Vorhabensbereich Unterbecken - Bereich Haselbachtal ........................................199 6.5.1 Aquiferaufbau /-mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung .. ........................................................................................................................199 6.5.2 Durchlässigkeiten – Auswertung der Wasserdruckversuche ...........................199 6.5.3 Grundwasserganglinien, Flurabstände, Schwankungsbereiche.......................201 6.5.4 Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit ......................................203 6.5.5 Quellen und Gewässer ....................................................................................208 6.5.6 Hydrochemische Verhältnisse .........................................................................208 6.5.6.1 Messungen an den Quellen ......................................................................208 6.5.6.2 Messungen in den Grundwassermessstellen ............................................209 6.5.7 Wasserbilanzdaten..........................................................................................215 6.5.7.1 Datengrundlage ........................................................................................215 6.5.7.2 Wasserbilanz – Bewertung der Ergebnisse...............................................220 6.5.8 Wasserwirtschaftliche Situation .......................................................................221 6.6 Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Rheintal...............................................221 6.6.1 Aquiferaufbau /-mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung .. ........................................................................................................................222 6.6.2 Durchlässigkeiten- Grundwasserneubildung ...................................................222 6.6.3 Grundwasserganglinien, Flurabstände, Schwankungsbereiche.......................222 6.6.4 Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit ......................................223 6.6.5 Hydrochemische Verhältnisse .........................................................................224 6.6.6 Mikrobiologie ...................................................................................................225 6.6.7 Wasserwirtschaftliche Situation .......................................................................225 7 Wirkprognose - Grundlagen ......................................................................................226 7.1 Allgemeines ...........................................................................................................226 7.2 Konzeptionelles hydrogeologisches Modell ...........................................................226 7.2.1 Einführung.......................................................................................................226 7.2.2 Hydrogeologischer Wirkraum und Bilanzgebiet ...............................................226 7.2.2.1 Hydrogeologischer Wirkraum ....................................................................226 7.2.2.2 Bilanzgebiet ..............................................................................................227 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 5 7.2.3 Grundwasserleiter – Hydrostratigraphische Einheiten .....................................227 7.2.4 Durchlässigkeitsbeiwerte.................................................................................228 7.2.4.1 Methodik ...................................................................................................228 7.2.4.2 Berechnung der Durchlässigkeitsbeiwerte nach GOODMAN .......................230 7.2.4.3 Durchlässigkeitsbeiwerte auf Basis von Feldversuche ..............................231 7.2.4.4 Zusammenstellung der Durchlässigkeitsbeiwerte .....................................236 7.2.5 Dynamik – Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit ....................236 7.2.6 Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächengewässer ....................239 7.2.7 Bergwasserdrainagen – Grundlagen der Berechnung .....................................242 7.2.7.1 Numerische Modellrechnungen - Vertikalschnittmodelle ...........................242 7.2.7.2 Numerische Modellrechnungen - Radialmodell .........................................247 7.2.7.3 Zusammenstellung der Modellergebnisse .................................................248 7.2.7.4 Ansatz nach GOODMAN et al. ....................................................................249 7.2.8 Glieder der Wasserbilanz – Ist-Zustand ..........................................................249 7.2.8.1 Niederschlag und Grundwasserneubildung ..............................................249 7.2.8.2 Randzuflüsse – Grundwassereinzugsgebiete ...........................................251 7.2.8.3 Grundwasserumsatz in der Verwitterungszone und im tiefen Kristalin ......253 7.2.8.4 Vorhandene Grundwasserentnahmen ......................................................254 7.3 Festlegung von Wirkzonen ....................................................................................254 7.4 Grundwasser - Grundlagen der Prognose .............................................................256 7.4.1 Abgrenzung von Kuppen, Hang- und Tallagen ................................................256 7.4.2 Methodik zur Abschätzung der Wirkung auf die Grundwasserstände ..............258 7.5 8 Oberflächengewässer – Grundlagen der Prognose ...............................................259 Wirkungsprognose - Projekt .....................................................................................261 8.1 Allgemeines ...........................................................................................................261 8.2 Vorhabensbereich Oberbecken .............................................................................262 8.2.1 Beschreibung der Projektbestandteile .............................................................262 8.2.2 Wirkungen .......................................................................................................263 8.2.2.1 Entfernung der schützenden Deckschichten – Beckenaushub – Reduzierung des Aquifervolumens ................................................................................................263 8.2.2.2 Wasserhaltung ..........................................................................................266 8.2.2.3 Dammschüttung aus Ausbruchsmaterial ...................................................266 8.2.2.4 Anlage von Bodenlagern...........................................................................268 8.2.2.5 Versiegelung von Flächen ........................................................................268 8.2.2.6 Fußdrainage an der Beckensohle .............................................................270 8.2.2.7 Wasserschutzgebiete ...............................................................................271 8.2.3 Maßnahmen ....................................................................................................274 8.2.3.1 Ersatzwasserversorgung und Trinkwasseraufbereitung ............................274 8.2.3.2 Wasseraufbereitung - Versickerungsbecken – Rohrrigolen.......................274 8.2.3.3 Vorhalten von Ölbindemitteln ....................................................................275 8.2.3.4 Grundwasseranreicherung........................................................................275 8.2.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen ......................................281 8.3 Vorhabensbereich Untertagebauwerke..................................................................285 8.3.1 Beschreibung der Projektbestandteile .............................................................285 8.3.2 Wirkungen .......................................................................................................290 8.3.2.1 Öffnen des Sondierstollens .......................................................................290 8.3.2.2 Bergwasserdrainagen ...............................................................................291 8.3.2.3 Wirkungen auf Grundwasserhaushalt und Oberflächengewässer .............299 8.3.2.4 Abdichtungsinjektionen .............................................................................305 8.3.2.5 Wasserschutzgebiete ...............................................................................306 8.3.3 Maßnahmen ....................................................................................................308 8.3.3.1 Abdichtung von wasserführenden Störungszonen ....................................308 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 6 8.3.3.2 Grundwasseranreicherung durch Rohrrigolen...........................................308 8.3.3.3 Bergwasseraufbereitung ...........................................................................309 8.3.3.4 Dotation von Fließgewässern ...................................................................309 8.3.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen ......................................309 8.4 Vorhabensbereich Unterbecken, Bereich Haselbachtal .........................................313 8.4.1 Beschreibung der Projektbestandteile .............................................................313 8.4.2 Wirkungen .......................................................................................................314 8.4.2.1 Entfernung der Deckschichten und Aushub - Aquifervolumen ..................314 8.4.2.2 Wasserhaltung im Bereich der Baugruben und BE Flächen......................315 8.4.2.3 Dammschüttung aus Ausbruchsmaterial...................................................316 8.4.2.4 Anlage von Langzeitlagern .......................................................................316 8.4.2.5 Versiegelung von Flächen ........................................................................317 8.4.2.6 Abdichtungsinjektionen .............................................................................317 8.4.2.7 Einstau und Sickerwasseranfall ................................................................318 8.4.2.8 Anlage von Baustraßen und BE-Flächen ..................................................320 8.4.2.9 Wasserschutzgebiete ...............................................................................322 8.4.3 Maßnahmen ....................................................................................................322 8.4.3.1 Abdichtungsmaßnahmen ..........................................................................322 8.4.3.2 Versickerungsbecken - Bauwasserbehandlung ........................................323 8.4.3.3 Vorhalten von Ölbindemitteln ....................................................................323 8.4.4 Zusammenfassung der Auswirkungen und Maßnahmen .................................323 8.5 Vorhabensbereich Unterbecken, Bereich Rheintal.................................................326 8.5.1 Beschreibung der Projektbestandteile .............................................................326 8.5.2 Wirkungen .......................................................................................................326 8.5.2.1 Entfernen der Deckschichten - Aushub .....................................................326 8.5.2.2 Anlage von Baustraßen und Baustelleneinrichtungsflächen......................327 8.5.2.3 Wasserschutzgebiete - Brunnen ...............................................................327 8.5.3 Maßnahmen ....................................................................................................327 8.5.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen ......................................328 8.6 Vorhabensbereich Wehr ........................................................................................331 8.6.1 Beschreibung der Projektbestandteile .............................................................331 8.6.2 Wirkungen .......................................................................................................331 8.6.3 Maßnahmen ....................................................................................................332 8.6.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen ......................................333 8.7 Dotationsleitungen .................................................................................................336 8.7.1 Beschreibung der Projektbestandteile .............................................................336 8.7.2 Wirkungen .......................................................................................................336 8.7.3 Maßnahmen ....................................................................................................336 8.7.4 Zusammenfassungen der Wirkungen und Maßnahmen ..................................337 8.8 9 Wasserbilanz .........................................................................................................339 Thermalquellen Bad Säckingen ................................................................................341 9.1 Einleitung ..............................................................................................................341 9.1.1 Ausgangslage .................................................................................................341 9.1.2 Ausgeführte Untersuchungen / Gutachten ......................................................341 9.2 Darstellung Istzustand ...........................................................................................342 9.2.1 Hydrogeologischer Rahmen ............................................................................342 9.2.2 Fassungen ......................................................................................................354 9.2.3 Entnahme .......................................................................................................355 9.2.4 Ruhedruck.......................................................................................................357 9.2.5 Beschaffenheit ................................................................................................359 9.3 Herkunft Thermomineralwasser .............................................................................364 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 7 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4 9.4 Träger (Leiter) .................................................................................................364 Strömung ........................................................................................................365 Beschaffenheit ................................................................................................368 Bilanz ..............................................................................................................369 Heilquellenschutzgebiet .........................................................................................371 9.5 Projekt PSW Atdorf ................................................................................................371 9.5.1 Beschreibung ..................................................................................................371 9.5.2 Hydrogeologische Standortcharakterisierung ..................................................371 9.5.3 Auswirkungen .................................................................................................378 9.6 Schlussfolgerungen ...............................................................................................386 9.7 Maßnahmen ..........................................................................................................387 9.7.1 Brunnengalerie und Dichtungsschirm ..............................................................387 10 Monitoringkonzept Hydrogeologie ........................................................................389 10.1 Allgemeines........................................................................................................389 10.2 Grund- und Bergwasser .....................................................................................389 10.2.1 Grundwassermessstellen und Brunnen........................................................389 10.2.2 Datenerfassung und Bewertung ...................................................................392 10.2.3 Hydrochemische Untersuchungen ...............................................................393 10.2.4 Monitoring Bergwasserzutritte - Bergwassermanagement ...........................394 10.3 Quellen...............................................................................................................394 10.3.1 Quellschüttungsmessungen .........................................................................394 10.3.2 Datenerfassung ...........................................................................................396 10.3.3 Hydrochemische Untersuchungen ...............................................................396 10.4 Fließgewässer ....................................................................................................396 10.4.1 Abflussmessungen.......................................................................................396 10.4.2 Datenerfassung ...........................................................................................397 10.4.3 Hydrochemische Untersuchungen ...............................................................397 10.5 Klima ..................................................................................................................398 10.6 Thermalquellen Bad Säckingen ..........................................................................398 10.7 Tiefbrunnen Nagelfluh I und 2 ............................................................................399 10.8 Koordination .......................................................................................................399 10.9 Installation und zeitlicher Ablauf der Monitoringmaßnahmen ..............................400 10.9.1 Zeitlicher Ablauf zur Errichtung von Grundwassermessstellen und Abwehrbrunnen ...........................................................................................................400 10.9.2 Zeitlicher Ablauf zur Errichtung von Messwehren (Flumen) .........................401 11 Literaturverzeichnis ................................................................................................404 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 8 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Geologische Übersichtskarte (für Legende siehe Anlage 1a) ...........................44 Abbildung 2: Schematische Darstellung der wichtigsten Fließwege im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwaldes (aus:[9]) ....................................................45 Abbildung 3: Berechnete Grundwasserhöhenlinien im Kristallin gemäß [153] ......................47 Abbildung 4: Schematisches ost-west Profil durch den Erzgang Hermann. Die blaue Linie zeigt den Grundwasserspiegel nach vollständigem Wiederanstieg eines Drainageexperiments. (Abbildung 35 aus Bäumle [5]). ....................................52 Abbildung 5: Lage der seismischen Profile – Bereich Abhau (gestrichelte Linien) ................60 Abbildung 6: Abflussmessstellen im Bereich Abhau und Sondierstollen ...............................67 Abbildung 7: Lage der seismischen Profile – Bereich Haselbachtal (gestrichelte Linien) ......76 Abbildung 8: Lage der Abflussmessstellen im Bereich des Unterbeckens ............................78 Abbildung 9: Grundwasserganglinien am Abhau ..................................................................93 Abbildung 10: Pegelstände im Rohrmoos mit dem Grundwasserstand der Messstellen AOG09 und AOG10 und Niederschlag der Wetterstation Görwihl Segeten (Wsp = Wasserspiegel; ROK = Rohroberkante; mm/d = Millimeter pro Tag) ..96 Abbildung 11: Schüttungsganglinien der Rohrquellen 1-4 (2009 - 2014) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ..............................104 Abbildung 12: Schüttungsganglinien der Mühlenweiherquellen 1-3 (2009 - 2014) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ..............................105 Abbildung 13: Schüttungsganglinien der Abhau-, Atdorf-, Saalbrunnen- und Steinbühlquellen (2009 - 2014) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ..106 Abbildung 14: Schüttungsganglinien der Atdorfquelle 2.1, 2.2 und 2.3 (2009 - 2012) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ..............................107 Abbildung 15: Ermittlung des Auslaufkoeffizienten (α-Wertes) nach Richter & Lillich [121] .114 Abbildung 16: Einzugsgebiete der Quellen im Bereich Abhau mit Wasserschutzgebietszonen ....................................................................................................................117 Abbildung 17: Schüttungsquotienten (hydrogeologisches Jahr Sept. 2009 – Sept. 2010) vs. Auslaufkoeffizient (α-Werte) ........................................................................118 Abbildung 18: Ganglinien der Temperaturen und Leitfähigkeiten der Quellen am Abhau (2009 - 2012) ...............................................................................................122 Abbildung 19: Temperaturganglinien der Grundwassermessstellen am Abhau ..................123 Abbildung 20: Ganglinien der Trübung der Rohrquellen 1-4 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ....................................................................134 Abbildung 21: Ganglinien der Trübung der Mühlenweiherquellen 1-3 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ..............................................................135 Abbildung 22: Ganglinien der Trübung der Atdorfquellen 3.1 und 3.2 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ..............................................................136 Abbildung 23: Ganglinien der Trübung der Abhau-, Saalbrunnen- und Steinbühlquelle mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ..............................137 Abbildung 24: Darstellung der Tritiumgehalte der gemessenen Quellen .............................142 Abbildung 25: Darstellung der mittleren, maximalen und minimalen δ 18O–Werte in ‰ (Sortiert nach dem Mittelwert = arithmetisches Mittel) [59] ...........................143 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 9 Abbildung 26: Korrelation 18O versus Höhenlage Quellaustritt (Quelle [59]) ......................144 Abbildung 27: Wasserkreislauf – aus [52] ...........................................................................152 Abbildung 28: Hydrogeologischer Detailschnitt Altbach (Rohrmoos) ..................................154 Abbildung 29: Hydrotope und ihre Lage im Einzugsgebiet (aus SCHNEIDER [138]) .............154 Abbildung 30: Mittlerer monatlicher Niederschlag der Wetterstation Görwihl-Segeten 1990 2010 und mittlere Spende auf 1.000 m Höhe. ..............................................159 Abbildung 31: Abflussganglinien Schneckenbach (Messstelle M0019) und Altbach (Messstellen „Pegel 1“ und „Pegel 2“) mit den Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ....................................................................161 Abbildung 32: Ermittlung der Grundwasserneubildungsspende des Schneckenbachs nach dem Natermann-Verfahren (2010-2012) ......................................................162 Abbildung 33: Ermittlung der Grundwasserneubildung am Schneckenbach nach modifiziertem Verfahren Kille [67] (Zeitraum wie in Abbildung 32) ...............164 Abbildung 34: Entwicklung der Bergwasserzutritte im Sondierstollen (unkorrigiert) ............169 Abbildung 35: Grafische Darstellung der Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen an den Wässern der drei Störungen im Sondierstollen Atdorf..................................170 Abbildung 36: Grafische Gegenüberstellung der 18O-Zeitreihenuntersuchungen an den Wässern der drei Störungen im Sondierstollen Atdorf..................................173 Abbildung 37: Grafische Gegenüberstellung der Sauerstoff-18-Zeitreihenuntersuchungen der „Sondierstollenwässer Atdorf“ im Vergleich zu den Quellen am Abhau und den Niederschlagsdaten der Stationen Schauinsland (1.200 m ü. NN) und Freiburg (270 m ü. NN) ..............................................................................................175 Abbildung 38: Grundwasserganglinien, Bergwasseranfall und Druckanstieg im Sondierstollen mit Tages- und Monatssummen der Wetterstation Görwihl-Segeten ...........178 Abbildung 39: Schüttungsganglinien der Hüttenermattenquellen 1+2, Schwammatt- und Kreiselbachquelle im Zeitraum 2009-2011 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz-Kühmoos ................................................................190 Abbildung 40: Temperaturen und Leitfähigkeiten der Hüttenermatten-, Schwammatt- und Kreiselbachquellen ......................................................................................192 Abbildung 41: Ermittlung repräsentativer Grundwasserstände anhand der Angaben im Beiblatt zum Schichtenverzeichnis der Bohrfirma am Beispiel der Bohrung AUD 33 (Drillexpert).....................................................................................202 Abbildung 42: Grundwasserganglinien am Südwestrand des Haselbachtals (Duttenberg) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz Kühmoos ..........................206 Abbildung 43: Grundwasserganglinien am Nordostrand des Haselbachtals (Günnenbach/ Rötekopf) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz Kühmoos ....207 Abbildung 44: Piper Diagramm und Schöller Diagramm der Grundwässer im Bereich Unterbecken ................................................................................................214 Abbildung 45: Schüttungsganglinie Haselbach und Rötelbach mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz-Kühmoos (Messort siehe Abbildung 8) ...................218 Abbildung 46: Darstellung der Ganglinie zur Ermittlung der Grundwasserspende nach dem Natermann-Verfahren (Zeitraum 2010-2011) ...............................................219 Abbildung 47: Ermittlung der Grundwasserneubildung nach Kille [67] ................................220 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 10 Abbildung 48: Schematische Längsprofile (links) und Querprofile (rechts) für hydraulische Modelle zur Berechnung der Transmissivität. a: radiale Tunnelanströmung ohne äußere Berandung. b: radiale Tunnelanströmung mit Festpotentialrand. c: laterale Tunnelanströmung mit variablem Wasserspiegel. Abbildung und Text aus [109] und [104] ..............................................................................229 Abbildung 49: Auswertung von WD - Tests nach Houlsby [53] ...........................................235 Abbildung 50: Grundwassergleichenplan hydrogeologischer Wirkraum ..............................238 Abbildung 51: Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächenwasser (aus [27]) .....239 Abbildung 52: Grundwasser-Oberflächenwasser-Interaktion mit Zustrom aus dem Grundwasser (Exfiltration) (aus [27]) ...........................................................240 Abbildung 53: Grundwasser-Oberflächenwasser-Interaktion mit Zustrom ins Grundwasser (Uferfiltration) (aus [27]) ...............................................................................240 Abbildung 54: Vorgang der Seihwasserbildung (aus [27]) ..................................................241 Abbildung 55: Strömungszustand Modellschnitt 3, UW – Stollen, (siehe Anlage 27) ..........246 Abbildung 56: Grundwasserneubildung im Bilanzraum .......................................................252 Abbildung 57: Übersicht Kuppen, Hang- und Tallagen .......................................................257 Abbildung 58: Geplantes Speicherbecken im Bereich Abhau .............................................265 Abbildung 59: Eluatentwicklung einer Gesteinsprobe der Wiese-Wehra Formation ............267 Abbildung 60: Darstellung der Entwässerungsmaßnahmen am Beispiel Bauabschnitt II (aus Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen) .........................................269 Abbildung 61: Grundwasserganglinien, Sickerwasserraten und Füllstand am Hornbergbecken I mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ....................................................................................................................273 Abbildung 62: Hydrogeologischer Schnitt des Hornbergbeckens II im Bereich Rohrquelle 2 im Planzustand ............................................................................................278 Abbildung 63: Niederschlag und Abfluss im Bereich Abhau im Vergleich zu den Grundwasserständen und Quellschüttung der Rohrquellen 1-3 ...................280 Abbildung 64: Längsschnitt PSW Atdorf (vgl. Antragsteil B.V Pläne) ..................................286 Abbildung 65: Flächenhafte Ausweisung der anteiligen Tiefensickerung für Bau und Betrieb in den verschiedenen Zonen........................................................................303 Abbildung 66: Darstellung der Entwässerungsmaßnahmen im Haselbecken (aus Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen) ...........................................................316 Abbildung 67: Streichrichtung der Fließwege im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwalds (Tiefenbereich bis 550 m; aus [9])................................................................344 Abbildung 68: links: Durchlässigkeit Säckinger Granit (Daten aus [51]: Tab. A-4, ergänzt nach Angaben in [146]) ; rechts: dito(rot) im Vergleich zu den Gneisen der Bohrung Kaisten [153]. Abkürzungen: Q = Quartär, MUS = Muschelkalk, BST = Buntsandstein, PC = „Permo-Karbon“, KRI = Kristallines Grundgebirge. ..346 Abbildung 69: Schematische Darstellung der wichtigsten Fließwege im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwaldes (aus: [9]) ...............................................347 Abbildung 70: Druckfläche des Oberen Kristallins im Bereich der Nordwestschweiz (aus: [153], roter Rahmen: Untersuchungsgebiet, erweiterter Perimeter).....354 Abbildung 71: Förderung im Zeitraum 1998 bis 2010 (nach Angaben in [141] und [142]) ...355 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 11 Abbildung 72: Entnahme Thermomineralwasser an den Brunnen Badquelle und Fridolinsquelle im Zeitraum 1989 bis 2009 (nach Angaben in [141], [142] und [97], bereinigt)..............................................................................................356 Abbildung 73: Zeitlicher Ablauf des Versiegens der Badquelle und des Bergwasserzuflusses während des Vortriebs des UW-Stollens des Kavernenkraftwerks Säckingen (nach Angaben in [128], [129] und Plänen der Schluchseewerk AG) ...........358 Abbildung 74: Zeitliche Entwicklung des Ruhedrucks im Zeitraum 1960 bis 2015 (Daten siehe Tabelle 114) .......................................................................................359 Abbildung 75:Geochemische Charakterisierung der Mineralquellen (Tortendiagramme der Äquivalentkonzentration der gelösten Hauptbestandteile in mmol(eq)/L; konzentrationsäquivalente Flächen) ............................................................361 Abbildung 76: Verhältnis von Natrium zu Chlorid im Rohwasser der Säckinger Mineralquellen (Daten aus [80]: Tab. 3 & 5, [51]: Tab. A-2 und [137]:Tab. 24).....................363 Abbildung 77: Verhältnis von Gesamthärte zu Sulfat-Konzentration im Rohwasser der Säckinger Mineralquellen (Daten aus [80]: Tab. 3 & 5, [51]: Tab. A-2 und [137]:Tab. 24) ..............................................................................................364 Abbildung 78: Hasemann’sches Modell der Grundwasserströmung und -mischung (aus: [43]) ....................................................................................................................366 Abbildung 79:Modell zur natürlichen Auslaugung des Steinsalzes im Mittleren Muschelkalk (Ausschnitt Schnitt Anlage 22, ergänzt) .......................................................367 Abbildung 80: Druckverteilung Kristallin und Strömung gemäß numerischem Modell, a konzeptuelles Modell, b numerisches Basismodell (ohne Störungen) c numerisches Modell mit Störungen („major water-conducting faults of first order; aus [153]; SAE – Badquelle, KAI – B. Kaisten, GOE – B. Görwihl, PCT Permokarbontrog) ........................................................................................367 Abbildung 81: Ergebnisse von Messungen der Orientierung der Schieferung in Gneisanatexiten Typ Hauensteiner Murgtal im Gebiet des Schöpfebachtals (Schmidt’sches Netz, Projektion in Untere Halbkugel) .................................372 Abbildung 82: 3-dim. Raumbild der geol. Situation mit Lage von Haselbecken, best. Kraftwerken und Mineralquellen (grün = Gneis Typ Murgtal, hellrot = Säckinger Granit, dunkelrot = Rotliegendes, orange = Buntsandstein, vgl. auch Legende von Anl. 19) ..........................................................................373 Abbildung 83: Ergebnisse der WD-Test in Sondierbohrungen im Bereich des Haselbecken (Bezugshöhe = OK Kristallin, Tiefe in Schrägbohrungen korrigiert, Umrechnung in k-Wert mit 1 Lugeon = 1,3 * 10-7 m/s) ................................376 Abbildung 84: Potentialverteilung und Grundwasserströmung in einem morphologisch differenzierten Einzugsgebiet (schematisch; aus [4]) ...................................383 Abbildung 85: Höhenlage und Distanz geplanter und ausgeführter Eingriffe ......................386 Abbildung 86: Lage und Dimension der Brunnengalerie zur Abwehr etwaig erhöhter Sickerwasserabflüsse im Liegenden des Abschlussdamms II (schematisch) ....................................................................................................................388 Abbildung 87:Messstellentypen im Sinne der Nomenklatur des DVWK (aus [26], ergänzt) 390 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 12 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Geschätzter Bergwasseranfall im Ibach-Murg Beileitungsstollen mit Anzahl der Stollenventile (aus [10])........................................................................................50 Tabelle 2: Bergwasseranfall in Stollen der Schluchseewerk AG ...........................................53 Tabelle 3: Daten des Pumpversuchs AOG09 .......................................................................55 Tabelle 4: Daten des Pumpversuchs AOG10 .......................................................................56 Tabelle 5: Kurzpumpversuche im Bereich Rüttmatt ..............................................................56 Tabelle 6: Liste der Aufschlüsse im Bereich des Hornbergbeckens II ...................................57 Tabelle 7: Übersicht der Kurzpumpversuche am Abhau (Ruhewasserspiegel und abgesenkter Wasserspiegel in m u. GOK) ...........................................................59 Tabelle 8: Übersicht der Quellenmessungen im Bereich des Abhau ....................................63 Tabelle 9: Übersicht der Quellwasserbeprobungen am Abhau .............................................65 Tabelle 10: Übersicht der Abflussmessungen im Bereich Abhau ..........................................66 Tabelle 11: Übersicht der Quellmessungen im Rahmen des Sondierstollenmonitorings .......69 Tabelle 12: Übersicht der Abflussmessungen im Rahmen des Sondierstollenmonitorings ...69 Tabelle 13: Aufschlüsse im Bereich des Unterbeckens ........................................................73 Tabelle 14: Auswertung der Pumpversuche Bereich Hornbergbecken II ..............................91 Tabelle 15: Mittlere Grundwasserstände, Niedrig- und Hochwasserstände (MW, NW und HW) in m ü. NN und Flurabstände [m] ................................................................94 Tabelle 16: Mittlere Flurabstände und Schwankungsbereiche am Abhau (Abkürzungen siehe Tabelle 15). Messstellen AOG09 und AOG10 wurden auf Grund des kürzeren Messzeitraums nicht berücksichtigt ....................................................................94 Tabelle 17: Grundwassergefälle, kf-Werte und Abstandsgeschwindigkeiten für verschiedene Bereiche am Abhau bei relativen Mittelwasser-Verhältnissen.............................98 Tabelle 18: Liste der gefassten, öffentlich genutzten Quellen in der Umgebung des geplanten Hornbergbeckens II ..........................................................................................100 Tabelle 19: Quellschüttungsdaten aus den Gutachten des LGRB zur Abgrenzung der Wasserschutzgebiete (Zeitraum vor 1992) .......................................................101 Tabelle 20: Allgemeine Beschreibung der Quelltypen am Abhau. Quelle LGRB [99] ergänzt mit Werten aus Grimm & Prier [40] (d = Tag) ...................................................108 Tabelle 21: Klassifizierung der Quellen am Abhau als Hangschutt-, Verwitterungsdeckenoder Kluftquelle (LF = Leitfähigkeit, T = Temperatur)........................................109 Tabelle 22: Berechnung der Auslaufkoeffizienten (α-Wert) nach Richter und Lillich [121] ..115 Tabelle 23: Berechnungsergebnisse der Quellschüttungsanalyse VAt = Schüttung zum Zeitpunkt t = 17.03.2010; VGwA = abflussfähiges Grundwasservolumen; Vges = Gesamtvolumen des Aquifers; nsn = speichernutzbarer Hohlraumanteil ..........116 Tabelle 24: Zusammenfassung der Temperaturmessungen am Abhau (Werte in °C; Messzeitraum 2009 - 2012). Angaben zur Auslaufhöhe aus Lageplänen der WSG Gutachten [81][82][84][85][99] und TK2 ............................................................120 Tabelle 25: Zusammenfassung der Leitfähigkeitsmessungen am Abhau (alle Werte in µS/cm, Leitfähigkeit gemessen bei 20°C; Messzeitraum 2009 – 2012) ........................121 Tabelle 26: Grundwasserbeprobung Abhau - Juli 2010 ......................................................124 Tabelle 27: Grundwasserbeprobung Abhau während der Pumpversuche 2009 .................126 Tabelle 28: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 26.08.2009 .........................................127 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 13 Tabelle 29: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 09.12.2009 .........................................128 Tabelle 30: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 21.04.2010 .........................................129 Tabelle 31: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 05.07.2010 .........................................130 Tabelle 32: Zusammenfassung der stündlichen Temperaturmessungen in den Grundwassermessstellen am Abhau (alle Werte in °C) ....................................131 Tabelle 33: Zusammenfassung ausgewählter hydrochemischer Parameter der Grundwasserund Quellwasserproben am Abhau ..................................................................131 Tabelle 34: Zusammenfassung der historischen Daten der mikrobiologischen Untersuchungen einiger Quellen am Abhau (siehe [84][85][99]).......................133 Tabelle 35: Zusammenfassung der mikrobiologischen Untersuchungen einiger Quellen am Abhau. Messzeitraum 23.07.2009 – 22.06.2010 ..............................................138 Tabelle 36: Statistik zu den δ18O-Untersuchungen (in ‰) ohne auffällige Werte [59] ........145 Tabelle 37: Zusammenstellung der Auswertungsergebnisse (sortiert nach Schüttungsquotient aufsteigend) [59]. ..............................................................147 Tabelle 38: Daten aus dem Regionalisierungsatlas für Gewässereinzugsgebiete im Bereich Abhau [105]......................................................................................................157 Tabelle 39: Klimadaten der Wetterstation Görwihl-Segeten (DWD, Σ = Summe)................158 Tabelle 40: Trockenwetterabflussmessungen im Bereich Abhau ........................................160 Tabelle 41: Kontinuierliche Abflussmessreihen 2010 – 2012 im Bereich Abhau .................160 Tabelle 42: Grundwasserneubildungsspenden für das Einzugsgebiet des Schneckenbachs nach Natermann [117], Wundt [163] und Kille [67] ...........................................164 Tabelle 43: Wasserwirtschaftliche Daten ............................................................................166 Tabelle 44: Entwicklung der Bergwasserzutritte im Sondierstollen .....................................168 Tabelle 45: Hydrochemische Analysen Sondierstollen Störungszonen 1, 2 und 3 ..............170 Tabelle 46: Ergebnisse der Arsenbeprobungen im Bergwasser des Sondierstollens..........171 Tabelle 47: Ergebnisse der Arsenbeprobungen im Bereich Abhau und Mühlgrabenbachtal .........................................................................................................................172 Tabelle 48: Vergleich der Auslaufkoeffizieten (α -Werte) 2009 und 2011 am Abhau...........179 Tabelle 49: Bestimmung der α -Werte von Quellen und Abflussmessstellen im Mühlgrabenbachtal (siehe Anlage 2) ................................................................180 Tabelle 50: NQ-Werte der gefassten Quellen im Bereich des Abhaus und östlich davon ...181 Tabelle 51: NQ-Werte gefasster Quellen im Bereich des Unterwasserstollens ...................182 Tabelle 52: Gefasste Quellen entlang des Unterwasserstollens .........................................184 Tabelle 53: Monatliche Schüttungsmessungen der Geißmattquellen 1-4 und Hofmattquellen 1-3 der Gemeinde Rickenbach .........................................................................187 Tabelle 54: Quellschüttungsdaten aus den Gutachten des LGRB zur Abgrenzung der Wasserschutzgebiete .......................................................................................188 Tabelle 55: Zusammenfassung der Temperatur und Leitfähigkeitsmessungen im Bereich des Unterwasserstollens (Messzeitraum Hüttenermattenquellen: 12.11.2009 15.12.2011 Messzeitraum Schwammatt- und Kreiselbachquelle: 19.11.2009 08.11.2010) ......................................................................................................191 Tabelle 56: Daten aus dem Regionalisierungsatlas für die Gewässereinzugsgebiete im Bereich des Unterwasserstollens .....................................................................195 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 14 Tabelle 57: Gemessener (unkorrigierter) Niederschlag der Wetterstation Jungholz-Kühmoos (Schluchseewerk AG).......................................................................................196 Tabelle 58: Korrigierter Niederschlag der Wetterstation Jungholz Kühmoos (Schluchseewerk AG) ..................................................................................................................196 Tabelle 59: Hydraulische Leitfähigkeit des Gebirges ..........................................................200 Tabelle 60: Geschätzte hydraulische Leitfähigkeit der Lockergesteine ...............................201 Tabelle 61: Zusammenstellung von Messungen des Grundwasserstandes in der quartären Talfüllung des Haselbachtales..........................................................................201 Tabelle 62: Grundwasserstandsdaten bei erhöhtem Mittelwasserstand (18.05.2010) ........204 Tabelle 63: Mittlere Grundwasserstände, Niedrig- und Hochwasserstände [m ü. NN] und Flurabstände [m] im Bereich des Unterbeckens ...............................................205 Tabelle 64: Grundwassergefälle, kf-Werte und Abstandsgeschwindigkeiten für verschiedene Bereiche des Haselbachtals bei erhöhten Mittelwasserverhältnissen (Stichtag 18.05.2010) ......................................................................................................208 Tabelle 65: Grundwasserbeprobung Unterbecken - Juli 2010 ............................................210 Tabelle 66: Daten aus dem Regionalisierungsatlas für das Gewässereinzugsgebiet „Teilbereich Hochrhein“ [106] ...........................................................................215 Tabelle 67: Klimadaten der Wetterstation Bad Säckingen (DWD) ......................................216 Tabelle 68: Trockenwetterabflussmessungen im Bereich Haselbachtal ..............................217 Tabelle 69: Periodische Abflussmessungen des Hasel- und Rötelbachs 2010 - 2012 ........217 Tabelle 70: Grundwasserneubildungsspenden für das Einzugsgebiet des Haselbachs nach Natermann [117], Wundt [163] und Kille [67] ....................................................220 Tabelle 71: Flächennutzung im Einzugsgebiet Hasel- und Rötelbach.................................221 Tabelle 72: Kenndaten der Tiefbrunnen Nagelfluh I, II und Wallbach/Studenacker ............223 Tabelle 73: Eckdaten des Wasserrechts der Tiefbrunnen Nagelfluh I und Nagelfluh II .......225 Tabelle 74: Berechnung von kf-Werten nach Goodman [39] ..............................................231 Tabelle 75: Auswertung der WD-Tests im Bereich der Maschinenkaverne des PSW Atdorf .........................................................................................................................233 Tabelle 76: Zusammenfassung der WD-Tests in Sondierbohrungen im Haselbachtal (Mittelwerte) .....................................................................................................234 Tabelle 77: Zusammenstellung der Gebirgsdurchlässigkeiten (kf-Wert) .............................236 Tabelle 78: Eingangsdaten für die numerischen Modellrechnungen ...................................244 Tabelle 79: Ergebnisse der numerischen Modellrechnungen zu Bergwasserdrainagen......248 Tabelle 80: Abschätzung des Grundwasserumsatzes nach DARCY ..................................254 Tabelle 81: Eckdatentabelle des geplanten Hornbergbeckens II ........................................262 Tabelle 82: Eckdatentabelle der geplanten Übergabestation ..............................................263 Tabelle 83: Abflüsse (Niederschlag - Verdunstung) für die Teileinzugsgebiete im Bereich des geplanten Oberbeckens ...................................................................................272 Tabelle 84: Wirkungs- und Maßnahmeszenarien im Vorhabensbereich Oberbecken auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase.......................................................283 Tabelle 85: Wirkungs- und Maßnahmeszenarien im Vorhabensbereich Oberbecken auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand .............................................................284 Tabelle 86: Eckdatentabelle der geplanten Kavernen .........................................................285 Tabelle 87: Eckdatentabelle des Wasserschlosses ............................................................285 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 15 Tabelle 88: Eckdatentabelle der geplanten Schachtbauwerke ...........................................287 Tabelle 89: Eckdaten des Flucht- und Zufahrtsstollens ......................................................288 Tabelle 90: Abschätzung der Bergwasserdrainagen in den Untertagebauwerken ..............297 Tabelle 91: Wirkungsprognose Grundwasserstände Bauzustand .......................................301 Tabelle 92: Anteilige Minderung (maximal) der Quellschüttungen der Trinkwasserversorgung .........................................................................................................................307 Tabelle 93: Wirkungen der Untertagebauwerke auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase .........................................................................................................311 Tabelle 94: Wirkungen der Untertagebauwerke auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand ...............................................................................................312 Tabelle 95: Technische Daten der drei geplanten Dämme des Unterbeckens ....................313 Tabelle 96: Kenndaten der Langzeitlager im Unterbecken .................................................317 Tabelle 97: Zusammenstellung der ermittelten Sickerwassermengen (85/15), Speicherschwerpunkt Normalbetrieb: 383 m ü. NN ..........................................320 Tabelle 98: Zusammenstellung der ermittelten Sickerwassermengen (85/15), Stauziel Revisionsfall: 400 m ü. NN ...............................................................................320 Tabelle 99: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Haselbachtal auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase.......................................................324 Tabelle 100: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Haselbachtal auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand ...........................................................325 Tabelle 101: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Rheintal auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase .....................................................329 Tabelle 102: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Rheintal auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand ...........................................................330 Tabelle 103: Wirkungen im Vorhabensbereich Wehr auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase .......................................................................................................334 Tabelle 104: Wirkungen im Vorhabensbereich Wehr auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand..............................................................................................335 Tabelle 105: Wirkungen der Dotationsleitungen auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase .......................................................................................................338 Tabelle 106: Gesamthafte Wasserbilanz Grundwasser.......................................................339 Tabelle 107: Schichtfolge und hydrogeologische Eigenschaften (Mächtigkeiten nach Angaben in [44] und [13], Klassifikation nach [86] und [96]) ...........................342 Tabelle 108: Zusammenstellung der verfügbaren Angaben zur Durchlässigkeit des Säckinger Granit (aus [9], [34], [41], [87], [146]) .............................................................344 Tabelle 109: Vergleich der Durchlässigkeit des Säckinger Granits mit Durchschnittswerten von Graniten und Gneisen aus dem Schwarzwälder Grundgebirge ...............346 Tabelle 110: Daten von Tiefbohrungen in der angrenzenden NW-Schweiz (von Ost nach West) .............................................................................................................349 Tabelle 111: Übersicht der verfügbaren Angaben zu Wasserständen in Bohrungen im nicht oder nur gering überdeckten Kristallin (Zusammenstellung aus Tabelle 62, Tabelle 63, [34]: S.14ff, [35]: Tabelle 6, [60]: Anlage 3, [65]: Schnitt 1, [159]: Anlage 3, [160] sowie Original-Schichtenverzeichnissen) und Auswahl für die ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 16 Modellierung der Druckverteilung im Kristallin (Auswahl = fett, *vertikale Teufe) ......................................................................................................................352 Tabelle 112: Thermalwasserfassungen der Stadt Bad Säckingen (nach Angaben in [61] ;[51]) ......................................................................................................................356 Tabelle 113: Variabilität der Entnahme bzw. des artesischen Auslaufs von Thermomineralwasser an den Brunnen der Stadt Bad Säckingen (aus: [99]).357 Tabelle 114: Übersicht der verfügbaren Daten zum Ruhedruck (nach Angaben in [60], [114], [115], [119], [144], [159] und den aktuellen Messungen der Stadt Bad Säckingen – Stand 23.07.2010) .....................................................................359 Tabelle 115: Charakteristische Gehalte an Nebenbestandteilen und Spurenstoffen im Wasser der Mineralquellen von Bad Säckingen (nach Angaben in [137]) im Verhältnis zu ausgewählten Hauptbestandteilen ............................................360 Tabelle 116: Ausgewählte Eigenschaften des Thermomineralwassers (aus: [99]). Abkürzungen: LF = Leitfähigkeit, Temp = Temperatur ...................................362 Tabelle 117: Abschätzung Fläche Einzugsgebiet Jungwasser-Anteil (nach Angaben in [60]) ......................................................................................................................369 Tabelle 118: Vergleich der Zusammensetzung von Proben des Grundwassers aus Tiefbohrungen südöstlich des Haselbecken mit jener des Jungwassers im ternären Mischungssystem (nach Angaben in [9], [101], [159] und [160]; grün = Messwert innerhalb Bereich Jungwasser, rot = außerhalb davon) .................370 Tabelle 119: Vergleich der Ergebnisse von Gefügemessungen im Gneisanatexit Typ Hauensteiner Murgtal (BL=Bohrloch) .............................................................374 Tabelle 120: Beschreibung des Vorhabens ........................................................................375 Tabelle 121: Statistische Auswertung der WD-Test im Gneis von Sondierbohrungen im Bereich des Haselbecken (Bezugshöhe = OK Kristallin, Tiefe in Schrägbohrungen korrigiert, Umrechnung in k-Wert mit 1 Lugeon = 1,3 * 10-7 m/s) ...............................................................................................................376 Tabelle 122: Abschätzung kf-Werte aus Zuflüssen in Fensterstollen der Ibach-Beileitung der Unterstufe Säckingen (aus [9]) .......................................................................377 Tabelle 123: Charakterisierung der Gneis-Messstellen im Bereich des Haselbeckens .......378 Tabelle 124: Abschätzung von Menge, Geschwindigkeit und Aufenthaltsszeit des ohne bzw. mit Projekt via Gneis in Richtung Mineralquellen abfließenden Grundwassers (Szenario ohne Wirkung hydraulische Barriere Schöpfebach-BergseeSeebächle) ....................................................................................................384 Tabelle 125: Höhenlage und Distanz geplanter und ausgeführter Eingriffe (rot = Minimum, grün = Maximum) ...........................................................................................385 Tabelle 126: Zeitlicher Ablauf von Bau und Inbetriebnahme Haselbecken sowie Überwachung im Bereich der Thermalquellen................................................399 Tabelle 127: Überblick über die Monitoringphasen .............................................................400 Tabelle 128: Monitoringmaßnahmen ..................................................................................402 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 17 Anlagenverzeichnis Anlage 1: Geologische Übersichtskarte Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00200-FU Anlage 1a: Legende zu Anlage 1 und Abbildung 1 Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00300-FU Anlage 2: Übersichtskarte Abhau Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00400-FU Anlage 3: Lageplan Abhau Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00500-FU Anlage 4: Geologische Übersichtskarte Abhau Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00600-FU Anlage 5_1: Hydrogeologische Schnitt 1 Abhau Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00700-FU Anlage 5_2: Hydrogeologischer Schnitt 2 Abhau Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00800-FU Anlage 5_3: Hydrogeologischer Schnitt 3 Abhau Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-00900-FU Anlage 5_4: Hydrogeologischer Schnitt Sondierstollen Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01000-FU Anlage 6_1: Grundwassergleichenplan Abhau, Stichtag 30.03.2010 (relatives Hochwasser) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01100-FU Anlage 6_2: Grundwassergleichenplan Abhau, Stichtag 16.03.2010 (relativer Mittelwasserstand) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01200-FU Anlage 6_3: Grundwassergleichenplan Abhau, Stichtag 11.11.2010 (relatives Niedrigwasser) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01300-FU Anlage 6_4: Grundwassergleichenplan Abhau Betriebszustand (relativer Mittelwasserstand) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01400-FU Anlage 6_5: Grundwassergleichenplan Abhau, Stichtag 18.07.2011 (relatives Niedrigwasser) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01500-FU Anlage 7: Flurabstandskarte Abhau, Stichtag 16.03.2010 (relativer Mittelwasserstand) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01600-FU Anlage 8_1: Mächtigkeitskarte, Oberer Verwitterungsbereich Abhau, Stichtag 16.03.2010 (relativer Mittelwasserstand) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01700-FU Anlage 8_2: Mächtigkeitskarte, Unterer Verwitterungsbereich Abhau, Stichtag 16.03.2010 (relativer Mittelwasserstand) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01800-FU Anlage 8_3: Mächtigkeitskarte, Gesamter Verwitterungsbereich Abhau, Stichtag 16.03.2010 (relativer Mittelwasserstand) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-01900-FU Anlage 8_4: Basis Oberer Verwitterungsbereich Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02000-FU Anlage 9: Landnutzung Abhau Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02100-FU ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 18 Anlage 10_1: Übersichtskarte Unterwasserstollen Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02201-FU Anlage 10_2: Übersichtskarte mit Wirkraum und Wirkzonen Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02202-FU Anlage 10_3: Monitoringmaßnahmen Hydrogeologie Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02203-FU Anlage 11: Geologie und Tektonik Unterwasserstollen (FRANZKE 2011) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02300-FU Anlage 12: Geologischer Schnitt entlang des Unterwasserstollens aus F RANZKE 2011 Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02400-FU Anlage 13_1: Übersichtskarte Haselbachtal Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02500-FU Anlage 13_2: Lageplan Haselbachtal Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02600-FU Anlage 14: Geologische Übersichtskarte Unterbecken Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02700-FU Anlage 15_1-: Hydrogeologischer Schnitt 1 Unterbecken Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02800-FU Anlage 15_2: Hydrogeologischer Schnitt 2 Unterbecken Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-02900-FU Anlage 15_3: Hydrogeologischer Schnitt 3 Unterbecken Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03000-FU Anlage 15_4: Hydrogeologischer Schnitt 4 Unterbecken Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03100-FU Anlage 15_5: Hydrogeologischer Schnitt 5 Restentleerungsleitung Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03200-FU Anlage 16: Druckverteilung Festgestein Bereich Haselbachtal, Stichtag 18.05.2010 Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03300-FU Anlage 17: Flurabstandskarte Haselbachtal, Stichtag 18.05.2010 (erhöhter Mittelwasserstand) Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03400-FU Anlage 18: Landnutzung Haselbachtal Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03500-FU Anlage 19 Heilquellen Bad Säckingen, Abgedeckte geologische Karte, Situation Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03600-HOL Anlage 20 Heilquellen Bad Säckingen, Strukturkarte, Situation Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03700-HOL Anlage 21 Heilquellen Bad Säckingen, Druckverteilung, Situation Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03800-HOL Anlage 22 Heilquellen Bad Säckingen, Hydrogeologische Verhältnisse, Schnitte Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-03900-HOL ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 19 Anlage 23 Heilquellen Bad Säckingen, Druckdifferenz zwischen Kristallin- und Quartär-Stockwerk, Situation Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04000-HOL Anlage 24 Heilquellen Bad Säckingen, Zeitreihen ausgewählter Parameter in den Heilquellen Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04100-HOL Anlage 25 PSW Atdorf, Hydrogeologische Verhältnisse Ist-Zustand, Situation Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04200-HOL Anlage 26 PSW Atdorf, Hydrogeologische Verhältnisse, Schnitt Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04300-HOL Anlage 27 Numerische Modellrechnungen zur Bewertung der Bergwasserzutritte und deren Auswirkungen Datei-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04400-IC Anlage 28 Quellschüttungen und Grundwasserstandsmessungen Bereich Abhau und Mühlgrabenbachtal während des Baus des Sondierstollens Datei-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04500-FU Anlage 29 Strukturgeologische Betrachtngen zum hydrogeologischen Wirkraum Datei-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04600-FU Anlage 30 Haselbachtal, zusammenfassende Darstellung von geologischem Profil, Ausbauplan, Ergebnissen von WD-Test und Wasserstandsmessungen in den Grundwassermessstellen, Datei-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04700-HOL Anlage 31 PSW Atdorf Hydrogeologische Verhältnisse Ist-Zustand, Situation Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04800-HOL Anlage 32 Heilquellen Bad Säckingen, Überwachung Heilquellen, Ort und Umfang der Messungen, Situation Plan-Nr.: ATD-GE-PFA-E.01-04900-HOL ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 20 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen Abkürzung ALK α cm u. ROK 18O δ18O DGK 5 DGM DWD Σ FFH-Gebiet GWN HBB II HQ Hq HSG Bezeichnung Zeitspanne, die zwischen zwei Zeitpunkten (t) verstrichen ist Automatisierte Liegenschaftskarte Auslaufkoeffizient Zentimeter unter Rohroberkante Sauerstoff -18 Isotop Abweichung des 18O-Gehaltes vom Standard Deutsche Grundkarte 1:5.000 Digitales Höhenmodell / Geländemodell Deutscher Wetterdienst Summe Flora-Fauna-Habitat Gebiet Grundwasserneubildungsspende Hornbergbecken II Hochwasserabfluss Hochwasserabflussspende Heilquellenschutzgebiet HW Hochwasserstand IUS IG PSW Atdorf kf-Wert Institut für Umweltstudien- Weibel & Ness GmbH Ingenieurgemeinschaft für das Projekt PSW Atdorf, bestehend aus ILF Beratende Ingenieure und AF Consult Durchlässigkeit / Durchlässigkeitsbeiwert Klimaveränderung und Konsequenzen für Wasserwirtschaft, Kooperationsvorhaben zwischen Baden-Württemberg, Bayern und DWD Leitfähigkeit bezogen auf 25°C ∆t KLIWA LF LGRB LIDAR LRA d 1/d od. d-1 ‰ l/(s*km²) l/s l/(s*km²) m bezogen auf eine Referenzhöhe m/s µS/cm Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Regierungspräsidium Freiburg) m u. GOK m u. MOK m ü. NN m u. ROK MNq MOK MQ Mq Light detection and ranging (Oberflächenradar) Landratsamt Landesamt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg Meter unter Geländeoberkante Meter unter Messoberkante Meter über Normal Null Meter unter Rohroberkante Mittlere Niedrigwasserabflussspende Messoberkante Mittlere Schüttung bzw. mittlerer Abfluss Mittlere Abflussspende MVZ Mittlere Grundwasserverweilzeit MW Mittlerer Wasserstand NAGRA Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktive Abfälle, Schweiz nKl NQ Nq Kluftanteil (des Gesteins) Niedrigwasserabfluss Niedrigwasserabflussspende LUBW Einheit ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 l/(s*km²) l/s l/(s*km²) m bezogen auf eine Referenzhöhe % l/s l/(s*km²) Seite 21 Abkürzung nsn Bezeichnung Niedrigste Schüttung im Jahr 2003 bzw. Niedrigwasserabfluss im Jahr 2003 Speichernutzbarer Hohlraumanteil NW Niedrigwasserstand POK Pegeloberkante PSW PV Pumpspeicherwerk Pumpversuch Q0 Qt TVO Abfluss- (Schüttungs-)rate zum Anfangszeitpunkt t0 Abfluss- (Schüttungs-)rate nach einer Zeitspanne t Rock Quality Designation Index nach Deere, 1963 (Bezeichnung für Grad der Gesteinsqualität unter felsmechanischen Aspekten) Topographische Karte Trockenwetterfalllinie Tritium Units (Tritiumeinheiten); Tritium ist das radioaktive Isotop des Wasserstoffs; Trinkwasserverordnung (TrinkwV); Bundesgesetz U Ungleichförmigkeitsgrad eines Gerölls UW-Stollen Unterwasserstollen NQ2003 RQD TK TWL TU VAt Vges VGwA VKl WA Abfluss- (Schüttungs-)rate zu einem bestimmten Zeitpunkt, für den der Grundwasservorrat abgeschätzt werden soll Gesamtvolumen des zur Quelle hin entwässernden Aquifers Abflussfähiges Grundwasservolumen WD-Test Kluftvolumen Wiederanstieg Wasser und Boden Atlas (thematische Fachkarten für Baden Württemberg) Wasserdruck Versuche WSG Wasserschutzgebiet Wsp Wasserspiegel WaBoA ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Einheit l/s % m bezogen auf eine Referenzhöhe m bezogen auf eine Referenzhöhe m3/s m3/s 1TU = 0,119 Bq/l m3/s m3 m3 m3 m bezogen auf eine Referenzhöhe Seite 22 Verzeichnis der verwendeten Einheiten Trübung NTU Stoffmenge mmol mol °dH Bezeichnung Millimeter Zentimeter Meter Kilometer Hektar Quadratmeter Quadratkilometer Mikrogramm Milligramm Gramm Kilogramm Liter Kubikmeter Sekunde Minute Stunde Tag Jahr Bar Pascal / Kilopascal Nephelometric Turbidity Unit Millimol Mol Grad deutscher Härte µS Mikrosiemens °C Grad Celsius Redoxspannung mV Millivolt Aktivität eines radioaktiven Stoffes Bq Becquerel Länge Fläche Masse Volumen Zeit Druck elektrischer Leitwert Temperatur Verwendete Einheiten* mm cm m km ha m2 km2 µg mg g kg l m3 s min h d a bar Pa / kPa *im Text werden auch Kombinationen von den hier aufgeführten Einheiten verwendet. Bsp.: l/(s*km²) bedeutet Liter pro Sekunde pro Quadratkilometer. Generell gilt als Schreibweise: d-1 = 1/d Angaben zur Orientierung von planaren Diskontinuitäten wie Schichtflächen (ss), Schieferungsflächen (s), Störungen (St.), Verwerfungen (V) und Klüften (K) erfolgen im Wiener Format nach CLAR. Diese setzt sich zusammen aus Angaben zur Einfallsrichtung in Grad auf dem 360°-Einheitskreis (0° = Nord) und dem Einfallswinkel als Abweichung aus der Horizontalen in Grad (0 bis 90°) z.B. 260/50. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 23 Begriffsdefinitionen Begriff Definition Auslaufkoeffizient (α-Wert): Konstante, die die Steigung der Trockenwetterfalllinie in der exponentiellen Beziehung von MAILLET (1905; Qt =Q0·e-α·t) beschreibt (Abflusswerte). Abfluss: Ist das Wasservolumen, das ein vorgegebenes Einzugsgebiet unter der Wirkung der Schwerebeschleunigung innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit verlässt bzw. in es eintritt. Die Einheit ist demnach l/s oder m3/s. Abflusshöhe Siehe Abflussspende, jedoch ist die Einheit mm/a. Abflussspende Die Abflussspende bezieht den Abfluss auf eine bestimmte Fläche (z.B. das oberirdische Einzugsgebiet). Die Einheit ist dann l/(s*km²). Abflussfähiges Grundwasservolumen: In einem Gesteinsverband vorhandenes Grundwasser, das durch gravitative Prozesse abfließen kann, also nicht als Haftwasser oder durch andere Prozesse an Klüfte gebunden ist. Abstandsgeschwindigkeit: Die Abstandsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit des strömenden Grundwassers (in Meter pro Tag). Anteilige Tiefensickerung Als anteilige Tiefensickerung wird der Betrag betrachtet, der aus der oberflächennahen Verwitterungszone in das tiefere Kristallin versickert und in den Untertagebauwerken als Bergwasserdrainage abfließt. Aquifer/ Grundwasserleiter: Gesteinskörper, die Hohlräume enthalten und damit geeignet sind, Grundwasser weiterzuleiten. Die Schichtenfolge ist ausreichend durchlässig, um ein signifikantes Wasservolumen an Brunnen oder Quellen abzugeben; die wasserungesättigte Zone wird ausdrücklich (TODD, 1980, S.25) darin eingeschlossen. Aquifermächtigkeit: Die Aquifermächtigkeit ist die Mächtigkeit des Grundwasserleiters einschließlich der wasserungesättigten Zone Bodenwasser: Als Bodenwasser wird das Sicker- und Haftwasser innerhalb der ungesättigten Bodenzone bezeichnet. Die unterschiedlichen Wasserzufuhren und Wasserverluste innerhalb der ungesättigten Bodenzone im Verlauf eines Jahres werden unter dem Begriff „Bodenwasserhaushalt“ zusammengefasst. Dotationsversuch Bei Dotationsversuchen werden auf ausgewählten Fließstrecken unterschiedliche Wassermengen abgegeben, um dadurch Informationen über Fließgeschwindigkeit, Wasserstand und benetzte Breite bei verschiedenen Durchflusssituationen zu gewinnen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 24 Durchlässigkeitsbeiwert (kf-Wert) Der Durchlässigkeitsbeiwert ergibt sich aus dem DarcyGesetz, welches besagt, dass die Wassermenge, die eine Fläche in einem porösen Medium (z.B. Sand) laminar durchströmt direkt proportional zum hydraulischen Gradienten ist. Der Proportionalitätsfaktor ist der so genannte kf-Wert (= Durchlässigkeitsbeiwert) Effektives oder durchflusswirksames Kluftvolumen Entspricht dem Anteil des Kluftvolumens, in dem Grundwasser zirkulieren kann. Flurabstand: Lotrechter Höhenunterschied zwischen einem Punkt der Erdoberfläche und der Grundwasseroberfläche des oberen Grundwasserstockwerkes. Grundwasser: Definition nach DIN 4049: „…unterirdisches Wasser, das die Hohlräume der Erdrinde zusammenhängend ausfüllt und dessen Bewegung ausschließlich oder nahezu ausschließlich durch die Schwerkraft und den durch die Bewegung selbst ausgelösten Reibungskräften bestimmt wird“. Grundwassergefälle: Ist die Differenz der Grundwasserspiegelhöhe zweier Grundwassergleichen geteilt durch den Abstand der Grundwassergleichen entlang einer, senkrecht auf die Gleiche errichteten Geraden (= Gradient). Grundwassergleiche: Auf einer Grundwassergleichenkarte dargestellte Line gleicher Grundwasserhöhe. Grundwasserneubildung: Ist der Zugang von in den Boden infiltriertem Wasser zum Grundwasser (DIN 4049-3). Grundwasserneubildungshöhe: Siehe Grundwasserneubildungsspende. Die Einheit beträgt jedoch mm/a. Grundwasserneubildungs-rate: Volumen des auf einer bestimmten Fläche infiltrierten Wassers während einer bestimmten Zeitspanne. Die Einheit der Grundwasserneubildungsrate ist demnach l/s od. m3/s Grundwasserneubildungsspende: Grundwasserneubildungsrate bezogen auf eine bestimmte Fläche. Die Einheit der Grundwasserneubildungsspende ist l/(s*km²) Kluftanteil: Entspricht dem Quotient des Kluftvolumens zum Gesamtvolumen des Gesteinskörpers. Kluftvolumen: Entspricht dem gesamten Hohlraum der Klüfte eines Gesteinskörpers. Lessivierung: Die Lessivierung ist ein Prozess der Bodenbildung, bei dem Tonpartikel in tiefere Bodenhorizonte verlagert werden. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 25 LIDAR-Lineation Auffällige lineare Struktur auf einer durch Radar erzeugten Karte der Geländeoberfläche. Solche Lineationen korrelieren häufig mit geologischen Strukturen, wie z.B. Störungszonen. Lithologie: Der Begriff Lithologie beschreibt und unterscheidet die Gesteine nach mesoskopischen Merkmalen. Heute wird häufig die mineralische Zusammensetzung und Textur eines Gesteins als dessen Lithologie bezeichnet Nassgalle: Eine Nassgalle ist ein Quellaustritt, bei dem kein Oberflächenabfluss entsteht. Die Menge an austretendem Grundwasser ist demnach sehr gering. Nival: Der Ausdruck „nival“ ist ein Adjektiv und beschreibt Gegebenheiten (z. B. Klima od. Abflussregime), die mit Schnee in Zusammenhang stehen. perennierend (=ausdauernd); Beschreibt eine Quelle oder ein Gewässer mit dauerhafter Wasserführung. Petrografie: Die Petrografie (oder Gesteinskunde) befasst sich mit der Beschaffenheit von Gesteinen. Hierbei stehen die chemische und physikalische Beschaffenheit sowie die Zusammensetzung der Gesteine aus einzelnen Mineralkörnern im Vordergrund. Pluvial: Als „Pluvial“ wird eine Periode erhöhten Niederschlags bezeichnet. Hierbei kann es sich um erdzeitgeschichtliche Epochen mit erhöhtem Niederschlag oder um periodisch wiederkehrende Niederschläge (z.B. Regenzeiten in den Tropen) handeln. Rohrrigole: Eine Rohrrigole dient zur Versickerung von Wasser in den Untergrund. Sie besteht aus einem geschlitztem Drainrohr (z.B. aus PVC) umgeben von einem Filtervlies. Schüttungsquotient: Ist der Quotient aus der niedrigsten gemessenen Schüttung zur höchsten gemessenen Schüttung einer Quelle. Speichernutzbarer Hohlraumanteil: Ist der Quotient aus dem Volumen der bei der Höhenänderung der Grundwasseroberfläche entleerbaren oder auffüllbaren Klufthohlräume und dessen Gesamtvolumen. Entspricht im freien Grundwasser dem durch Pumpversuche ermittelten Speicherkoeffizienten. spezifische elektrische Leitfähigkeit: Der reziproke Wert des elektrischen Widerstandes bezogen auf einen Würfel mit 1 cm Kantenlänge. Transmissivität: Summe der Produkte aus Durchlässigkeitsbeiwert und Mächtigkeit der grundwassererfüllten Schicht. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 26 1 Zusammenfassung Im hydrogeologischen Gutachten werden die wesentlichen Informationen zusammengefasst, die den Grundwasserhaushalt innerhalb des Projektgebietes des Pumpspeicherwerks Atdorf (PSW Atdorf) betreffen. Nach der einleitenden Vorbemerkung in Kapitel 2 wird in Kapitel 3 die Ausgangslage in Bezug auf die bestehenden, hydrogeologischen Randbedinungen beschrieben. Danach werden in Kapitel 4 die verwendeten Unterlagen benannt, auf die zurückgegriffen wird und es werden die im Zuge der Planung durchgeführten Untersuchungen erläutert. Es folgen ein geologischer Überblick in Kapitel 5 und die Vorstellung der hydrogeologischen Verhältnisse in Kapitel 6. In den Kapiteln 3 bis 6 wird somit der Ist-Zustand im Projektgebiet ausführlich dokumentiert. Unter Kapitel 7, das die Grundlagen der Wirkprognose und damit der gutacherliche Bewertung beschreibt, wird das konzeptionelle hydrogeologische Modell vorgestellt. Anschließend werden in Kapitel 8 für die einzelnen Vorhabensbereiche innerhalb des Projektgebietes jeweils die Eingriffe beschrieben, die durch Bau und Betrieb des PSW Atdorf entstehen. Für jeden Vorhabensbereich werden die projektbedingten Wirkungen auf die hydrogeologischen Verhältnisse aufgeführt und die Maßnahmen geschildert, mit denen die Projektwirkungen reduziert oder vermieden werden sollen. Die Thermalquellen Bad Säckingen werden aufgrund ihrer Bedeutung in einem eigenen Kapitel behandelt (vgl. Kapitel 9). Um das Kapitel in sich lesbar zu gestalten, sind die Darstellung des Ist-Zustandes, die Wirkungen durch das Projekt auf die Thermalquellen und die Maßnahmenvorschläge hier gebündelt zusammengefasst. Zuletzt wird in Kapitel 10 das hydrogeologische Monitoringkonzept vorgestellt. Ziel der Monitoringmaßnahmen ist die Beobachtung des Wasserhaushalts, um die Auswirkungen durch das Projekt vor, während und nach der Bauphase (Betriebsphase), erfassen zu können. Das Monitoring dient gleichzeitig der Beweissicherung der Grundwasser-, Quell- und Abflussverhältnisse. Hydrogeologischer Ist-Zustand Der größte Teil der geplanten Bauwerke des PSW Atdorf liegt auf bzw. in kristallinen Einheiten des Schwarzwälder Grundgebirges. Petrographisch betrachtet handelt es sich bei den kristallinen Einheiten um Gneise (Wiese Wehra Formation, Gneisanatexit Typ Murgtal), Granite (z.B. Albtalgranit) und partiell aufgeschmolzene Gesteine (Anatexite, Diatexite). Nach Süden tauchen die kristallinen Einheiten unter mesozoische und quartäre Einheiten ab (Bereich Rheintal). Die kristallinen Einheiten werden von regional bedeutenden Bruch- bzw. Störungszonen voneinander getrennt, die durch eine höhere Gebirgsdurchlässigkeit und eine geringere Festigkeit charakterisiert sind. Neben den bekannten Störungszonen Vorwaldstörung, Wolfriststörung, ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 27 Eggbergverwerfung und Bruchzone von Wehr-Zeiningen muss auch mit weiteren kleineren, bisher unbekannten Störungszonen im Projektgebiet gerechnet werden. Die Annahme wird durch die Erkenntnisse aus dem Sondierstollen gestützt, bei dessen Auffahrung drei wasserführende, bisher unbekannte Störungszonen entdeckt wurden. Eine exakte Prognose der Anzahl und der Raumlage von Störungen ist auf Grund der vorliegenden Aufschlussverhältnisse und der großen Tiefenlage der meisten Untertagebauwerke nicht möglich. Über dem Grundgebirge steht im oberflächennahen Verwitterungsbereich unter geringmächtigen Bodenhorizonten oft Verwitterungsschutt an, der auch als Berglesand bekannt ist. Der Übergang zum unverwitterten Festgestein erfolgt kontinuierlich. Die Mächtigkeiten der Verwitterungsbereiche sind sehr variabel und können bis in ca. 50 m Tiefe reichen. Die Charakteristik der Grundwasserleiter hängt stark von Ihrer Lage im Projektgebiet ab. In oberflächennahen Bereichen (Berglesand) besitzt der Aquifer stellenweise Eigenschaften eines Porengrundwasserleiters, d.h. die aus zusammenhängenden Poren bestehenden Hohlräume können vom Grundwasser durchflossen werden. Die unter dem Verwitterungshorizont liegenden kristallinen Einheiten sind dagegen als Kluftgrundwasserleiter anzusprechen, in denen sich das Grundwasser im Wesentlichen in durchflusswirksamen Klüften bewegt, während der intakte Fels durch eine sehr geringe Durchlässigkeit gekennzeichnet ist. Im Bereich des Haselbachtals und im Rheintal bilden quartäre Lockergesteinseinheiten ebenfalls einen Porengrundwasserleiter. Bei den Quellen im Untersuchungsgebiet handelt es sich um Mischtypen zwischen den Endgliedern Hangschutt-, Verwitterungsdecken- und Kluftquelle. Alle Quellen werden überwiegend aus dem oberen Verwitterungshorizont gespeist (Berglesand und dem verwitterten, klüftigen Festgestein). Das oberflächennahe Grundwasservorkommen kommuniziert jedoch immer, wenn auch unterschiedlich stark ausgeprägt, mit dem tiefer liegenden Kluftgrundwasservorkommen. Für den Wasserhaushalt im Projektgebiet ist die Grundwasserneubildung von zentraler Bedeutung. Die oberflächennahe Grundwasserneubildungsspende hängt stark von den Parametern Niederschlag und Verdunstung ab, weshalb sie innerhalb des Projektgebietes stark variiert. Aufgrund der Höhenlage mit hohen Niederschlägen und geringer Verdunstung wurde die höchste Grundwasserneubildungsspende im Bereich Abhau mit ca. 25 l/(s*km²) ermittelt. In Richtung Haselbecken verringert sich die Grundwasserneubildungspende kontinuierlich, da in den tieferen Lagen die Niederschläge abnehmen und gleichzeitig mit zunehmender Vegetationsdichte die Verdunstung steigt. Im Bereich des Haselbachtals wurde ein Wert von ca. 7 l/(s*km²) bestimmt. Die mittlere Grundwasserneubildungsspende für das tiefe Kristallin kann mit ca. 10 – 15 l/(s*km²) angegeben werden. Konzeptionelles Hydrogeologisches Modell Beim Bau und Betrieb des PSW Atdorf kommt es – insbesondere durch die geplanten Untertagebauwerke – zu geohydraulischen Auswirkungen auf den Grundwasserkörper. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 28 Die Wirkungsprognose bezieht sich zum einen auf die Bauphase (Beginn vorgezogene Baumaßnahmen bis Abschluss der Baumaßnahmen bzw. Inbetriebnahme: „baubedingte“ Wirkfaktoren). Zum anderen wird in der Wirkungsprognose die Betriebsphase berücksichtigt (ab der Inbetriebnahme). In der Betriebsphase werden „anlagebedingte“ sowie „betriebsbedingte“ Wirkfaktoren zusammengefasst. Im vorliegenden Gutachten wird in diesem Sinne zwischen Bau und Betrieb unterschieden. Aufgrund des hohen Wasserdruckes tritt Bergwasser in die tief unter der Geländeoberfläche liegenden Untertagebauwerke ein, wobei – bezogen auf einen 100 m langen Stollenabschnitt – in Homogenbereichen mit intaktem Fels deutlich geringere Wassermengen zufließen als in den durchlässigeren Störungszonen. Um den Bergwasserzutritt zu reduzieren, sind seitens der technischen Planung aufwendige Abdichtungsmaßnahmen der Störungszonen vorgesehen. Durch den Zufluss von Bergwasser in die Untertagebauwerke wird innerhalb des Gebirges eine Fließbewegung in Richtung der Untertagebauwerke ausgelöst, die sich bis auf die Grundwasserkörper an der Geländeoberfläche auswirken kann. Der Bereich, innerhalb dessen geohydraulische Auswirkungen auf die Grundwasserverhältnisse auftreten können, wird als hydrogeologischer Wirkraum bezeichnet. Die Abgrenzung des hydrogeologischen Wirkraums erfolgt entlang hydraulischer Ränder, außerhalb derer eine Beeinflussung des Grundwasserregimes durch Bergwasserdrainagen mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann. Im Westen verläuft die Grenze entlang der Bruchzone von Wehr-Zeiningen, die auch in einem Grundwassermodell der NAGRA (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktive Abfälle, Schweiz) als hydraulisch wirksamer Rand angesehen wird. Im Norden, Osten und Süden verläuft die Grenze überwiegend entlang von Gewässern bzw. deren Einzugsgebietsgrenzen. Von den Gewässern wird angenommen, dass sie als Vorfluter wirken und mit dem Grundwasser in direktem Kontakt stehen und daher eine hydraulische Grenze bilden. Die Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt innerhalb des hydrogeologischen Wirkraumes können sich durch das Absinken des Grundwasserstandes und in der Folge die Reduzierung sowie die Änderung von Quellschüttungen bemerkbar machen. Als Folge kann sich die Abflusscharakteristik der Fließgewässer ändern, deren Einzugsgebiet ganz oder teilweise im hydrogeologischen Wirkraum liegt. Da die betroffenen Fließgewässer aus dem hydrogeologischen Wirkraum herausfließen, wird als zweite Betrachtungsebene ein entsprechend vergrößertes Bilanzgebiet festgelegt. Um die beschriebenen Projektauswirkungen auf den Grundwasserhaushalt an der Geländeoberfläche prognostizieren zu können, wurden die Bergwassermengen abgeschätzt, die den Untertagebauwerken zufließen. Der wichtigste Eingangsparameter für die Berechnungen ist der Durchlässigkeitsbeiwert (kf-Wert), dessen Größe für die relevanten Zonen (Verwitterungszonen und homogene Felsbereiche) und Gesteinsarten ermittelt wurde. Beispielsweise wurde der kf-Wert für die kristallinen Einheiten in den Homogenbereichen zu 7,5 * 10-9 m/s bestimmt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 29 Unter Berücksichtigung der ermittelten Durchlässigkeitsbeiwerte wurden numerische Modelle erstellt. Mit mehreren zweidimensionalen Vertikalschnittmodellen wurden die Zutrittsraten von Bergwasser in den horizontalen und geneigten Untertagebauwerken je 100 m Stollenlänge ermittelt, die als Eingangsgröße in die Berechnung der Bergwasserdrainagen je Untertagebauwerk eingehen. Die Bestimmung der Bergwasserdrainage je Untertagebauwerk wird nachfolgend beim Vorhabensbereich Untertagebauwerke erläutert. Bei den gewählten Modellschnitten wurden die Morphologie, die Geologie und die Tiefenlage der Untertagebauwerke entsprechend der vorliegenden Erkenntnisse modelltechnisch nachgebildet. Somit stellt ein Standardschnitt die geologisch/hydrogeologische Situation in einem ausgewählten Bereich entlang eines Untertagebauwerkes mit hinreichender Genauigkeit dar. Mit dem Radialmodell wurden die Bergwasserzutritte in die vertikalen Druckschächte berechnet. Da im Zuge des Baus des Sondierungstollens Messungen der Bergwasserdrainagen vorliegen, konnten die Vertikalschnittmodelle anhand dieser Datengrundlage kalibriert werden. Die Verwendung der Vertikalschnittmodelle wird daher als geeigneste Methode erachtet, auf Basis der aktuellen Datenlage die erwartenden Bergwasserdrainagen in den geplanten Untertagebauwerken zu prognostizieren. Wirkzonen Auf der Grundlage der geologischen Kartierungen, der Erkenntnisse aus dem Sondierstollen und den Ergebnissen aus den Vertikalschnittmodellen wurden innerhalb des hydrogeologischen Wirkraums unter Berücksichtigung von Vermeidungsmaßnahmen zur Reduktion von Bergwasserdrainagen (u. a. Abdichtungsmaßnahmen und Grundwasseranreicherung am Abhau) sechs Wirkzonen abgeleitet, innerhalb derer eine Abschätzung der möglichen Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt in der Verwitterungszone durch die Bergwasserdrainagen in den Untertagebauwerken vorgenommen wurde. Dabei wurde die Menge der Bergwasserdrainage anteilig auf die Wirkzonen verteilt, so dass die anteilige Tiefensickerung jeder Wirkzone denjenigen Betrag darstellt, der aus der oberflächennahen Verwitterungszone in das tiefere Kristallin versickert und in den Untertagebauwerken als Bergwasserdrainage abfließt. Zone 1a: Abgedichtete und bekannte Störungszonen mit vermutetem Drainagebereich und Umfeld der Speicherbecken Zone 1b: Infiltrationsbereich der Grundwasseranreicherung am Abhau Zone 2a: Kernzone des Unterwasserstollens mit ca. 1 km Breite und ca. 70 % Abfluss der Vertikalsickerung und Reduzierung des Lateralabflusses um im Mittel ca. 5% ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 30 Zone 2b: Kernzone des Unterwasserstollens mit ca. 1 km Breite und ca. 70 % Abfluss der Vertikalsickerung und Reduzierung des Lateralabflusses um ca. 17 %, laterale Zone Oberbecken Zone 3: Stollenferne Bereiche mit jeweils ca. 15 %, also insgesamt ca. 30 % der Vertikalsickerung. Zone 4: Bereich mit Druckwasseranfall aus dem Stauraum des Unterbeckens Innerhalb des Wirkraumes ist von fließenden Übergängen des Ausmaßes der möglichen Wirkungen je nach geologischen bzw. hydrogeologischen und morphologischen Verhältnissen auszugehen. Diese Übergänge sind sowohl zwischen den einzelnen Zonen als auch lateral zur Stollentrasse zu erwarten. Entsprechend den Druckverhältnissen werden die Wirkungen mit zunehmender Entfernung von der Stollenachse abnehmen und zur Grenze des hydrogeologischen Wirkraums hin gegen null gehen. Grundlagen der Prognose in Bezug auf Grundwasser, Quellen und Fließgewässer Um die Wirkungen auf die Grundwasserstände abzuschätzen, wurde der hydrogeologische Wirkraum in drei verschiedene Aquiferbereiche mit unterschiedlicher Größe und Sensitivität in Bezug auf Schwankungen des Grundwasserstandes untergliedert: Kuppen, Hang- und Tallage. Diese Einteilung spiegelt die Abhängigkeit der Grundwasserstands-Schwankungen von der Morphologie und der Lage wieder, die im Rahmen der Messungen am Abhau beobachtet und nachgewiesen wurde. Die Kuppen wurden von den Hanglagen anhand der Geländeneigung abgegrenzt. Kuppen wurden gemäß Hildebrandt et al. [49] als „Ebene Flächen“ festgelegt, in denen die Hangneigung weniger als 5° beträgt. Hanglagen sind demnach durch Neigungen größer 5° gekennzeichnet. Im Bereich der Kuppen und Hanglagen wird ein bilanzieller Ansatz angewendet, um die Veränderung des Grundwasserspiegels in Folge der Bergwasserdrainagen abzuschätzen. Beim bilanziellen Ansatz wird für die Bereiche der Kuppen und Hanglagen jeweils eine einheitliche Aquifermächtigkeit angenommen. Die in den jeweiligen Zonen ausgewiesene anteilige Tiefensickerung führt zu einer Minderung des Grundwasserabflusses in der Verwitterungszone und damit zu einer prozentuallen Verminderung der Aquifermächtigkeit. Diese entspricht damit der Änderung des Grundwasserstandes. Talllagen werden überall dort angenommen, wo Fließgewässer verlaufen. Bei der lateralen Abgrenzung zu den Hanglagen werden im Wesentlichen die quartäre Talfüllung aus den geologischen Karten, grundwasserbeeinflusste Biotoptypen und Bodentypen als Kriterien angewendet. Um die Wirkungen auf den Grundwasserstand in den Tallagen abzuschätzen, wird im Vergleich zu den Kuppen und Hanglagen eine differenzierte Methodik angewendet. Da es sich bei den Gewässern im südlichen Hotzenwald in der Regel um Vorfluter handelt, die in Wechselwirkung mit dem Grundwasser stehen, geht die Veränderung des Wasserstands im Gewässer mit der Veränderung des Grundwasserstandes einher. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 31 Die Auswirkungen der Bergwasserdrainagen auf Quellen und Fließgewässer im hydrogeologischen Wirkraum wurden auf Basis der bereits beschriebenen Wirkzonen ermittelt. Jeder Wirkzone ist eine anteilige Tiefensickerung zugeordnet, die eine Minderung der Abflüsse in Quellen und Fließgewässern nach sich zieht. Vorhabensbereich Oberbecken Im Vorhabensbereich Oberbecken werden das Hornbergbecken II und die Übergabestation errichtet. Daraus resultieren die nachfolgend aufgeführten Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt, wobei die Aufzählung nur die wesentlichen dauerhaften Wirkungen enthält: - Reduzierung des Aquifers durch Beckenaushub Verlust an Grundwasserneubildungsfläche durch Flächenversiegelung Beeinträchtigung von Wasserschutzgebieten Die Schutzwirkung bzw. Filterwirkung an der Oberfläche des Grundwasserkörpers wird bauzeitlich aufgehoben, indem die Vegetation entfernt und die Bodenschicht abgetragen wird. Damit sind Auswirkungen auf die Qualität des Grund- und Oberflächenwassers während der Bauphase wahrscheinlich. Durch den Aushub im Beckenbereich wird der Grundwasserleiter (Aquifer) im Gipfelbereich des Abhaus dauerhaft reduziert. Eine weitere Wirkung entsteht durch die Flächenversiegelung des Hornbergbeckens II, das mit Asphaltbeton abgedichtet wird. Dadurch kann das Niederschlagswasser, das im Bereich des Oberbeckens fällt, im zukünftigen System weder an der Oberfläche abfließen noch in den Untergrund versickern, sondern es wird Bestandteil des Betriebswassers des PSW Atdorf. Durch die Abnahme der Grundwasserneubildung ist ebenfalls mit einer Verringerung des Aquifers und einem Rückgang von Quellschüttungen zu rechnen. Durch die Errichtung des Beckens wird die Saalbrunnenquelle überbaut. Weiterhin werden die Wasserschutzgebietszonen der Rohrquellen, der Atdorfquellen 3.1 und 3.2 und der Abhauquellen sowie der Mühlenweiherquellen beeinträchtigt. Die Mühlenweiherquellen werden weiterhin zur Trinkwasserversorgung genutzt. Da das Einzugsgebiet der Quellen durch die Anlage des Beckens reduziert wird, ist von einer anteiligen Verringerung der Quellschüttung auszugehen. Zusätzlich ist während der Bauphase durch das Entfernen der schützenden Deckschichten mit Trübungen bzw. mikrobiologischen Verunreinigungen zu rechnen. Als Konsequenz wurde bereits eine Neuabgrenzung des Wasserschutzgebietes für die Mühlenweiherquellen durch das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (LGRB) durchgeführt. Die Wasserschutzgebiete der Rohrquellen, Atdorf-, Saalbrunnen- und Abhauquellen sollen aufgegeben werden. Im Bereich Abhau Süd befindet sich das Wasserschutzgebiet der Steinbühlquelle. Da das Wasserschutzgebiet und damit das abgegrenzte Einzugsgebiet der Quelle außerhalb des geplanten Beckens liegen, kann man davon ausgehen, dass die Steinbühlquelle vom Bau des ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 32 Beckens nicht betroffen sein wird. Auf Grund der Lage der Steinbühlquelle im hydrogeologischen Wirkraum ist eine Minderung der Schüttung auf Grund der Bergwasserdrainage jedoch möglich. Um diese Auswirkungen teilweise zu vermeiden, sind folgende Maßnahmen Bestandteil der technischen Planung: - Trinkwasseraufbereitung Aufbereitung von Niederschlags-, Grund- und Bauwasser Vorhalten von Ölbindemitteln während der Bauzeit Grundwasseranreicherung Die Wasserqualität der Mühlenweiherquellen 1-3 wird bauzeitlich durch den Betrieb einer Wasseraufbereitungsanlage sichergestellt, so dass die Mühlenweiherquellen auch während der Bauzeit für die Trinkwasserversorgung genutzt werden können. Im Vorhabensbereich Oberbecken werden anfallende Niederschlags-, Grund- und Bauwässer gesammelt und je nach Verschmutzungsgrad einem Absetzbecken, einem Retentionsfilterbecken oder einer Bauwasserbehandlungsanlage zur Aufbereitung zugeführt. Für den Fall von Ölunfällen werden in ausreichender Nähe geeignete Werkzeuge und Hilfsmittel wie Ölbindemittel vorgehalten, um ausgelaufene Stoffe zu binden, zu bergen und zu entsorgen. Um den Grundwasserhaushalt zu stützen, ist eine Grundwasseranreicherung mit 35 l/s vorgesehen. Hierfür wird am luftseitigen Böschungsfuß des Ringdammes eine Rohrrigole angelegt, die das Hornbergbecken II vollständig umschließt. Damit können die Verluste aus der Flächenversiegelung und aus der Bergwasserdrainage unter dem Beckenstandort teilweise ausgeglichen werden. Weiterhin steht dem Grundwasserhaushalt das Wasser der Rohrquellen wieder zur Verfügung, das derzeit für die Trinkwasserversorgung genutzt und dem Grundwasserhaushalt entzogen wird. Dauerhafte Veränderungen der hydrochemischen Eigenschaften des Grundwassers sind im Vorhabensbereich Oberbecken nicht zu erwarten, da die aufgeschütteten Dämme und Bodenlager aus lokalem Material bestehen. Auch durch die Grundwasseranreicherung über die geplante Rohrrigole ist keine nachtteilige Auswirkung auf die Grundwasserqualität zu erwarten, da das vom Hornbergbecken I bezogene Infiltrationswasser einer ständigen Prüfung und Aufbereitung unterzogen wird. Da das Dotationswasser wärmer als das Grundwasser ist, kommt es durch die Einleitung zu einer räumlich begrenzten Erwärmung des Grundwassers. Als worst-case Szenario wird davon ausgegangen, dass die Temperaturanomalie bis zum nächsten Vorfluter bzw. bis zur nächsten Grundwasserscheide reichen kann. Nachteilige Auswirkungen auf den Grundwasserkörper sind durch die thermischen Veränderungen nicht zu besorgen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 33 Vorhabensbereich Untertagebauwerke Zum Vorhabensbereich Untertagebauwerke zählen sämtliche Kavernen, Schächte und Stollen, die im Zusammenhang mit dem Bau des PSW Atdorf hergestellt werden. Als maßgebende Bauwerke sind insbesondere der ca. 3.710 m lange Flucht- und Zufahrtsstollen, die Transformatoren- und die Maschinenkaverne und der ca. 8.140 m lange Unterwasserstollen zu nennen. Beim Öffnen des Sondierstollens und durch das Auffahren der geplanten Stollen, Schächte und Kavernen tritt Bergwasser in die Untertagebauwerke. Ohne Abdichtungsmaßnahmen können an den Hauptstörungszonen anfänglich Wasserzutritte von bis zu 60 l/s auftreten. Um diesen Bergwasserzutritt zu begrenzen, wurde vom technischen Planer ein Abdichtungskonzept entwickelt, wonach wasserführende Störungszonen vorauseilend und/oder nachlaufend abgedichtet werden (vgl. Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau). Mit Hilfe von numerischen Berechnungen wurden mit dem Vertikalschnittmodell die mittleren Restwasserzutritte aus den abgedichteten Störungszonen mit ca. 2,2 l/(s*100 m) abgeschätzt. Die Bergwasserzutritte für die Homogenbereiche wurden für ausgewählte Stollenabschnitte ebenfalls mit Hilfe der Vertikalschnittmodelle ermittelt. Somit konnten für alle Untertagebauwerke die Bergwasserzutritte sowohl für die Bauzeit als auch für die Betriebsphase berechnet werden. Dabei unterscheidet sich die Betriebsphase von der Bauphase durch den mit Wasser gefüllten Unterwasserstollen, in den wegen des Gegendruckes des Triebwassersystems weniger Bergwasser eintreten kann. Die Summe der maximalen Bergwasserzutritte je Untertagebauwerk beträgt ca. 115,7 l/s für die Bauphase und ca. 80,4 l/s für die Betriebsphase. Diese Werte enthalten einen Sicherheitszuschlag für die Bauphase von 20 % und für die Betriebsphase von 10 %. Für die Prognose der Auswirkungen auf die Umwelt wird bauzeitlich ein Bergwasserzutritt von 112,2 l/s angesetzt. Dieser Wert ergibt sich aus dem oben genannten Wert von 115,7 l/s abzüglich des Bergwasserzutritts von 3,5 l/s in einen Druckschacht. Da die Druckschächte nacheinander aufgefahren werden ist davon auszugehen, dass der erste Druckschacht bereits vollständig abgedichtet und der Bergwasserzutritt auf null reduziert ist, wenn der zweite Druckschacht hergestellt wird. Einige Stollenabschnitte werden nach dem Ausbruch mit einer Innenschale gepanzert, so dass dort kein Bergwasser eindringen kann. Daher entspricht der maximale Bergwasserzutritt während der Bauzeit nicht in jedem Stollen dem Bergwasserzutritt im Endzustand. Berücksichtigt man die zeitliche Entwicklung über die Bauzeit, so erkennt man, dass das reale Maximum des Bergwasserzutritts im 4. Baujahr mit 108,0 l/s auftritt. Für diesen Wert werden die wasserrechtlichen Gestattungen beantragt (vgl. Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Die Bergwasserdrainage wirkt sich auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer aus. Dieser Zusammenhang wird auch durch die isotopenhydrologischen Untersuchungen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 34 an den Stollenwässern des Sondierstollens bestätigt. Am Sondierstollen wurde nachgewiesen, dass die angetroffenen, wasserführenden Störungszonen 1 und 3 eine Verbindung zur Oberfläche aufweisen. Die für die Umweltbewertung maßgebende Bergwasserdrainage von 112,2 l/s in der Bauzeit und 80,4 l/s in der Betriebsphase zuzüglich der Verluste aus Versiegelung und Wasserhaltung und abzüglich der Grundwasseranreicherung und des Stauwasseranfalls wurde als anteilige Tiefensickerung auf die Wirkzonen umgelegt. Die anteilige Tiefensickerung je Wirkzone ist somit der entscheidende Ausgangswert für die weiterführenden Betrachtungen hinsichtlich der möglichen Reduzierung des Grundwasserspiegels sowie der Abnahme von Quellschüttungen und der Verringerung von Abflüssen in den Fließgewässern. Neben den bereits im Vorhabensbereich Oberbecken aufgeführten, für die Trinkwasserversorgung genutzten Quellen, die durch das Projekt beeinträchtigt werden, beeinflusst die anteilige Tiefensickerung aus dem Grundwasserkörper auch weitere für die Trinkwasserversorgung genutzte Quellen innerhalb des hydrogeologischen Wirkraums. Die zu erwartende Reduzierung der Quellschüttungen wird im Konzept zur Ersatzwasserversorgung berücksichtigt (vgl. Antragsteil E.IV Ersatzwasserversorgung). Die zentralen Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Verringerung von Wirkungen durch die Bergwasserdrainage bestehen aus dem Abdichtungskonzept, der Grundwasseranreicherung und der Fließgewässerdotation, die nachfolgend nochmals kurz zusammengefasst werden. Im Abdichtungskonzept ist ausführlich beschrieben und geregelt, dass die erwarteten Störungszonen durch Vorausbohren erkundet werden. Stark wasserführende Zonen werden durch Vorausinjektionen abgedichtet, so dass beim eigentlichen Durchfahren der Störungszone starke Wasserzutritte bereits unterbunden werden. Wenn unbekannte Störungszonen mit starken Wasserzutritten angefahren werden bzw. wenn trotz der Vorausinjektionen zu hohe Wasserzutritte auftreten, werden nachlaufende Injektionen durchgeführt. Die geplante Grundwasseranreicherung am Abhau durch eine Rohrrigole wurde bereits beim Vorhabensbereich Oberbecken vorgestellt. Zusätzlich ist eine Fließgewässerdotation vorgesehen, mit der die Auswirkungen des Bauvorhabens auf nach naturschutzfachlichen Kriterien ausgewählte Fließgewässer (vgl. Antragsteil B VI Anlagenbetrieb) gemindert werden. Vorhabensbereich Unterbecken (Bereiche Haselbachtal und Rheintal) Aufgrund der vorhandenen Aufschlüsse und Grundwassermessstellen wurde festgestellt, dass es im Bereich des Haselbeckens keinen einheitlichen Aquiferbereich gibt. Das Tal selbst ist vermutlich eine eiszeitlich geformte Rinne, in deren Achse bis zu 70 - 90 m mächtige quartäre Beckentone und Hangschuttmassen abgelagert wurden. Innerhalb der quartären Talfüllung liegt teilweise artesisch gespanntes Grundwasser vor. Zum Porengrundwasserleiter des Rheintals besteht in südliche Richtung keine direkte Verbindung. Die Durchlässigkeiten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 35 schwanken um mehrere Größenordnungen in Abhängigkeit von der betrachteten geologischen Einheit und deren Tiefenlage. Im Vorhabensbereich Unterbecken wird im Haselbachtal das Haselbecken errichtet. Wesentliche Bauwerke sind die ca. 70 m hohe Hauptsperre sowie die beiden Abschlussdämme. Im Rheintal wird die Restentleerungs-/Befüllleitung verlegt und am Rheinufer das Auslaufbauwerk mit Pumpstation hergestellt. Die Anlage der Staudämme sowie der Wassereinstau im Bereich Haselbecken stellen einen Eingriff in den Grundwasserhaushalt dar. Im Gegensatz zum Abhau bleiben jedoch die Auswirkungen in Bezug auf die Trinkwassernutzung ohne Konsequenzen, da die Tiefbrunnen Nagelfluh I und II sowie der Tiefbrunnen Wallbach im ergiebigen Porengrundwasserleiter des Rheintals verfiltert sind. Durch den Einstau des Beckens kann sich bereichsweise die Grundwasserfließrichtung im Bereich des Duttenbergs und der Dämme verändern. Die Sickerwasserrate bei mittlerer Stauhöhe wurde über numerische Modellrechnungen bestimmt. Im Bereich der Hauptsperre fällt dabei aufgrund des höchsten Drucks der größte Teil des Sickerwassers an. Das anfallende Sickerwasser gelangt über Umläufigkeiten um die Hauptsperre in den unterstromigen Grundwasserleiter. Die erwartete Menge bei mittlerem Einstau entspricht ungefähr der mittleren Grundwasserneubildungsrate des Haselbachtals im Ist-Zustand. Die an den Restentleerungs-/Befüllstollen anschließende, in ca. 3,0 m Tiefe erdverlegte Restentleerungs-/Befüllleitung verläuft in den quartären Schottern des Rheintals und durchquert die gesamte Ost – West Erstreckung der Schutzzonen II und III für die Tiefbrunnen Nagelfluh I und II. Die quartären Kiese sind glazigener Herkunft (Würmglazial) und werden als Niederterrassenschotter bezeichnet. Sie überlagern den oberen und mittleren Muschelkalk sowie Rotliegendes. Die Kiesmächtigkeiten können bis zu 25 m betragen und stellen den regional bedeutsamsten Grundwasserleiter für die Trinkwasserversorgung dar. Durch die Anlage der erdverlegten Leitung wird im Bereich eines als sensibel einzustufenden Grundwasserleiters die schützende Deckschicht entfernt. Während der Bauphase sind somit Auswirkungen auf die Grundwasserqualität möglich. Die Dauer einer möglichen Beeinflussung ist zeitlich auf die relativ kurze Bauphase der Leitung begrenzt. Wasserhaltungsmaßnahmen sind nicht erforderlich. Als wichtigste Maßnahme ist die Überwachung der Wasserqualität der Brunnen (Trübung, Mikrobiologie) zu veranlassen. Es wird empfohlen, den der Leitung am nächsten gelegenen Brunnen I während der Bauphase außer Betrieb zu nehmen. Falls dies nicht möglich sein sollte, kann eine Trinkwasseraufbereitungsanlage vorgehalten werden. Die einschlägigen Vorschriften zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen in Wasserschutzgebieten sind zu beachten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 36 Weiterhin werden Abdichtungsinjektionen vorgenommen, um den Sickerwasserabfluss aus dem Haselbecken in Richtung Rheintal und zu den Thermalquellen Bad Säckingen zu reduzieren. Die geplante Maßnahme stellt zugleich einen Eingriff in den Grundwasserhaushalt dar. Der Auflockerungsbereich des anstehenden Fels wird im Bereich der Hauptsperre sowie im Bereich von Abschlussdamm I und II während der Bauphase mittels Injektionsbohrungen abgedichtet. Zusätzlich wird zwischen der Hauptsperre und dem Abschlussdamm II der Bereich des südlichen Beckenrandes mittels Injektionen abgedichtet. Die Injektionen konzentrieren sich auf Störungszonen und höher durchlässige Untergrundbereiche. Durch diese Maßnahmen wird der Sickerwasserverlust aus dem Unterbecken Richtung Süden reduziert. Vorhabensbereich Wehr Im Vorhabensbereich Wehr wird die ca. 4 ha große Deponie D01 Schindelgraben errichtet. Darüber hinaus werden verschiedene Flächen bauzeitlich als Baustelleneinrichtungsflächen (BE-Flächen) genutzt. Auswirkungen auf das Grundwasser durch die Deponie werden durch die geplante Basis- und Oberflächenabdichtung sowie durch die Aufbereitung des auftretenden Sickerwassers vermieden. Durch die Flächenversiegelung an der Deponie und den BE-Flächen ergibt sich ein geringer Verlust an Grundwasserneubildung. Da das Wasser jedoch in die angrenzenden Gewässer Wehrabecken und Wehra eingeleitet wird und so dem Wasserhaushalt wieder zugeführt wird, resultieren daraus keine Auswirkungen auf den Wasserhaushalt. Thermalquellen Bad Säckingen In Kapitel 9 werden die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse im Bereich der Thermalquellen der Stadt Bad Säckingen erläutert und die möglichen Auswirkungen des PSW Atdorf auf die Thermalquellen betrachtet. Auch hier werden die geplanten Maßnahmen, die Teil der technischen Planung sind, aufgezeigt. Gemäß den Ergebnissen der durchgeführten chemisch-isotopenhydrologischen Untersuchungen besteht das Thermomineralwasser der Stadt Bad Säckingen aus einer räumlichen und zum Teil auch zeitlich variablen Mischung von drei Grundwasser-Komponenten. Nur eine dieser Komponenten, das sog. „Jungwasser“ mit einer unterirdischen Aufenthaltszeit von immerhin noch zwischen 10 und 30 Jahren, strömt von Norden aus Richtung des Standorts des geplanten Haselbeckens den Heilquellen zu. Begründet ist dies durch die räumliche Verbreitung des Trägers des Thermomineralwassers, dem geklüfteten „Säckinger Granit“ sowie der Druckverteilung. Am größten ist der Anteil dieser Komponente im Wasser der nicht genutzten Margarethenquelle (95%), am kleinsten im Wasser der Fridolinsquelle (10%), welche als einzige eine staatliche Anerkennung als Heilquelle besitzt. Das Wasser der Fassungen Badquelle und Tiefbrunnen 3 (TB3) nimmt mit Anteilen von 70 bzw. 60% eine Zwischenstellung ein. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 37 Die Untersuchungen haben zudem bestätigt, dass gegenwärtig eine unterirdische Wasserscheide den Abstrom von Grundwasser aus dem Bereich des Haselbachtals zu den Fassungen in Bad Säckingen verhindert. Ein Einfluss des Projekts auf die Heilquellen kann jedoch unter den gegebenen Umständen nur ausgeschlossen werden, wenn die Lage dieser Wasserscheide weder während der Bau- noch während der Betriebszeit des Haselbeckens maßgeblich verändert wird. Während der Bauphase ist infolge der Wasserhaltung im Bereich der Baugrube für die Hauptsperre sowie der Stollen (Unterwasserstollen samt Fensterstollen und Restentleerungs-/Befüllstollen) mit einer räumlich begrenzten Absenkung des Kluftwasserspiegels in den an den Säckinger Granit lateral angrenzenden Gneisanatexiten Typ Murgtal zu rechnen, so dass Auswirkungen auf die Thermalquellen in Bad Säckingen ausgeschlossen werden können. Gegenüber der Bauphase ändert sich in der Betriebsphase die Situation derart, dass sich im Bereich des Haselbeckens samt Unterwasserstollen ein schwankender hydrostatischer Druck einstellen wird, dessen Schwerpunkt ca. bei Kote 383 m ü. NN. liegt. Dieser Wert befindet sich nur wenig über dem Wasserstand von 382,20 m ü. NN im regulierten Bergsee. Bei einem Stand von 383 m ü.NN erreicht die Wasserfläche des Haselbecken gerade den wasserseitigen Fuß des Abschlussdamm II, bei 385 m ü. NN gerade die Berme mit der geplanten Verbindung von Stadtweiherweg und (alter) Günnenbacher Straße im unteren Teil in der wasserseitigen Böschung des Dammes. Anhaltend höhere, bis zum Stauziel von 400 m ü. NN reichende Wasserstände treten im Haselbecken nur während der alle 20 Jahre stattfindenden Revisionen auf. Im Bereich des Haselbeckens wird jedoch infolge des dauerhaft erhöhten Wasserdrucks eine Verschiebung der im Ausgangszustand zwischen Haselbach und Seebächle verlaufenden unterirdischen Wasserscheide in Richtung Haselbachtal (Unterbecken) verursacht. Infolge des Wasserdrucks im Haselbecken wird die unterirdische Wasserscheide, die im Ausgangszustand zwischen Haselbach und Seebächle verläuft, in Richtung Haselbachtal (Unterbecken) verschoben. Dies hat eine örtliche Umkehr der Grundwasserfließrichtung sowie infolge steigender Gradienten eine Zunahme der Grundwasserströmung in Richtung Bad Säckingen zur Folge. Unter der Voraussetzung, dass ein hydraulischer Kontakt zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser entlang von Schöpfebach, Bergsee und Seebächle vorhanden ist, wird der mögliche Einflussbereich sowohl im Bau wie auch im Betrieb des Haselbeckens durch Zuflüsse aus bzw. Abflüsse in die genannten Gewässer räumlich begrenzt. Da praktisch überall entlang der Gewässer von solchen Verhältnissen ausgegangen werden darf, ist eine Beeinflussung der Heilquellen durch das Projekt schon ohne weitere Vermeidungsmaßnahmen unwahrscheinlich. Einzig im Bereich des Abschlussdammes II kann weder eine ungehinderte Kommunikation zwischen dem Gewässer (Verbindung zwischen Schöpfebach und Bergsee) und dem Kluftgrundwasserleiter noch ein geringes Sickerwasseraufkommen während der Betriebsphase mit letzter Sicherheit ausgeschlossen werden. Diese Aussage stützt sich auf die verfügbaren Informationen hinsichtlich der lateralen Ausdehnung von Deckschichten und der ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 38 Durchlässigkeiten im Grundgebirge, z.B. auch dem Vorhandensein einer möglichen Haselbach-Störung. Deswegen werden am Abschlussdamm II vorsorglich über das Lockergestein bis in den Kluftleiter hinein verfilterte Brunnen erstellt, die auch unter ungünstigen Umständen den Austausch zwischen Grund- und Oberflächenwasser sicherstellen und sowohl eine Ab- wie auch Zunahme des Abflusses aus den Gneisanatexiten des Haselbachtals in den angrenzenden Säckinger Granit (= Träger Thermomineralwasser) verhindern. Falls erforderlich werden die in den Brunnen installierten Pumpen in Betrieb genommen und dadurch eine hydraulisch wirksame Barriere geschaffen. Bei zu großem Wasseranfall werden zusätzlich tiefreichende Injektionen im Bereich der an der Wasserseite des Dammfußes vorgelagerten Bohrpfahlwand vorgenommen. Durch diese Maßnahmen können Auswirkungen des Projekts auf die Thermalquellen Bad Säckingen ausgeschlossen werden. Der Bau und der Betrieb des Haselbeckens mit den dazugehörigen Untertagebauwerken wird hinsichtlich des Einflusses auf die Thermalquellen überwacht werden. Neben den vorhandenen und geplanten Grundwassermessstellen im Umfeld des Beckens werden wenigstens 2 Jahre vor Baubeginn im Osten des Abschlussdammes II 4 Abwehrbrunnen sowie im Bereich zwischen den Thermalquellen und dem Haselbecken zwei neue tiefe Grundwassermessstellen erstellt. In den neuen wie auch einer Anzahl bestehender Messstellen werden mit Hilfe von Datenloggern und Datenfernübertragung die Grundwasserstände kontinuierlich überwacht. An den Thermalquellen erfolgt eine quasikontinuierliche Messung von Förderrate/Auslauf, Temperatur und elektrischer Leitfähigkeit. Die entsprechend räumlich und zeitlich dichte Messung hoher Genauigkeit erlaubt es, etwaige Einflüsse von Bau und Betrieb frühzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen treffen zu können. Monitoringkonzept Um die vorhabensbedingten Auswirkungen im Rahmen des geplanten PSW Atdorf auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer beobachten und überwachen zu können, ist vor, während und nach der Bauphase ein Monitoringprogramm geplant. Wesentliches Ziel ist die Beweissicherung der Grundwasser, Quell- und Abflussverhältnisse im Bereich des hydrogeologischen Wirkraums und im Bereich der Thermalquellen Bad Säckingen. Das Monitoringprogramm soll zwei Jahre vor Baubeginn anlaufen. Um die Grundwasserverhältnisse zu erfassen, werden zur Überwachung 78 neue Grundwassermessstellen errichtet, die die Verwitterungszone und den tieferen Bereich des Kristallins – bereichsweise getrennt – erschließen. Zusätzlich werden zur Überwachung und ggf. zum Schutz der Thermalquellen in Bad Säckingen am Abschlussdamm II vier Brunnen errichtet. Weiterhin werden vorhandene Messstellen in das Monitoringprogramm aufgenommen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 39 Im Bereich der Untertagebauwerke werden sowohl die stark punktuellen Wasserzutritte aus Störungszonen als auch der gesamte Bergwasserzutritt in den verschiedenen Bauwerksbereichen abschnittsweise erfasst. Neben der quantitativen Erfassung werden auch qualitative Messungen durchgeführt. Neben den Grundwasserverhältnissen wird auch die Schüttung ausgewählter Quellen überwacht. Hierzu werden alle für die Trinkwasserversorgung genutzten Quellen im hydrogeologischen Wirkraum herangezogen. Zusätzlich wird vorgeschlagen, eine Auswahl an messbaren Quellen in das Monitoringprogramm einzubeziehen. Um die Abflussverhältnisse an Oberflächengewässern und deren relevanten Änderungen im Einflussbereich der Baumaßnahmen des PSW Atdorf zu erfassen, werden im Projektgebiet an ausgewählten Messstellen i.d.R mit einem fest installierten Messwehr (Flume) überwacht. Während der Bauphase wird das Messnetz verdichtet. Im Bereich der geplanten punktuellen Gewässerdotationen werden zusätzlich zum Abfluss Temperatur und Leitfähigkeit gemessen. Zur automatischen Messwerterfassung in den Grundwassermessstellen und an Fließgewässern (Flumen) werden Datenlogger zur kontinuierlichen, digitalen Messwerterfassung installiert. An den Quellen der vorhandenen Trinkwasserversorgung und naturnahen Quellen werden in der Regel Gefäßmessungen durchgeführt. Die Messungen beinhalten sowohl quantitative Parameter (Wasserstand, Schüttung, Abfluss) als auch qualitative Parameter (chemischphysikalische Parameter, hydrochemische Analysen). Zur flächendeckenden Erfassung der klimatischen Daten im hydrogeologischen Wirkraum werden 3 Wetterstationen empfohlen. Um einen reibungslosen Ablauf und eine lückenlose Koordination der Monitoringmaßnahmen zu gewährleisten, ist es vorgesehen, eine hydrogeologische Bauaufsicht einzurichten. Bei der hydrogeologischen Bauaufsicht werdenalle Informationen gebündelt, zentral aufbereitet sowie bewertet. Die verifizierten Daten werden regelmäßig in Berichten zusammengefasst und den zuständigen Behörden zur Verfügung gestellt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 40 2 Vorbemerkung Die Schluchseewerk AG mit Sitz in Laufenburg (Baden) plant den Bau des Pumpspeicherwerks (PSW) Atdorf im südlichen Schwarzwald. Wichtigste Vorhabensbestandteile des PSW Atdorf sind der Bau des Hornbergbeckens II als Oberbecken, der Bau des Haselbeckens als Unterbecken, die Ertüchtigung der Freileitung von der Übergabestation bei Strick zur Umspannstation in Kühmoos sowie der Bau diverser Untertagebauwerke als betriebliche Einrichtungen. Für die Zulassung des Vorhabens wird ein Planfeststellungsverfahren durchgeführt, in dessen Rahmen ein Planfeststellungsantrag erstellt wurde. Für den Planfeststellungsantrag wurde zur Betrachtung der Auswirkungen des Vorhabens auf das Schutzgut Grundwasser das vorliegende Gutachten erstellt. Das Büro für Hydrogeologie E. FUNK wurde vom Träger des Vorhabens, der Schluchseewerk AG, mit der Bearbeitung der Kapitel 1 - 8 und Kapitel 10 beauftragt. Diese Kapitel beinhalten die wesentlichen hydrogeologischen Aspekte des gesamten Bauvorhabens vor, während und nach der Bauphase. Hierzu zählen eine detaillierte Beschreibung des hydrogeologischen Istzustandes, Auswirkungen des Bauvorhabens sowie direkte und indirekte Maßnahmen (u.a. Monitoring, siehe Kapitel 9) zum Schutz des Grundwassers. Kapitel 9 wurde von der Fa. HOLINGER AG bearbeitet und beschreibt den aktuellen Kenntnisstand und die Auswirkungen des Vorhabens auf die Thermalquellen Bad Säckingen. Bei der Ausarbeitung der vorliegenden Fassung des Fachgutachtens sind nicht nur die Ergebnisse eigener Untersuchungen (Kap. 9.1.2) sondern auch jene von der Stadt Bad Säckingen 2013 – 2015 durchgeführten Erkundungen berücksichtigt worden. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 41 3 Ausgangslage 3.1 Geologie Anlage 1 zeigt eine geologische Übersichtskarte des Projektgebiets zwischen Hornberg und Rheintal basierend auf den geologischen Karten Blatt 8313, Blatt 8314 und Blatt 8413 [93][94][95]. Die geplanten Bauwerke liegen fast ausschließlich auf, bzw. in kristallinen Einheiten des Südschwarzwalds. Die südlich gelegenen Bauteile (Absperrbauwerke Haselbecken und Restentleerungs- /Befüllstollen) liegen auch auf jüngeren Sedimenten des Rotliegenden oder quartären Einheiten. Tektonisch betrachtet gliedert sich das Untersuchungsgebiet zwischen Hornbergbecken und Bad Säckingen in zwei Einheiten. Dies sind: - die Hotzenwaldscholle die Vorwaldscholle Die Hotzenwaldscholle befindet sich nördlich der Vorwaldstörung. Der Bereich südlich der Vorwaldstörung sowie östlich der Bruchzone von Wehr Zeiningen wird als Vorwaldscholle bezeichnet (Abbildung 1). Die für die Region bedeutenden Störungen (bzw. Störungszonen) sind: - die Vorwaldstörung die Wolfriststörung die Eggberg-Verwerfung die Bruchzone Wehr-Zeiningen Die Vorwaldstörung streicht laut geologischer Karte 8313 Wehr [95] im Bereich des Mühlgrabenbachtals west-nordwest – ost-südost zwischen Hasel und Glashütten. Nach METZ [113] hat die Vorwaldstörung jedoch eine erheblich größere Ausdehnung und streicht bis nach Albbruck. Zusätzlich beschreibt METZ [113] Seitenarme der Vorwaldstörung, die nordwest - südöstlich im Bereich des Abhaus streichen. Diese Störung wird auch vom LGRB [84] in einem Gutachten zur Ausweisung von Wasserschutzgebieten (Aktenzeichen 0497.01/90-4763) erwähnt. Die Störungszonen aus dieser Literatur werden auf der aktuellen geologischen Karte (Blatt 8313 Wehr [95]) nicht berücksichtigt. Die Wolfriststörung liegt rd. 1 km südlich der Vorwaldstörung und streicht ebenfalls südost nordwest. Auf der geologischen Karte Blatt 8313 [95] ist sie im Bereich des Unterwasserstollens als vermutet eingetragen. Nach Angaben in Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen ist die Existenz der Wolfriststörung in diesem Bereich jedoch als gesichert anzusehen (siehe Anlage 1, 11 und 12). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 42 Auf der geologischen Karte Blatt 8313 [95] streicht die Eggberg-Verwerfung bogenförmig zwischen Obersäckingen und Günnenbach. Die Störung besteht aus einer Schar von Störungsflächen, die nach Süden einfallen und einen Versatzbetrag von ca. 200 m aufweisen ([113], [70]). In der Gegend von Günnenbach kommt es zu einer komplexen Auffächerung der Eggberg-Verwerfung. Nordwestlich von Günnenbach geht die Eggberg-Verwerfung in die Bruchzone von Wehr-Zeiningen über. Die Eggberg-Verwerfung ist beim Bau des Kavernenkraftwerks Säckingen vom Sondier- (später Belüftungs-), vom Zufahrts- und vom Unterwasserstollen durchfahren worden. Alle Querungen erfolgten im Säckinger Granit, wobei die Verwerfung jeweils durch zwei parallel verlaufende Störungszonen und Wassereintritten gekennzeichnet war ([54], [9]). Die Bruchzone von Wehr-Zeiningen ist ein Gebiet komplexer Verwerfungen, welches sich zwischen Wehr im Norden und Brennet im Süden erstreckt [107]. Diese Bruchzone hat eine Breite von rd. 1 km. Im Bereich der geplanten Hauptsperre des Unterbeckens befinden sich nord-süd streichende Störungen, die der östlichen Flanke der Bruchzone von Wehr-Zeiningen zuzurechnen sind. Entlang des Unterwasserstollens vermutet FRANZKE (siehe Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen) spitzwinklig zur Stollenachse verlaufende Störungen. Diese könnten auf Grund der ähnlichen Streichrichtung zu den Störungen der Bruchzone von WehrZeiningen mit dieser in Zusammenhang stehen. Einen direkten Nachweis hierfür gibt es jedoch nicht. Weitere Störungszonen: Zusätzlich zu den oben beschriebenen Störungen und Störungszonen sind zwei weitere Strukturen zu erwähnen, die bis jetzt auf den geologischen Karten des LGRB [95] nicht verzeichnet sind. Eine Zone verläuft vermutlich parallel bzw. entlang der Talachse des Altbachtals. Gemäß unveröffentlichten Stollenaufnahmen der Schluchseewerk AG, die von der Lahmeyer AG im Jahr 1970 durchgeführt wurden, sind im Ibach – Murg Beileitungsstollen zwei wasserführende Zonen zwischen Tunnelmeter 7,478 km – 7,486 km bzw. zwischen 7,506 km – 7,513 km angetroffen wurden. Der Bergwasseranfall in diesen Zonen betrug zusammen ca. 55 l/s. Die erste Zone ist gemäß den Aufzeichnungen der Lahmeyer AG gekennzeichnet durch zwei sich kreuzende, jeweils parallel verlaufende Kluftscharen. Die Klüfte wurden mit 060/65-70 bzw. 340/65 eingemessen. Der Hauptwasserzutritt erfolgte bei Tunnelmeter km 7+480 mit ca. 10 l/s. Der weitere ca. 10 – 15 l/s umfassende Bergwasseranfall erfolgt flächenhaft über die gesamte Länge dieser Zone. Die zweite Zone ist gekennzeichnet durch einen Hauptwasserzutritt von ca. 30 l/s. Diese Zone bei Tunnelmeter km 7+507 wurde mit 045/80 eingemessen. Die Klüfte sind z.T. verlettet. Die wasserführenden Klüfte bei Tunnelmeter km 7+507 verlaufen in diesem Bereich parallel zum Altbachtal bzw. parallel zur Vorwaldstörung. Die zweite Struktur stellt eine Zone im Bereich Galgenmatt dar, die durch eine Vielzahl von LIDAR-Lineationen gekennzeichnet ist (Anlage 12, Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Eine Häufung dieser LIDAR-Lineationen interpretiert FRANZKE als Hinweis auf mögliche Störungszonen. Direkte Nachweise hierfür gibt es jedoch nicht. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 43 Abbildung 1: Geologische Übersichtskarte (für Legende siehe Anlage 1a) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 44 3.2 3.2.1 Hydrogeologie des kristallinen Grundgebirges im Schwarzwald Hydrogeologische Charakterisierung des Grundgebirges Die hydrogeologischen Verhältnisse im tieferen kristallinen Grundgebirge des Schwarzwalds in der Umgebung der geplanten Bauwerke wurden von BIEHLER [9] beschrieben. Abbildung 2 gibt eine Beschreibung der Fließwege im kristallinen Grundgebirge wieder. Demnach ist für die Wasserführung in Oberflächennähe die flächenhaft verbreitete Auflockerungs- und Verwitterungszone, im tieferen Untergrund hingegen diskrete Strukturen wie hydrothermale Gänge, tektonische Störungen und magmatische Gänge von Bedeutung. Abbildung 2: Schematische Darstellung der wichtigsten Fließwege im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwaldes (aus:[9]) 3.2.2 Gebirgsdurchlässigkeiten Gestützt auf einer Auswertung von zahlreichen Pumpversuchen in Bohrungen bis zu 3.500 m Tiefe geben STOBER & BUCHER [148] Gebirgsdurchlässigkeiten in kristallinen Einheiten des Schwarzwaldes von etwa 3,0 * 10-9 m/s bis 2,0 * 10-7 m/s an. Gneise wurden demnach mit einer Gebirgsdurchlässigkeit von 3,0 * 10-9 m/s bis 3,0 * 10-8 m/s tendenziell als weniger durchlässig eingestuft als Granite (kf = 2,0 * 10-7 m/s bis 8,0 * 10-6 m/s). 3.2.3 Grundwasserströmung Im Bericht 93-01 der NAGRA (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktive Abfälle, Schweiz) [153] werden die Ergebnisse eines regionalen geologischen Untersuchungsprogramms zusammengefasst, welches die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioak- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 45 tiver Abfälle (NAGRA) in der Nordschweiz zur Abklärung der Eignung des kristallinen Grundgebirges als Wirtgestein für ein Endlager für hoch radioaktive und langlebige mittelaktive Abfälle durchgeführt hat. In diesem Zusammenhang wurde versucht, die regionale Strömung im Kristallin der Nordschweiz und des Südschwarzwaldes mit einem Rechenmodell im regionalen Maßstab abzuschätzen. Die tektonisch-strukturellen Verhältnisse im Schweizer Teil des kristallinen Grundgebirges sind wegen der Sedimentbedeckung meistens nicht kartierbar und mit den heutigen Explorationsmethoden nur unvollständig erfassbar. Eine deterministische Charakterisierung sei deshalb nicht möglich. Aus diesem Grund wurde auf der Basis von Oberflächendaten aus dem benachbarten Südschwarzwald sowie Bohrungen und seismischen Untersuchungen aus der Nordschweiz ein schematisches Störungsmodell erstellt, das als Grundlage für das lokale hydrogeologische Modell und die Explorierbarkeitsstudie diente. Die Wasserführung im Kristallin kann aufgrund einer detaillierten Analyse von Bohrkernen im Bereich von Wasserzuflussstellen mit folgenden strukturellen und lithologischen Diskontinuitäten (wasserführenden Systemen) korreliert werden: - kataklastische Zonen geklüftete Zonen mit offenen Klüften spröd deformierte Aplite und aplitische Gneise Größere wasserführende Störungen können als lokale Akkumulationen von kataklastischen Zonen, begleitet von offenen Klüften, betrachtet werden. Wegen der extensiven hydrothermalen Umwandlung des Kristallins zeigt das Gestein in der unmittelbaren Umgebung der wasserführenden Systeme im Allgemeinen eine erhöhte Mikroporosität sowie hydrothermal gebildete Tonminerale. Hydrogeologisch wird das Kristallin in einen oberen, höher durchlässigen Bereich mit einer durchschnittlichen hydraulischen Leitfähigkeit in der Größenordnung von k f =1,00 * 10-7 m/s und in einen unteren, geringdurchlässigen Bereich von kf = 1,00 * 10-9 m/s unterteilt. Der oberen Schicht (UC = upper cristalline) wird dabei eine Mächtigkeit von bis zu 1.000 m zugewiesen. Die untere Schicht (LC = lower cristalline) reicht bis zur Modellsohle in ca. 3.000 m Tiefe. Subvertikale, größere wasserführende Störungen durchschlagen beide hydrogeologische Einheiten. Der tiefe Nordschweizer Permokarbontrog wirkt als hydraulische Barriere und trennt die vermutlich in den Alpen infiltrierten Grundwässer des Kristallins des Mittellandes von den im Südschwarzwald infiltrierten Grundwässern des Kristallins nördlich des Permokarbontrogs. Vorfluter dieser letzten Wässer ist der Rhein. Die Westgrenze des Modells wurde entlang der Bruchzone von Wehr-Zeiningen gezogen und mit einer konstanten Druckhöhe („constant head“ - Randbedingung) versehen. Für die weitere Modellierung wurde angenommen, dass der Druckwasserspiegel des Kristallins ungefähr der Topographie folgt. Die größeren Gewässer wie Murg und Alb wurden daher ebenfalls als Festpotentiale eingegeben. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 46 Abbildung 3: Berechnete Grundwasserhöhenlinien im Kristallin gemäß [153] ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 47 Unter der Annahme einer homogen isotropen Durchlässigkeitsverteilung bildet das Rechenmodell das großräumige konzeptuelle Modell relativ gut ab, wonach das Grundwasser im kristallinen Grundgebirge aufgrund der Verbindung des Leiters zum Rhein sowohl von Norden wie auch von Süden auf das Rheintal zuströmt (siehe [153]). In Abbildung 3 ist der westliche Teil des Modellgebietes in einer Vergrößerung dargestellt. Das Bild zeigt die berechnete Grundwasserdruckfläche des Kristallins des numerischen Basismodells (ohne Störungen). Die berechneten Potentiale in Abbildung 3 zeigen, dass in weiten Teilen zwischen den Gewässern im Norden und Süden die Oberfläche des Wasserspiegels um bis zu 100 m unter der Geländeoberfläche liegt. Vor allem im Bereich des Abhau und nördlich des Haselbeckens sind die Potentialunterschiede besonders hoch. Das liegt u.a. an den nicht berücksichtigten, bzw. unterschiedlich angesetzten Größen wie Durchlässigkeit und Berücksichtigung der Verwitterungszone. Diskussion Das NAGRA-Modell bildet das großräumige konzeptionelle Modell relativ gut ab, wonach das Grundwasser im kristallinen Grundgebirge des Projektgebietes nach Süden dem Rhein als Vorfluter zuströmt. Aufgrund der mesoskaligen Auflösung bzw. der Größe des Modells und des Modellaufbaus (kf-Werte, Raster, Tiefe) erscheint eine Anwendung zur Bewertung möglicher Auswirkungen der geplanten Bauten im Bereich des PSW Atdorf nur bedingt möglich. Die Zielsetzung des Modells war es, in erster Linie die Grundwasserströmung im abgedeckten Kristallin nachzubilden. Daher wurden folgende, für die Ermittlung und Auswirkungen der Bergwasserdrainage maßgeblichen Größen nicht bzw. unterschiedlich berücksichtigt: a) die stärker durchlässige Verwitterungszone, in der die Hauptzirkulation des Grundwassers stattfindet, fehlt vollständig. b) bei Ansatz eines mittleren kf-Wertes von 1,00 * 10-7 m/s würde das Gebirge im Bereich der Stollen bzw. wäre der Bereich des Sondierstollens auch außerhalb von Störungszonen in den Homogenbereichen vollständig entwässert worden. Durch diese Ansätze ergeben sich weitere Szenarien, die nicht den lokalen Verhältnissen entsprechen: a) durch die Verwendung einer höheren mittleren Durchlässigkeit von 1,00 * 10-7 m/s wird zwischen den angesetzten Festpotentialen automatisch ein niedrigeres Druckniveau im dazwischen liegenden Kristallin berechnet, das z.T. bis zu 100 m unter Gelände liegt. b) bei Ansatz dieses kf-Wertes (1,00 *10-7 m/s bis in 1000 m Tiefe) für die Ermittlung der Bergwasserdrainagen würde sich gemäß den bereits erwähnten Methoden eine Bergwassermenge ergeben, die um den Faktor 10 höher und damit deutlich jenseits der in diversen Bestandsbauwerken der Schluchseewerk AG dokumentierten Mengen liegen würde. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 48 c) Die Abschätzung des Grundwasserumsatzes für das tiefere homogene Kristallin im Projektgebiet hat ergeben, dass der Anteil des Grundwasserumsatzes nur ca. 5 -10 % der Grundwasserneubildung in der Verwitterungszone beträgt. Die gemessenen Wasserstände im Bereich des Abhau zeigen, dass der Bergwasserspiegel der Verwitterungszone in der Regel bei ca. 10 – 20 m unter Gelände liegt. Das berechnete Grundwasserströmungsbild in Abbildung 3 zeigt die generelle Fließrichtung in Anlehnung an die Topographie und die Vorfluter. Im Detail orientieren sich das Gefälle und die Fließrichtung hier deutlich an den morphologischen Vorgaben. Dies wird belegt durch die gemessen Grundwasserstände und Quellaustritte wie auch aus den Grundwassergleichenplänen in Anlage 6_1 – 6_5, 16 und 21 ersichtlich ist. 3.3 3.3.1 Bergwasserdrainagen vorhandener Bauwerke Ibach-Murg Beileitungsstollen Der Ibach-Murg Beileitungsstollen verläuft vom Eggbergbecken in nordöstlicher (30°) Richtung auf einer Länge von rd. 12,5 km bis östlich von Engelschwand (Burger Säge) zur Ibach. Er verläuft damit annähernd parallel in 2 - 3 km Entfernung zum geplanten Unterwasserstollen des PSW Atdorf. Der Stollen bildet die Zuleitung zum Oberbecken des Kavernenkraftwerks Säckingen (Eggbergbecken). Bei dem Bauwerk handelt es sich um einen Röhrentunnel mit einem Ausbruchsquerschnitt zwischen 7 m2 und 25 m2. Entlang der Tunnelstrecke ist grundsätzlich von vergleichbaren Gesteinseinheiten wie beim geplanten Unterwasserstollen des PSW Atdorf auszugehen. Die Überdeckung des Tunnels beträgt bis unmittelbar nach der Durchfahrung der Vorwaldstörung bei Kilometer 6,6 weniger als 100 m. Somit ist der Stollen hinsichtlich der zu erwartenden Bergwassermengen nur bedingt vergleichbar. Eine Auswertung der vorhandenen geologischen und hydrogeologischen Daten des IbachMurg Beileitungsstollens ist in BIEHLER & DANECK [10] enthalten. Hieraus geht hervor, dass während der Bauphase eine geologisch/hydrogeologische Bestandsaufnahme lediglich in Form von Feldbuchaufzeichnungen vorgenommen wurde, die jedoch in BIEHLER & DANECK [10] nicht weiter ausgewertet worden sind. Stattdessen wurde die Aufnahme der Stollenventile und deren Wasserführung, die im Zuge von Revisionsarbeiten im Jahr 1992 stattfand, von BIEHLER & DANECK [10] ausgewertet. Die einbetonierten Stollenventile haben die Funktion, Bergwasser vor allem während Revisionsarbeiten durch die Tunnelschale abzuleiten, um somit den Außendruck auf die Betonschale zu verringern. Dort, wo Stollenventile gehäuft eingebaut wurden, ist demnach auch ein stärkerer Wasserandrang vorhanden und folglich auch eine geologische Schwächezone anzunehmen. Dies ist z.B. bei der Vorwaldstörung der Fall. BIEHLER & DANECK [10] erwähnen zudem, dass Messungen des Bergwasseranfalls während der Bauarbeiten, wenn sie überhaupt durchgeführt und dokumentiert wurden, unmittelbar nach dem Antreffen eines Wasserzutritts vorgenommen wurden und somit einen instationären Wert ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 49 darstellen. Die Auswertung der halbquantitativen Angaben zur Wasserführung der Stollenventile spiegelt dagegen einen stationären Zustand wider und wird in BIEHLER & DANECK [10] hinsichtlich der Verteilung der Wasserzuflüsse entlang des Stollens als repräsentativ angesehen, und erlaubt damit Rückschlüsse auf die Durchlässigkeitsverteilung des vom Stollen durchfahrenen Kristallins. Die Ergebnisse der Auswertungen sind in Tabelle 1 dargestellt. Für eine genaue Beschreibung der Methodik sei auf BIEHLER & DANECK [10] verwiesen. In BIEHLER & DANECK [10] wird eingeschränkt, dass die absolute Menge des an den Stollenventilen zutretenden Wassers zwar grob abgeschätzt werden kann, jedoch Unsicherheit besteht, inwieweit mit den gefassten Zutritten der gesamte Stollenzufluss erfasst wird. Im Bereich der Vorwaldstörung wurde während der Revisionsarbeiten 1992 die größte Anzahl an Stollenventilen pro 100 m Stollenabschnitt bzw. ein erhöhter Wasserandrang festgestellt. Jedoch wurde der genaue Bergwasseranfall in diesem Bereich nicht quantifiziert. In [10] wird eine Störungszone bei 7,4, km die ca. 1,5 km nördlich der Vorwaldstörung liegt, erwähnt, wo während der Bauphase innerhalb eines intensiv zerklüfteten Bereiches eine anfängliche Bergwasserdrainage von 59 l/s bis 63 l/s gemessen wurde. Diese Bergwasserdrainage war nach Angaben in BIEHLER & DANECK [10] die höchste gemessene Bergwasserdrainage im Stollen. Überträgt man dies als denkbares Szenario auf den Unterwasserstollen, so kann davon ausgegangen werden, dass im Bereich der Vorwaldstörung selbst, im nicht abgedichteten Zustand, insgesamt nicht mehr als 60 l/s Bergwasser zu erwarten sind. Tabelle 1: Geschätzter Bergwasseranfall im Ibach-Murg Beileitungsstollen mit Anzahl der Stollenventile (aus [10]) Länge Anzahl Stollenventile Geschätzter Wasserzufluss km n n / km l/s l/s*100m Ibach-Murg 12,4 1928 154 22,9 0,18 Beileitungsstollen 3.3.2 Kavernenkraftwerk Wehr Vom Kavernenkraftwerk Wehr (KW Wehr) liegen Daten zu Bergwasserdrainagen aus BIEHLER [9] und von der Schluchseewerk AG vor (siehe Tabelle 2). Die insgesamt 41 monatlichen Messungen der Schluchseewerk AG umfassen die Jahre 2007 bis 2011 und sind somit gegenüber der geringen Anzahl an Messungen in BIEHLER [9] als repräsentativer anzusehen. Der Bergwasseranfall des Zufahrtsstollens Wehr beträgt demnach 0,3 l/(s*100 m) Stollenlänge und ist somit vergleichbar mit dem gemessenen Bergwasseranfall im aufgefahrenen Sondierstollen (= 0,4 l/s*100m). Der Wert aus BIEHLER [9] mit ca. 0,07 l/(s*100 m) bis 0,2 l/(s*100 m) erscheint zu niedrig. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 50 3.3.3 Kavernenkraftwerk Säckingen Vom Kavernenkraftwerk Säckingen (KW Säckingen) liegen Daten zu Bergwasserdrainagen aus dem Druckstollen vor. Da der Druckstollen gepanzert ist, sind die Werte auf Grund der getroffenen Abdichtungsmaßnahmen für einen Gebirgswasseranfall nicht repräsentativ. Aus BIEHLER [9] liegen lediglich Einzelmessungen des Belüftungs- und Zufahrtsstollens vom 18.02.1981 und von den Fensterstollen vor (siehe Tabelle 2). Die oberflächennahen Fensterstollen weisen einen durchschnittlich höheren Bergwasseranfall auf (rd. 0,44 l/(s * 100 m)) als die tiefer gelegenen Zufahrtsstollen des KW Wehr bzw. Sondierstollen des PSW Atdorf. 3.3.4 Lindaustollen Der Lindaustollen diente zur hydrogeologischen Erkundung des Untergrundes und eines Erzganges (Hermann) im Bereich der ursprünglich geplanten Talsperre des oberen Schwarzenbachtals bei der Ortschaft Lindau. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind u. a. in einem hydrogeologischen Gutachten von BLINDE & HÖTZL [12] sowie in einer Dissertation von BÄUMLE [5] zusammengestellt. Der vom Lindaustollen durchfahrene Erzgang Hermann besitzt eine enorme primäre Porosität der Erzgänge infolge horizontaler Verschiebungen und damit eine stark erhöhte Durchlässigkeit im Vergleich zum anstehenden Nebengestein (= Albtalgranit und Todtmooser Gneismasse). Anhand von WD-Tests wurden Wasseraufnahmen von 0,5 bis >7 Lugeon erreicht. Für den Albtalgranit wurden lediglich in Verwitterungs- und Störungszonen Wasseraufnahmen von bis zu 5 Lugeon erreicht. Im grusig verwitterten Berglesand betrugen die Wasseraufnahmen 2-5 Lugeon. Auf Grund der hohen Durchlässigkeit entlang des Erzganges übt dieser eine Drainagefunktion auf das Nebengestein (Albtalgranit) aus. Die Effizienz dieser Drainage in Bezug auf eine allgemeine (weiträumige) Absenkung des Bergwasserspiegels ist jedoch „recht gering“ (aus BLINDE & HÖTZL [12]). Dies konnte anhand von Ablaufversuchen und den Beobachtungen in Grundwassermessstellen Übertage nachgewiesen werden und ist auf die geringe Durchlässigkeit des Nebengesteins zurückzuführen. In BLINDE & HÖTZL [12] heißt es hierzu, dass „…nur der unmittelbar an den Erzgang anschließende Bereich tatsächlich abgesenkt“ wird. Dieser Bereich hat eine Ausdehnung von ca. 20 bis 30 m entlang des Ausstriches des Erzganges (siehe Abbildung 4). Der gesamte Bergwasseranfall ohne den Bereich des Erzganges im 660 m langen Lindaustollen wird mit ca. 2 l/s (= 0,3 l/(s*100 m) Stollenlänge) angegeben und ist damit vergleichbar zu den gemessenen Bergwassermengen aus dem Sondierstollen des PSW Atdorf im Bereich des Abhaus (Gneisanatexite, Granite). Durchlässigkeitswerte für die anstehenden geologischen Einheiten (Berglesand, Todtmooser Gneismasse und Albtalgranit) sind in [12] nicht aufgeführt. In neueren Untersuchungen deuten Absaugversuche, die ebenfalls im Lindaustollen im Bereich unzerklüfteter Granite durchgeführt worden sind, darauf hin, dass die Gesteinsdurchlässigkeit des Albtalgranits deutlich unter 1,0 * 10-12 m/s liegt [5][50]. Für den Erzgang selbst wurden kf-Werte zwischen 3,7 * 10-5 m/s und 4,24 * 10-5 m/s angegeben [50]. Entsprechend ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 51 der erhöhten Durchlässigkeiten werden hier gemäß BLINDE & HÖTZL [12] anfängliche Wassermengen beim Öffnen je nach Witterungsstand rund 45 l/s (max. beobachteter Wert: 72 l/s) gemessen. Diese Menge kann im Zuge des Leerlaufens auf 18 l/s absinken. Abbildung 4: Schematisches ost-west Profil durch den Erzgang Hermann. Die blaue Linie zeigt den Grundwasserspiegel nach vollständigem Wiederanstieg eines Drainageexperiments. (Abbildung 35 aus Bäumle [5]). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 52 Tabelle 2: Bergwasseranfall in Stollen der Schluchseewerk AG Kraftwerk / Stollen Ibach-Murg-Beileitung KW Säckingen Dorfbach Fensterstollen Eggberg Fensterstollen Ibach-Fensterstollen Murg- Fensterstollen (Schrägstollen) Murg- Fensterstollen (Übergangs-stollen) Belüftungsstollen Zufahrtstollen Druckschacht KW Wehr Belüftungsstollen Querschlag Zufahrtstollen Lindaustollen PSW Atdorf Kaverne Sondierstollen + 75 m Querschlag Trafokaverne Erkundungsstollen* Messzeitraum RevisionsArbeiten Okt. 1989 Nov. 1990 Okt. 1989 Nov. 1990 Okt. 1989 Nov. 1990 Nov. 1989 Nov. 1990 Nov. 1989 Nov. 1990 18.02.1981 18.02.1981 Sept. 1990 Juli 2011 April. 1990 Nov. 1990 April. 1990 Nov. 1990 April. 1990 Nov. 1990 Jan. 2007 Dez. 2010 Jan. 2007 Dez. 2010 Dez. 2009 – Mai 2011 Anzahl der Messungen Überdeckungen (m) Bergwasseranfall (l/s*100m) Quelle 1.928** 35 - 90 12.400 22,90 0,18 [4] 7 20 - 90 695 0,77 0,11 [4] 7 20 - 80 950 8,62 0,91 [4] 5 20 - 110 1.964 8,83 0,45 [4] 6 20 - 120 186 0,87 0,47 [4] 6 120 - 150 125 0,30 0,24 [4] 1 20 - 420 1.490 1,30 0,09 [4] 1 40 - 410 1.400 6,00 0,43 [4] 564 450 404 0,27 0,07 SWAG 3 130 - 380 1.425 0,95 0,07 [4] 3 380 238 0,19 0,08 [4] 1.375 2,73 0,20 [4] 1.375 4,14 0,30 SWAG 0,62 SWAG 3 Länge Bergwasser(m) anfall (l/s) 130 - 380 41 41 370 219 1,37 510 450 - 750 2.422 9,401)/ 44,22) 50 - 150 660 2,00 0,401)/ 1,822) SWAG 0,30 SWAG * Lindaustollen ohne Störungszone; **Stollenventile 1) ) nur Homogenbereiche; 2 Homogenbereiche und Störungszonen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 53 4 Verwendete Unterlagen – Durchgeführte Untersuchungen 4.1 Allgemeines Zur Bearbeitung der nachfolgenden Kapitel wurden hauptsächlich die unten aufgeführten Unterlagen verwendet. Beim Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (LGRB) wurden zudem Archivdaten der im Untersuchungsgebiet vorhandenen Aufschlüsse und Gutachten erhoben. Vom Landratsamt (LRA) Waldshut wurden Unterlagen über das Grundwasserstandsmessnetz und Daten zu den Quellen sowie Arbeitsunterlagen zum INTERREG Projekt Hochrhein zur Verfügung gestellt. Für die weiteren Unterlagen sei auf das Literaturverzeichnis in Kapitel 11 verwiesen. - - 4.2 4.2.1 Auszug aus den topographischen Karten (TK) 25 Blatt 8313, 8314, 8413 und 8414 Deutsche Grundkarte 1:5.000 (DGK 5) Flurkarten (Auszug aus der automatisierten Liegenschaftskarte (ALK)) Luftbilder des Landesvermessungsamtes Antragsunterlagen zum Raumordnungsverfahren [135] Antragsunterlagen zum Planfeststellungsverfahren, insbesondere Antragsteile B.I Bautechnische Beschreibung, B.V Pläne, B.VI Anlagenbetrieb, B.VII Durchführung der Maßnahme, E.II Arsengutachten, E.IV Konzept der Ersatzwasserversorgung, E.V Gewässerökologisches Fachgutachten, F.IV Strukturgeologische Recherchen, F.V Geotechnik Oberbecken, F.VII Geotechnik Unterbecken, F.VIII Hangstabilität Unterbecken, F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken, F.XI Baugrube Hauptsperre, F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebauwerke Lagepläne zu den geplanten Bauwerken (vgl. Antragsteil B.V Pläne Titelblatt) Klimadaten der Wetterstationen Jungholz-Kühmoos und Hornbergbecken I (Schluchseewerk AG) Klimadaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) der Wetterstationen Görwihl- Segeten und Bad Säckingen Datensätze aus dem Wasser und Bodenatlas (WaBoA) [105] und dem Regionalisierungsatlas [106] Vorhabensbereich Oberbecken Aufschlüsse und Grundwassermessstellen Im Zeitraum von Juli bis Dezember 2009 wurden insgesamt 8 Schürfe, 29 Vertikalbohrungen und 4 Rammsondierungen durchgeführt. Von den Erkundungsbohrungen wurden 11 zu Grundwassermessstellen DN 50 ausgebaut. Die Schichtenverzeichnisse, Ausbaupläne und Bohrprofile wurden zur Erstellung von hydrogeologischen Schnitten verwendet. Die Dokumentation der Feldarbeiten und der Aufschlüsse ist im Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken einzusehen. Im April 2011 wurden 3 weitere Grundwassermessstellen (AOG09, AOG10 und AOG11) errichtet. Die Stammdaten der Aufschlüsse sind in Tabelle 6 zusammengestellt. Anlagen 2 und 3 zeigen die Lage der Erkundungsbohrungen bzw. der errichteten Grundwassermessstellen. Sämtliche Aufschlüsse und Grundwassermessstellen wurden von der Firma LAHMEYER INTERNATIONAL konzipiert. Beim Ausbau der Messstellen wurde die Filterkiesschüttung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 54 bei den meisten Messstellen von der Bohrsohle bis unter die oberflächennahe Tondichtung eingebracht. Dadurch repräsentieren die gemessenen Grundwasserstände ein Mischpotenzial (siehe hierzu auch Dokumentation in Anlage 30). 4.2.2 Pumpversuche Nach Vorgabe des LGRB und des LRA Waldshut wurden nach dem Erreichen der Endteufe in den Erkundungsbohrungen am Abhau von der Bohrfirma (drill expert) Kurzpumpversuche durchgeführt. Zunächst wurde mit einer Förderleistung von 0,2 l/s gepumpt. Falls sich der Wasserspiegel nach 1 h Pumpdauer weniger als 2 m absenkte, wurde die Pumpleistung auf 0,5 l/s erhöht. Falls nach einer weiteren Stunde der Wasserspiegel immer noch nicht mehr als 2 m abgesunken war, wurde eine Wasserprobe entnommen (siehe Kapitel 4.2.11) und anschließend der Wiederanstieg gemessen. Tabelle 7 fasst die Daten der Kurzpumpversuche am Abhau zusammen. Die Auswertung der Pumpversuche wurde vom Büro FUNK vorgenommen. Die Versuche sind in Kapitel 6.2.2 dargestellt und die Ergebnisse (kf-Werte) in Tabelle 14 zusammengefasst. In den Pumpversuchen AOB01, AOB02, AOB04, AOB15 und AOB18 waren die Grundwasserstände und/oder der Wasserzufluss so gering, dass eine Durchführung von Pumpversuchen nicht möglich war. Die Auswertung des Pumpversuchs in der Bohrung BK2 ist durch das bei 32,8 m stehende Bohrrohr beeinflusst und wird somit in Tabelle 14 nicht dargestellt. In den zusätzlich abgeteuften Messstellen AOG09 und AOG10 wurde nach einer Klarpumpphase jeweils ein 6-stündiger Pumpversuch durchgeführt. Der Versuchsablauf ist in Tabelle 3 und Tabelle 4 dargestellt. Die Auswertung der Pumpversuche ist in Kapitel 6.2.2 dargestellt und die Ergebnisse (kf-Werte) sind in Tabelle 14 zusammengefasst. Tabelle 3: Daten des Pumpversuchs AOG09 Phase Ruhewasserspiegel Beginn Klarpumpen Datum, Uhrzeit 14.04.11 08:00 14.04.11. 08:16 Ende Klarpumpen / Beginn Wiederanstieg 14.04.11 10:15 Ende Wiederanstieg Klarpumpen 14.04.11 10:54 14.04.11 10:55 14.04.11 17:06 15.04.11 09:21 Beginn Pumpversuch Ende Pumpversuch / Beginn Wiederanstieg Ende Wiederanstieg / Pumpversuch Dauer (h : min.) Wasserspiegel (m u. POK) Absenkung Fördermenge (m) (l/s) 00:16 2,30 - - - 2,31 - 0,22 02:00 3,10 0,79 0,23 00:39 2,34 - - 06:11 2,34 - 0,39 16:15 3,40 1,06 0,28 - 2,32 - - Im Rahmen der Ersatzwasserversorgung wurden im Bereich der Rüttmattquelle 3 Bohrungen niedergebracht, von denen zwei (BK1 und BK3) zu Grundwassermessstellen ausgebaut wurden (Anlage 2). Insgesamt wurden in den Bohrungen 3 Stufenpumpversuche durchgeführt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 55 Die Versuchsabläufe sind in Tabelle 5 dargestellt. Die Ergebnisse sind auf Grund der ähnlichen hydrogeologischen Verhältnisse im Bereich Rüttmatt und Abhau in Kapitel 6.2.2 Tabelle 14 aufgeführt. Tabelle 4: Daten des Pumpversuchs AOG10 Phase Datum, Uhrzeit 15.04.11 08:58 15.04.11 09:12 Ruhewasserspiegel Beginn Klarpumpen Ende Klarpumpen / Beginn Wiederanstieg 15.04.11 11:14 Ende Wiederanstieg Klarpumpen 15.04.11 11:40 15.04.11 11:41 15.04.11 17:44 15.04.11 18:59 Beginn Pumpversuch Ende Pumpversuch / Beginn Wiederanstieg. Ende Wiederanstieg / Pumpversuch Dauer (h : min.) Wasserspiegel Absenkung Fördermenge (m u. POK) (m) (l/s) 00:13 1,72 - - - 1,72 - 0,56 02:02 4,43 2,71 0,35 00:26 1,79 - - 06:03 1,79 - 0,71 1:15 4,50 2,71 0,33 1,76 - - Tabelle 5: Kurzpumpversuche im Bereich Rüttmatt Bohrung 4.2.3 Datum Art Dauer (h) Fördermengen (l/s) BK1 11.11.2010 Stufentest 9 (3*3h) 0,86; 1,66; 2,40 BK2 02.12.2010 Stufentest 9 (3*3h) 0,64; 1,32; 1,84 BK3 23.11.2010 Stufentest 9 (3*3h) 0,80; 1,62; 2,25 Absenkung (m) 0,305; 0,670; 1,065 0,74; 3,03; 6,90 0,24; 0,52; 0,76 Grundwassermonitoring Am 11.11.2009 wurden die 11 Grundwassermessstellen mit Datenloggern zur kontinuierlichen Registrierung des Grundwasserspiegels und der Grundwassertemperatur bestückt. Die Auslesung und Bereitstellung der Daten erfolgte bis 2012 monatlich, seit dem erfolgt sie quartalsweise. Die Grundwassermessstellen AOG09 und AOG10 wurden am 05.05.2011 ebenfalls mit Datenloggern bestückt. Im Bereich des Rohrmooses wurden vom Büro IUS insgesamt 74 Messstellen zur Beobachtung des oberflächennahen Bodenwassers eingerichtet. Die Messstellen erschließen den oberflächennahen Bodenhorizont bis in ca. 0,6 m Tiefe und wurden in der schneefreien Zeit in den Jahren 2010 - 2013 wöchentlich bis täglich gemessen (siehe hierzu Darstellungen in Kapitel 6.2.3). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 56 Tabelle 6: Liste der Aufschlüsse im Bereich des Hornbergbeckens II (vgl. Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken) Name Art Rechtswert Hochwert AOB01 AOB02 AOB03 AOB04 AOB05 AOB06 AOB07 AOB08 AOB09 AOB10 AOB11 AOB12 AOB13 AOB14 AOB15 AOB18 AOB19 AOB20 AOB21 AOB22 AOB23 AOG01 AOG02 AOG03 AOG04 AOG05 AOG06 AOG07 AOG08 B B B B B B B B B GWM B GWM B B GWM B B B B B B GWM GWM GWM GWM GWM GWM GWM GWM 3422451,12 3422584,57 3422675,70 3422720,82 3422816,91 3422881,47 3422963,72 3422259,48 3422355,08 3422431,64 3422497,17 3422662,94 3422777,62 3422844,10 3422883,11 3422237,58 3422342,02 3422410,79 3422486,31 3422565,18 3422680,68 3422443,25 3422690,47 3422960,49 3422133,09 3422226,26 3422578,61 3422935,76 3422203,07 5280134,90 5279956,85 5279853,30 5279743,68 5279640,16 5279510,77 5279384,93 5280048,53 5279930,64 5279804,29 5279685,90 5279488,34 5279303,02 5279225,62 5279172,88 5279763,14 5279668,29 5279524,20 5279404,74 5279295,00 5279128,62 5280202,06 5279984,27 5279643,14 5279908,43 5279476,98 5279096,67 5279121,93 5280140,83 Teufe GOK MOK (m ü. NN) (m ü. NN) Bohrdurchmesser (mm) Filterstrecke (m u. GOK) (m u. GOK) Filterkies (m u. GOK) Ausbaudurchmesser (mm) 17,6 18,0 16,5 10,0 27,3 25,0 35,0 21,6 40,0 50,0 40,0 40,0 40,0 40,0 35,0 10,0 32,5 35,0 15,2 15,0 20,0 35,0 20,0 20,1 22,0 20,0 20,0 20,0 20,6 989,64 986,56 976,26 98,98 974,23 974,16 988,63 987,38 1007,95 1017,11 1007,39 998,22 1000,10 997,05 989,80 970,22 996,11 985,30 994,45 986,43 980,31 987,45 961,11 949,35 947,00 930,87 958,74 982,00 971,28 1018,17 999,19 990,97 988,81 962,01 950,44 946,95 930,90 959,92 983,05 972,00 273 / 146 143 / 131 273 / 146 178 / 146 150 / 101 150 / 101 178 / 146 273 / 146 178 / 146 178 / 146 178 / 146 220 / 146 178 / 146 178 / 146 178 / 146 143 / 131 178 / 146 178 / 146 273 / 146 273 / 146 178 / 146 150 / 101 178 / 101 273 / 146 178 / 101 178 / 146 178 / 146 178 / 101 143 / 131 47,00 - 49,00 37,00 - 39,00 31,70 - 33,70 32,00 – 34,00 14,00 - 16,00 17,00 - 19,00 18,50 - 20,50 17,00 - 19,00 17,00 - 19,00 17,00 - 19,00 17,20 – 19,20 5,0 -50,0 5,0 – 40,0 5,0 – 35,0 5,0 – 35,0 5,0 – 20,0 5,0 – 20,1 5,0 – 22,0 5,0 – 20,0 5,0 – 20,0 5,0 – 20,0 5,0 – 20,6 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 57 Tabelle 6: Fortsetzung Name AOG09 AOG10 AOG11 S 01 S 02 S 03 S 04 S 05 S 09 S 11 S 12 RS 02 RS 04 RS 05 RS 05/2 Art Rechtswert Hochwert GWM GWM GWM S S S S S S S S RS RS RS RS 3422703,20 3422834,88 3421666,00 3422392,90 3422769,95 3422804,55 3422924,47 3422221,99 3422709,94 3422736,04 3423083,44 3422841,18 3422209,01 3422318,87 3422318,87 5280218,47 5280014,20 5278531,36 5280082,37 5279830,78 5279712,24 5279312,38 5279977,31 5279196,20 5279077,72 5279207,10 5279502,03 5279827,98 5279482,88 5279482,88 Teufe GOK MOK (m u. GOK) (m ü. NN) (m ü. NN) 5,9 10,4 3,5 2,4 5,0 5,0 3,4 3,0 2,3 3,6 5,0 6,7 6,7 2,4 4,0 947,83 939,58 828,70 999,28 966,48 973,40 992,98 978,62 994,48 973,99 973,98 981,56 961,65 962,49 962,49 948,48 940,28 829,40 - Bohrdurchmesser (mm) Filterstrecke (m u. GOK) Filterkies (m u. GOK) Ausbaudurchmesser (mm) 178 178 178 1,90 – 5,90 2,40 – 10,40 1,50 – 3,50 - - 75 75 75 - B = Bohrung; GWM = Grundwassermessstelle; S = Schurf; RS = Rammsondierung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 58 Tabelle 7: Übersicht der Kurzpumpversuche am Abhau (Ruhewasserspiegel und abgesenkter Wasserspiegel in m u. GOK) Bohrloch Datum Tiefenlage Pumpe (m u. GOK) AOB 3 AOB 5 AOB 6 AOB 7 AOB 8 AOB 9 AOB 10 AOB 11 AOB 12 AOB 13 AOB 14 AOB 19 AOB 20 AOB 21 AOB 22 AOB 23 AOG 1 AOG 2 AOG 3 AOG 4 AOG 5 AOG 6 AOG 7 AOG 8 28.10.2009 16.09.2009 10.09.2009 31.08.2009 22.10.2009 15.10.2009 30.10.2009 06.10.2009 27.08.2009 24.08.2009 05.08.2009 16.10.2009 10.09.2009 12.10.2009 15.10.2009 22.09.2009 28.08.2009 27.10.2009 02.11.2009 22.10.2009 02.09.2009 24.09.2009 20.10.2009 28.10.2009 15,50 24,50 23,00 32,00 19,20 37,00 38,00 38,00 38,00 35,20 38,00 30,00 32,00 15,50 14,00 19,60 33,00 18,00 20,00 21,50 19,00 19,50 19,00 19,50 Fördermenge (l/s) 0,2 - 0,5 0,2 - 0,5 0,2 - 0,5 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 - 0,5 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 - 0,5 0,2 Pumpdauer (std:min) Ruhe-Wasserspiegel 3:10 3:10 3:10 2:40 1:10 3:40 2:40 2:40 2:40 1:20 2:40 3:10 3:10 1:14 1:10 1:40 2:40 2:40 1:40 1:11 2:40 2:40 3:10 1:14 10,05 8,50 7,15 5,03 16,65 17,50 25,15 19,40 12,81 13,98 11,20 11,42 5,80 11,20 11,40 10,21 11,50 5,60 9,00 19,00 2,00 11,45 7,00 11,50 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Abgesenkter - Wasserspiegel 10,90 - 10,98 9,24 - 12,27 7,30 - 7,53 19,75 20,14 39,91 22,18 21,52 17,20 18,42 6,85 – 10,04 15,85 13,65 5,78 19,00 7,48 - 8,36 - Bemerkung Durchführung des Messprogramms "G" (siehe Kapitel 4.2.11) Durchführung des Messprogramms "G" (siehe Kapitel 4.2.11) Durchführung des Messprogramms "G" (siehe Kapitel 4.2.11) Normaler Pumpversuch Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Normaler Pumpversuch Normaler Pumpversuch Normaler Pumpversuch Normaler Pumpversuch Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Normaler Pumpversuch Normaler Pumpversuch Durchführung des Messprogramms "G" (siehe Kapitel 4.2.11) Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Normaler Pumpversuch Normaler Pumpversuch Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Normaler Pumpversuch Normaler Pumpversuch Durchführung des Messprogramms "G" (siehe Kapitel 4.2.11) Pumpversuch abgebrochen, da Pumpe trocken lief. Wiederanstieg wurde gemessen. Seite 59 4.2.4 Geophysikalische Untersuchungen Ein refraktionsseismisches Untersuchungsprogramm wurde durchgeführt, um punktuelle Aussagen der Bohrungen räumlich miteinander zu verknüpfen. Es wurden insgesamt 14 seismische Profile mit einer Gesamtlänge von rund 10 km aufgenommen und refraktionsseismisch ausgewertet. Um Strukturen im Untergrund präziser darzustellen, wurden 6 von den 14 Profilen zusätzlich reflexionsseismisch ausgewertet. Die Lage der seismischen Linien ist in Abbildung 5 dargestellt. Die seismischen Profile sind in der Dokumentation zu Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken zusammengestellt. Die aus den seismischen Profilen gewonnenen Erkenntnisse sind bei der Konstruktion der Profilschnitte in Anlage 5 berücksichtigt worden. Abbildung 5: Lage der seismischen Profile – Bereich Abhau (gestrichelte Linien) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 60 4.2.5 Quellen- und Gewässerkartierung Eine erste Übersichtskartierung der Quellen und Gewässer wurde im Bereich der geplanten Bauwerke im Herbst 2009 und Frühjahr 2010 durchgeführt. Weiterführende ergänzende detaillierte Quell- und Gewässerkartierungen wurden vom Institut für Umweltstudien-IUS Weibel & Ness GmbH (IUS) bis zum Jahre 2013 durchgeführt (siehe Anlage 2 und 3). Die Darstellung der Quellen in Detaillageplänen auf Basis der DGK 5 und die dazugehörige Dokumentation sind in Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser zu finden. 4.2.6 Geologische Kartierung Zur genauen Erfassung der tektonischen Verhältnisse im Bereich des Hornbergbeckens II wurde eine geologische Kartierung im Herbst 2010 durchgeführt (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Die Ergebnisse der Kartierungen wurden in die Karten dieses Berichtes übernommen. Im März 2011 wurde die durchgeführte Kartierung durch eine strukturgeologische Aufnahme der Störungszonen im Sondierstollen ergänzt. Eine Vollständige Dokumentation aller am Sondierstollen durchgeführten Erkundungen befindet sich in [71]. 4.2.7 Messungen an den Quellen Die Erfassung der gewässerkundlichen Parameter (Schüttung, Temperatur, Leitfähigkeit) von gefassten und ausgewählten ungefassten Quellen am Abhau erfolgte in den Jahren 2009 2012 wöchentlich bis 14-tägig, danach monatlich. Im Protokoll des Scoping Termins zum Planfeststellungsverfahren [158] wurde folgendes Messprogramm zur Erfassung der Quellschüttungen im Bereich des Hornbergbeckens II beschlossen: Wöchentliche Messungen der Schüttung an folgenden Quellen (siehe Anlage 2) für die Dauer von einem Jahr: - Rohrquellen 1-4 Mühlenweiherquellen 1-3 Abhauquelle Saalbrunnenquelle Atdorfquellen 3.1 und 3.2 Steinbühlquelle Dieses Messprogramm ist für die Rohrquellen 1 - 4 am 03.04.2009 und für alle anderen Quellen bereits am 20.03.2009 angelaufen. Wöchentliche Messungen wurden bis August 2012 durchgeführt. Seither werden die Quellschüttungen monatlich gemessen. Im Rahmen der Ausbruchsarbeiten am Sondierstollen wurden zusätzlich die Schüttungen der Atdorfquelle 2 sowie der Abhau-Ost Quellen (= Möslequellen - nicht gefasst) gemessen. Die ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 61 Messungen erfolgten ab dem 23.10.2009 14-tägig, und ab dem 24.03.2010 wöchentlich. Zwischen dem 15.11.2010 und dem 21.11.2011 wurden die Mühlenweiherquellen 1-3 zwei Mal pro Woche gemessen. Durch den Bau des geplanten Hornbergbeckens II muss die Wasserschutzgebietszone (WSGZone) der Rohrquellen aufgegeben werden. Ebenso müssten die WSG-Zonen der Atdorf-, Saalbrunnen- und Abhauquellen aufgegeben werden. Für die Mühlenweiherquellen wurde daher eine Neuabgrenzung des Wasserschutzgebietes durchgeführt. Da die angenommene verbleibende Restschüttung der Mühlenweiherquellen nicht ausreichen würde um den Trinkwasserbedarf der Gemeinden zu decken, und die Rohrquellen wegfallen, wurde ein Konzept zur Ersatzwasserversorgung entwickelt (siehe hierzu Antragsteil E.IV Ersatzwasserversorgung). Im Rahmen der Planung für die Ersatzwasserversorgung wurden zusätzlich Messungen an folgenden Quellen durchgeführt (siehe Tabelle 8): - Igelmoosquelle Rüttmattquelle Hinteres Rohr Quelle (außen) Weidenbachquellen 1- 3 Die Messungen erfolgten von September 2009 bis Dezember 2011 wöchentlich, dann 14-tägig und seit Dezember 2012 monatlich. Schüttungsganglinien sowie eine Auflistung der Schüttungsstatistik der einzelnen Quellen finden sich in Kapitel 6.2.6. Parallel zu den Schüttungsmessungen wurden folgende Parameter gemessen (siehe Kapitel 6.2.7 und 6.2.8): - Elektrische Leitfähigkeit Temperatur Trübung Die Trübungsmessungen an den gefassten Quellen erfolgten für die Dauer von einem Jahr zwischen dem 29.05.09 und dem 12.07.2010 und sind somit abgeschlossen. Während der Bohrphase am Abhau wurde zusätzlich der pH-Wert an den gefassten Quellen gemessen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 62 Tabelle 8: Übersicht der Quellenmessungen im Bereich des Abhau Quelle Mühlenweiherqu. 1 Mühlenweiherqu. 2 Mühlenweiherqu. 3 Messbeginn 20.03.09 20.03.09 20.03.09 Abhauquelle 20.03.09 Saalbrunnenquelle 20.03.09 Steinbühlquelle 20.03.09 Atdorfquelle 2.1 Atdorfquelle 2.2 Atdorfquelle 2.3 Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 Möslequellen Igelmoosquelle Rüttmattquelle Hinteres Rohr Qu. Weidenbachqu. 1 Weidenbachqu. 2 Weidenbachqu. 3 Ob der Stehlen-Quelle 1 Ob der Stehlen-Quelle 2 Ob der Stehlen-Quelle 3 In den Tannenquelle 23.10.09 Ende der ParameTurnus Messungen** ter* wöchentlich; von andauernd Q, T, LF 15.11.10 bis 21.11.11 2mal pro andauernd Q, T, LF Woche; dann wieder wöchentlich bis Juli andauernd Q, T, LF 12, dann monatlich Wöchentlich, seit andauernd Q, T, LF 13.12.12 14-tägig wöchentlich, Apr. – Juli 2012 14-tägig, andauernd Q, T, LF seit Juni 12 monatlich bis Nov.11 wöchentlich, Nov.11 – Nov. andauernd Q, T, LF 12 14-tägig, danach monatlich 16.07.2012 Q, T, LF Trübung 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 14-tägig, ab dem 24.03.2010 wöchentlich 23.10.09 16.07.2012 Q, T, LF - 23.10.09 16.07.2012 Q, T, LF 20.03.09 andauernd Q, T, LF 20.03.09 andauernd Q, T, LF 03.04.09 03.04.09 03.04.09 03.04.09 andauernd andauernd andauernd andauernd Q, T, LF Q, T, LF Q, T, LF Q, T, LF Wöchentlich, seit Juli 12 monatlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 14-tägig, ab dem 24.03.2010 wöchentlich, ab 13.12.12 14-tägig - wöchentlich bis Nov.11, bis Juni 12 14-tägig, danach monatlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 29.05.09 - 12.07.10 wöchentlich 23.10.09 andauernd Q, T, LF 10.09.09 andauernd Q, T, LF 12.08.09 andauernd Q, T, LF 12.08.09 08.12.11 Q, T, LF 12.11.09 andauernd Q, T, LF 10.09.09 andauernd Q, T, LF 12.11.09 andauernd Q, T, LF - 12.01.12 andauernd Q, T, LF - 12.01.12 andauernd Q, T, LF 12.01.12 andauernd Q, T, LF 12.01.12 andauernd Q, T, LF wöchentlich, ab Jan. 12 14-tägig, seit Dez. 12 monatlich Wöchentlich, Dez. 11- Juli 12 14-tägig, dann monatlich 14-tägig, seit Juli 12 monatlich - - * Q = Schüttung, T = Temperatur; LF = Leitfähigkeit; ** seit August 201 monatlich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 63 Als zusätzliche Messungen wird die Schüttung folgender Quellen monatlich überwacht: - Ob der Stehle Quellen 1-3 Weidenbach-Quellen In den Tannen-Quelle Wie oben beschrieben werden die Igelmoos-, Rüttmatt- und Weidenbachquellen im Rahmen der Ersatzwasserversorgung gemessen. Seit dem 12.01.2011 werden die Ob der Stehle Quellen 1-3 sowie die In den Tannen Quelle 14-tägig, seit Juli 2012 monatlich gemessen. Für den Zeitraum davor wurden die monatlichen Messungen von der Gemeinde Herrischried durchgeführt. Tabelle 8 fasst die durchgeführten Messungen an den Quellen im Bereich Abhau zusammen. Eine Auswertung aller anderen Messungen befindet sich in Tabelle 19. 4.2.8 Hydrochemische und isotopenhydrologische Untersuchungen Ebenfalls parallel zu den Quellschüttungsmessungen wurden wöchentlich Rückstellproben (0,5 l) für hydrochemische und isotopenhydrologische Untersuchungen entnommen. Das Messprogramm wurde nach Vorliegen des Scopingprotokolls auf Wunsch des LGRB nochmals modifiziert und umfasst folgende Parameter: - chemische Übersichtsanalyse (LUBW Messprogramm G) vierteljährlich - stabile Isotope: Sauerstoff 18 wöchentlich - Tritium und Deuterium vierteljährlich an folgenden Quellen: - Rohrquellen 1 und 3 Mühlenweiherquellen 1 und 3 Abhauquelle Saalbrunnenquelle Atdorfquellen 3.1 Steinbühlquelle Die chemischen Übersichtsanalysen erfolgten am 26.08.2009, 09.12.2009, 21.04.2010 und am 05.07.2010. Am 26.08.2009 wurden zusätzlich noch die Atdorfquelle 3.2, Mühlenweiherquelle 2 und die Rohrquelle 4 untersucht. Eine Übersicht über die durchgeführten Untersuchungen an Quellwässern zeigt Tabelle 9. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 64 Tabelle 9: Übersicht der Quellwasserbeprobungen am Abhau Probennahmestelle 26.08.2009 09.12.2009 21.04.2010 05.07.2010 Steinbühlquelle x x x x Saalbrunnenquelle x x x x Abhauquelle x x x x Atdorfquelle 3.1 x x x x Atdorfquelle 3.2 x m m m Mühlenweiherquelle 1 x x x x Mühlenweiherquelle 2 x m m m Mühlenweiherquelle 3 x x x x Rohrquelle 1 x x x x Rohrquelle 2 x x x x Rohrquelle 3 x x x x Rohrquelle 4 x m m m x = Messprogramm G und Mikrobiologie m = nur Mikrobiologie 4.2.9 Mikrobiologische Untersuchungen Parallel zu den Schüttungsmessungen wurden während der Bohrarbeiten und danach über die Dauer eines Jahres (23.07.2009 – 22.06.2010) Proben für mikrobiologische Untersuchungen an den Quellen entnommen und analysiert. Die Ergebnisse sind in Kapitel 6.2.8 beschrieben. Die Proben wurden einmal pro Woche entnommen. 4.2.10 Abflussmessungen Im Scoping Protokoll zum Planfeststellungsverfahren [158] wurden folgende Gewässer zur Erfassung der Niedrigwasserabflüsse im Bereich des Hornbergbeckens II vorgeschlagen: - Schneckenbach, Dorfbach und Altbach Weitere Messungen wurden im Rahmen des Sondierstollenmonitorings beschlossen und durchgeführt. Tabelle 10 zeigt eine Übersicht der Messstellen und durchgeführten Messungen. Seit September 2013 werden an einigen Messstellen 14-tägige Abflussmessungen mit der Salzverdünnungsmethode durchgeführt. Die Lage der Messstellen ist in Abbildung 6 dargestellt. In den Jahren 2009 und 2010 erfolgten Einzelmessungen dieser Gewässer jeweils im Herbst. Da geeignete Messstellen für Gefäßmessungen oder Geschwindigkeitsmessungen weitgehend fehlen und um die Vergleichbarkeit der Daten zu erhalten, wurde als Messmethode die Salzverdünnungsmethode gewählt. Das Prinzip der Salzverdünnungsmethode besteht aus der Einmischung von z.B. Kochsalz in den Wasserlauf. Flussabwärts, auf eine für gleichmäßige Mischung genügend große Distanz, wird der Salzanteil gemessen und daraus die Durchflussmenge errechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 40 und Tabelle 41 zusammengefasst. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 65 Zusätzlich zu den Einzelmessungen wurde vom September 2010 bis August 2012 der Schneckenbach ein- bis zweimal pro Woche gemessen. Seit September 2013 wird Abfluss des Schneckenbachs 14-tägig mittels Salzverdünnungsmethode gemessen Am oberen Auslauf der Altbachunterführung an der K 6535 wurden seit Juni 2010 zweimal wöchentlich Abflussmessungen mit der Salzverdünnungsmethode durchgeführt (Pegel 1 bzw. M0096). Südlich der K6535 befindet sich am Ortseingang von Obergebisbach ein Schacht, der eine weitere Altbachunterführung zugänglich macht. An diesem mit Pegel 2 (M0028) bezeichneten Schacht wurden seit April 2011 ebenfalls zweimal wöchentlich Abflussmessungen mit der Salzverdünnungsmethode durchgeführt. Ab dem 10.06.2011 wird am Pegel 2 und ab dem 07.09.2011 am Pegel 1 bis Herbst 2012 der Abfluss des Altbachs mit Datenloggern kontinuierlich überwacht. Sowohl die Einzelmessungen als auch sämtliche zur Verfügung stehenden Messreihen wurden zur Erstellung einer Wasserbilanz herangezogen (siehe Kapitel 6.2.10). Seit September 2013 wird der Abfluss am Pegel 2 14-tägig mittels Salzverdünnungsmethode gemessen. Weitere punktuelle Abflussmessungen wurden im gesamten Projektgebiet im Herbst 2012 durchgeführt und sind in Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser dokumentiert. Die Lage der Messstellen ist in Anlage 10.1 dargestellt. Tabelle 10: Übersicht der Abflussmessungen im Bereich Abhau Messstelle M0096 (Pegel 1) M0028 (Pegel 2) Rechtswert Hochwert Gewässer Messbeginn / Messdatum 3422678 5280360 Altbach 20.04.2011 3422994 5279989 Altbach 20.04.2011 M0075 3424211 5279394 Altbach M0019 3421806 5278657 Schneckenbach M0019 3421806 5278657 M0077 Schneckenbach Schnecken3421622 5277646 bach Pegel SchneckenSchneider 3421622 5277646 bach (M0077) M0076 3423851 5277345 Dorfbach Einzelmessung am 01.10.09 und 04.11.2010, seit Sept.2013 14-tägig 20.09.2010 bis August 2012, seit Sept. 2013 14-tägig Einzelmessung am 01.10.2009 Einzelmessung am 04.11.2010 Anzahl der Messungen Bis Oktober 2012 andauernd Art der Messung Datenlogger (stündlich)* Datenlogger** (stündlich); ab Sep.12 Salzverdünnungsmethode (14-tägig) andauernd Salzverdünnungsmethode andauernd Salzverdünnungsmethode 1 1 Geschwindigkeitsmessung Geschwindigkeitsmessung 20.06.2002 26.10.2004 22 Salzverdünnungsmethode Einzelmessung am 06.10.09 und 04.11.2010, seit Sept. 2013 14-tägig andauernd Salzverdünnungsmethode * seit 07.09.2011; ** seit 10.06.2011 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 66 Abbildung 6: Abflussmessstellen im Bereich Abhau und Sondierstollen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 67 4.2.11 Entnahme von Grundwasserproben Zur hydrochemischen Charakterisierung des Grundwassers im Bereich des Hornbergbeckens II wurden im Rahmen der in Kapitel 4.2.2 beschriebenen Pumpversuche Grundwasserproben nach den Vorgaben des LGRB entnommen und nach Grundmessprogramm G der LUBW untersucht. Das Grundmessprogramm G umfasst die in Tabelle 27 aufgeführten Parameter. Im Juni 2010 wurden weitere Grundwasserproben in den vorhandenen Grundwassermessstellen entnommen und der Untersuchungsumfang auf Schwermetalle (wie z. B. Arsen) erweitert. Die Ergebnisse dieser Stichtagsbeprobung sind in Tabelle 26 zusammengestellt. Eine Auswertung der Ergebnisse befindet sich in Kapitel 6.2.7. 4.2.12 Wasserbilanz Zur Erstellung einer Wasserbilanz im Bereich des Hornbergbeckens II wurden folgende Daten erhoben bzw. folgende Auswertungen durchgeführt: - Ermittlung der Gras-Referenzverdunstung sowie der korrigierten Niederschlagshöhen der Wetterstation Görwihl-Segeten durch den DWD Ermittlung der Landnutzung (Wald, Wiese, Siedlung, Acker) Abflussmessungen und Quellschüttungen (siehe Kapitel 4.2.10) Erhebung der Verbrauchszahlen der gefassten öffentlich genutzten Quellen nach Angaben der Gemeinden Herrischried und Rickenbach Auswertung der in den Gutachten des LGRB zur Ausweisung von Wasserschutzgebieten [81][82][84][85][99] aufgeführten Daten. Auswertung der im WaBoA [105] und Regionalisierungsatlas [106] aufgeführten, gebietsspezifischen Daten (Niederschlag, regionalisierte mittlere Abflussspenden sowie mittlere Niedrig- und Hochwasserabflussspenden, Grundwasserneubildung). Die Ergebnisse werden in Kapitel 6.2.10 beschrieben. 4.3 4.3.1 Vorhabensbereich Untertagebauwerke - Zufahrtsstollen/ Die Kaverne Der Sondierstollen Zur Ermittlung der Untergrundverhältnisse im Bereich der geplanten Kaverne ist im Rahmen der Erkundung 2010/11 parallel zum geplanten Zufahrtstollen ein Sondierstollen aufgefahren worden. Die Ausführung musste hinsichtlich der Auswirkungen auf die Umwelt überwacht werden. Tabelle 11 und Tabelle 12 listen die im Rahmen des Sondierstollenmonitorings durchgeführten Quellschüttungs- und Abflussmessungen auf. Die im Rahmen der Ausbruchsarbeiten zum Sondierstollen durchgeführten Untersuchungen sind im Endbericht der geotechnischen Untersuchungen der Untertagebauwerke der Atdorfstufe dokumentiert [71]. Insbesondere folgende Datensätze werden in diesem Bericht verwendet bzw. interpretiert: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 68 - Messungen der Schüttung, Temperatur und Leitfähigkeit des gesamthaft anfallenden Stollenwassers, sowie an einzelnen Wasserzutritten Hydrochemische und isotopenhydrologische Messergebnisse der Stollenwässer Strukturgeologische Angaben zur Streichrichtung, Einfallrichtung und zum Einfallswinkel von Störungszonen Tabelle 11: Übersicht der Quellmessungen im Rahmen des Sondierstollenmonitorings Messbeginn Quelle Ende der Anzahl der MesMessungen sungen Parameter Q0001 (Atdorfquelle 2) 23.10.2009 16.07.2012 - Q, T, LF M0005 22.10.2009 02.07.2012 - Q, T, LF M0007 (Möslequellen) 23.10.2009 02.11.2012 - Q, T, LF M0037 23.10.2009 02.07.2012 - Q, T, LF M0038 23.10.2009 02.07.2012 - Q, T, LF M0040 28.12.2009 25.06.2012 - Q, T, LF M0074 M0078 (Auslauf Hornbergbecken I) 16.09.2010 25.10.2010 12 Q, T, LF 16.09.2010 14.11.2011 83 Q, T, LF Turnus zunächst unregelmäßig 14 tägig, ab dem 07.04.2010 2 mal wöchentlich, ab dem 11.04.2011 wöchentlich 2 mal wöchentlich Tabelle 12: Übersicht der Abflussmessungen im Rahmen des Sondierstollenmonitorings MessbeAnzahl der Art der Messung ginn Messungen 30.10.2009 MühlgrabenGeschwindigkeitsM0008 3419977 5279648 – 179 bach messung 15.11.2011 14.01.2010 MühlgrabenGeschwindigkeitsM0010 3421287 5278954 144 bach messung 23.01.2012 SalzverdünnungsSchneckenM0019 3421806 5278657 20.09.2010 andauernd methode bach Quelle 4.4 4.4.1 Rechtswert Hochwert Gewässer Vorhabensbereich Untertagebauwerke - Unterwasserstollen Quellen- und Gewässerkartierung Für den Bereich des Unterwasserstollens wurde im Herbst 2009 und Frühjahr 2010 im Bereich der Bauwerke eine erste Übersichtskartierung der Quellen- und Gewässer entlang eines Korridors von je ca. 500 m Breite links und rechts der Stollenachse durchgeführt. Die Kartierungen wurden vermehrt auf der Basis von Luftbildinterpretation und Kartenunterlagen vorgenommen und vor allem in Bereichen großflächiger Quellaustritte und Bereichen von Störungszonen im Gelände überprüft. Die Lage der erfassten Quellen sowie die kartierten Fließwege der Gewässer sind in Anlage 10 grafisch dargestellt. Die Kartierung und Darstellung der Bachläufe erfolgte analog zum Bereich Oberbecken. Nach Festlegung der Erweiterung des hydrogeologischen Wirkraums wurden sukzessive Quell- und Gewässerkartierungen von IUS bis zum Jahr ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 69 2013 vorgenommen. Die Darstellung der Quellen in Detaillageplänen auf Basis der DGK 5 und die dazugehörige Dokumentation sind in Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser zu finden. 4.4.2 Geologische Kartierung Zur genauen Erfassung der tektonischen Verhältnisse im Bereich des Unterwasserstollens wurde eine strukturgeologische Kartierung im Sommer und Herbst 2010 durchgeführt (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Die Ergebnisse der Kartierungen wurden in die Karten dieses Gutachtens übernommen (Siehe Anlage 1, 11 und 12) 4.4.3 Messungen an den gefassten Quellen An den gefassten Quellen wurden die gewässerkundlichen Hauptzahlen (Schüttung, Temperatur, Leitfähigkeit) erfasst. Im Scoping Papier zum Planfeststellungsverfahren [158] wurde folgendes Messprogramm zur Erfassung der Quellschüttungen im Bereich des Unterwasserstollens beschlossen: Monatliche Messung und Dokumentation der Quellschüttungen zur Beweissicherung an folgenden Quellen: - Hüttenermattenquellen 1 + 2 - Schwammatt-, Kreiselbach- und Ziegquellen - Geißmatt- und Hofmattquellen Im Rahmen der Ersatzwasserversorgung wurde die monatliche Messung der Hüttenermattenquellen 1 + 2, Kreiselbach- und der Schwammattquelle 3 auf ein wöchentliches Messprogramm erweitert. Wöchentliche Messungen der Kreiselbach- und Schwammattquelle 3 begannen am 12.11.2009 und endeten am 04.10.2010. Schüttungsganglinien sowie eine Auflistung der Schüttungsstatistik der einzelnen Quellen befinden sich in Kapitel 6.4.4. Die Schüttungsmessungen der Geißmatt-, Hofmatt- und Ziegquellen wurden von der Gemeinde Rickenbach zur Verfügung gestellt. Parallel zu den wöchentlichen Schüttungsmessungen wurden folgende Parameter gemessen (siehe Kapitel 6.4.5). - Elektrische Leitfähigkeit Temperatur ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 70 4.4.4 Hydrochemische und isotopenhydrologische Untersuchungen Ebenfalls parallel zu den Quellschüttungsmessungen der Hüttenermattenquellen 1 + 2, Kreiselbach- und Schwammattquelle 3 wurden wöchentlich Rückstellproben (0,5 l) für hydrochemische und isotopenhydrologische Untersuchungen entnommen. Das Messprogramm umfasst: - 4.4.5 stabile Isotope: Sauerstoff 18 (= 18O), wöchentlich Wasserbilanz Zur Erstellung einer Wasserbilanz im Bereich des Unterwasserstollens wurden folgende Daten erhoben bzw. folgende Auswertungen durchgeführt: - Erhebung und Auswertung der Klimadaten (Niederschlag, Temperatur, Luftfeuchte) der Wetterstation Jungholz Kühmoos Auswertung der in den Gutachten des LGRB zur Ausweisung von Wasserschutzgebieten [79][84][88] aufgeführten Daten. Auswertung der im WaBoA [105] und Regionalisierungsatlas [106] aufgeführten, gebietsspezifischen Daten (Niederschlag, regionalisierte mittlere Abflussspenden sowie mittlere Niedrig- und Hochwasserabflussspenden, Grundwasserneubildung). Die Ergebnisse werden in Kapitel 6.4.7 beschrieben. 4.5 4.5.1 Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Haselbachtal Bohrungen und Grundwassermessstellen Insgesamt wurden im Zeitraum von Dezember 2008 bis Februar 2011 67 Kernbohrungen durchgeführt. Von den Erkundungsbohrungen wurden 27 zu Grundwassermessstellen DN 50 ausgebaut. Die Stammdaten der Aufschlüsse sind in Tabelle 13 zusammengestellt. Die Schichtenverzeichnisse, Ausbaupläne und Bohrprofile wurden zur Erstellung von hydrogeologischen Schnitten verwendet. Die Dokumentation der Feldarbeiten und der Aufschlüsse ist im Antragsteil F.VII Geotechnik Unterbecken einzusehen. Die Anlagen 13.1 und 13.2 zeigen die Lage der Erkundungsbohrungen bzw. der errichteten Grundwassermessstellen. Sämtliche Aufschlüsse bzw. Grundwassermessstellen im Bereich des Haselbeckens wurden von der Firma LAHMEYER INTERNATIONAL konzipiert. Beim Ausbau der Messstellen wurde die Filterkiesschüttung bei den meisten Messstellen von der Bohrsohle bis unter die oberflächennahe Tondichtung eingebracht. Dadurch repräsentieren die gemessenen Grundwasserstände ein Mischpotenzial (siehe hierzu auch Dokumentation in Anlage 30). Zu diesem Zeitpunkt standen von den bereits im Rahmen einer früheren Erkundungskampagne erstellten, in erster Linie in den quartäre Talfüllung des Haselbachtals verfilterten Grundwassermessstellen (ATU1 – ATU 11) praktisch keine mehr zur Verfügung bzw. die ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 71 Messstellen waren unbrauchbar. Einzig die Messstelle ATU 9 im Bereich des geplanten ASD II hatte noch längere Zeit bestanden. 4.5.2 Wasserdruck-Versuche Parallel zu den Bohrarbeiten wurden insgesamt 290 Wasserdruck-Versuche (WD Tests; auch Lugeon Test genannt) zur Erfassung der Gebirgsdurchlässigkeit durchgeführt (Tabelle 13), die zum Teil wegen Umläufigkeiten abgebrochen werden mussten. Für eine genaue Beschreibung der Versuchsabläufe siehe Antragsteil F.VII Geotechnik Unterbecken. 4.5.3 Grundwassermonitoring Von den insgesamt 27 Grundwassermessstellen wurden 17 am 19.07.2010 mit Datenloggern zur kontinuierlichen Registrierung des Grundwasserspiegels und der Grundwassertemperatur bestückt (siehe Tabelle 13). Zusätzlich zur kontinuierlichen Registrierung durch die Datenlogger wurde der Grundwasserstand in den übrigen Messstellen bis zum 01.09.2011 wöchentlich gemessen. Um die wöchentliche (manuelle) Erfassung des Grundwasserspiegels zu erleichtern, wurden am 28.11.2010 zwei schwer zugängliche Grundwassermessstellen (AUD02, AUH08) mit Datenloggern aus den Grundwassermessstellen AUH31 und AUD15 bestückt Ab dem 04.10.2011 wurden die restlichen Grundwassermessstellen ebenfalls mit Datenloggern ausgestattet. Der Wasserspiegel wurde bis August 2012 in allen Messstellen stündlich gemessen, danach alle 4 Stunden. Die Messungen dauern noch an. 4.5.4 Geophysikalische Untersuchungen Ein refraktionsseismisches Untersuchungsprogramm wurde durchgeführt, um punktuelle Aussagen der Bohrlöcher räumlich miteinander zu verknüpfen. Es wurden insgesamt 23 seismische Profile mit einer Gesamtlänge von rd. 5,51 km aufgenommen und zunächst refraktionsseismisch ausgewertet. Um Strukturen im Untergrund präziser darzustellen, wurden 7 der 23 Linien zusätzlich hybridseismisch (refraktions- und reflexionsseismisch) ausgewertet (siehe Dokumentation zu Antragsteil F.VII Geotechnik Unterbecken). Die Lage der seismischen Linien ist in Abbildung 7 dargestellt. Die aus den seismischen Profilen gewonnenen Erkenntnisse sind in Kapitel 5.2.4 diskutiert und wurden bei der Konstruktion der Profilschnitte in Anlage 15 berücksichtigt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 72 Tabelle 13: Aufschlüsse im Bereich des Unterbeckens (vgl. Antragsteil F.VII Geotechnik Unterbecken) Name Art Rechtswert Hochwert AUD 1 AUD 2 AUD 3 AUD 4 AUD 5 AUD 6 AUD 7 AUD 8 AUD 9 AUD 10 AUD 11 AUD 12 AUD 13 AUD 14 AUD 15 AUD 16 AUD 17 AUD 18 AUD 19 AUD 21 AUD 22 AUD 23 AUD 24 AUD 31 AUD 31a AUD 32 AUD 33 GWM GWM3) B B GWM1) GWM1) B B GWM GWM B GWM B GWM1) GWM2) GWM1) B B B B B GWM GWM1) GWM GWM1) B B 3419145,30 3419312,30 3419099,20 3419344,00 3419218,80 3419068,40 3419334,60 3419294,10 3419211,80 3419077,40 3419272,80 3419139,30 3419192,60 3419229,40 3419386,30 3419445,00 3419203,30 3419154,90 3419253,60 3419295,80 3419353,40 3419318,20 3419384,20 3420018,30 3420019,00 3419994,30 3420045,90 5271988,00 5271979,20 5271962,70 5271916,00 5271897,00 5271840,40 5271856,70 5271883,20 5271769,50 5271761,30 5271704,90 5271671,00 5271601,60 5271540,40 5272101,60 5272082,60 5271959,60 5271862,10 5271835,50 5271385,70 5271337,90 5271299,90 5271261,20 5271204,80 5271206,50 5271163,20 5271140,10 (m u. GOK) GOK (m ü. NN) MOK (m ü. NN) Bohrdurchmesser (mm) Filterstrecke (m u. GOK) Filterkies (m u. GOK) Anzahl WD – Test 37,4 60,0 40,0 40,0 65,6 50,0 60,7 60,0 60,0 55,0 40,0 40,0 50,8 60,0 40,0 40,0 76,0 38,5 28,0 40,0 40,0 40,3 40,0 41,3 90,0 74,6 71,3 335,2 377,5 327,9 355,9 335,0 339,1 341,5 342,3 365,1 356,8 368,0 361,9 387,7 402,4 406,9 415,8 337,6 331,9 337,5 403,2 389,9 388,1 399,0 395,0 395,0 384,5 383,8 336,23 378,46 336,07 340,06 366,08 357,82 362,86 403,60 408,03 415,62 387,97 399,96 396,20 395,63 - 273 / 146 116 / 101 273 / 220 / 146 220 / 178 / 101 150 / 116 / 101 150 / 101 150 / 101 180 / 116 178 / 146 178 / 146 178 / 116 140 / 116 178 / 146 178 / 146 - 33,0-35,0 57,0-59,0 62,0-64,0 47,0-49,0 57,0-59,0 50,0-52,0 37,0-39,0 57,0-59,0 37,0-39,0 37,0-39,0 37,2-39,2 37,0-39,0 21,3-41,3 66,7(87,0)-68,2(89,0)4) - 4,0 - 36,0 5,0 – 60,0 7 11 4 1 6 6 1 3 11 9 7 7 8 10 6 7 13 3 4 6 4 5 8 1 1 Teufe ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 73 30,0 – 65,0 23,5 – 50,0 5,0 – 60,0 5,0 – 53,0 5,0 – 40,0 5,0 – 60,0 5,0 – 40,0 5,0 – 40,0 5,0 – 40,2 5,0 – 40,0 21,0 – 41,3 70,0 – 90,0 - Tabelle 13: Fortsetzung Name AUD 34 AUD 35 AUD 41 AUD 51 AUD 52 AUD 54 AUD 55 AUD 56 AUH 1 AUH 2 AUH 3 AUH 4 AUH 5 AUH 6 AUH 7 AUH 8 AUH 10 AUH 21 AUH 22 AUH 23 AUH 24 AUH 25 AUH 26 AUH 27 AUH 28 AUH 29 AUH 30 AUH 31 Art Rechtswert Hochwert Teufe (m u. GOK) GOK (m ü. NN) MOK (m ü. NN) Bohrdurchmesser (mm) Filterstrecke (m u. GOK) Filterkies (m u. GOK) Anzahl WD – Test B B B B B B B B B B B GWM B GWM1) B GWM3) GWM1) GWM B GWM1) B B B GWM1) GWM1) GWM1) GWM1) GWM2) 3420058,10 3420020,30 3419805,30 3419014,80 3419175,20 3419253,20 3419054,4 3419056,6 3419424,60 3419527,40 3419459,20 3419594,50 3419663,20 3419724,30 3419824,40 3419902,40 3419922,30 3419225,30 3419486,90 3419255,80 3419539,00 3419641,60 3419498,30 3419406,20 3419641,00 3419740,30 3419848,20 3419904,60 5271066,60 5271057,60 5271399,00 5271863,30 5271721,50 5271628,20 5271932,7 5271895,7 5271972,90 5271931,10 5271836,20 5271789,30 5271721,90 5271619,60 5271643,70 5271539,40 5271341,00 5271480,30 5271477,50 5271432,20 5271419,50 5271398,70 5271293,90 5271138,80 5271098,70 5271054,20 5271067,70 5271051,50 50,0 50,0 86,0 81,7 21,8 50,9 24,0 145,0 20,0 20,0 25,0 20,0 50,5 92,0 42,5 20,7 21,4 60,0 51,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 385,8 396,8 372,7 338,6 365,8 382,9 326,9 330,7 406,5 411,7 362,4 422,2 385,7 376,4 399,7 414,3 399,0 409,5 383,0 408,1 418,0 429,6 389,8 405,1 410,2 418,9 408,1 408,9 - - - 423,31 376,25 414,19 398,84 410,21 408,98 405,73 409,94*) 420,17 409,13 410,11 116 / 101 267 / 220 / 178 / 146 146 178 / 146 178 / 146 178 / 146 178 / 101 178 / 101 178 / 146 150 / 116 / 101 150 / 116 / 101 17,0-19,0 28,1-30,1 17,0-19,0 18,4-20,4 57,0-59,0 47,0-49,0 47,0-49,0 47,0-49,0 47,0-49,0 47,0-49,0 47,0-49,0 9 9 1 2 8 29 4 10 7 10 9 8 9 9 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 74 5,0 – 20,0 5,0 – 30,1 5,0 – 20,0 5,0 – 21,4 5,0 – 60,0 5,0 – 50,0 5,0 – 50,0 5,0 – 50,0 5,0 – 50,0 5,0 – 50,0 5,0 – 50,0 Tabelle 13: Fortsetzung Name Art Rechtswert Hochwert AUH 32 AUS 1 AUS 2 AUS 3 AUS 4 AUS 5 AUS 6 AUS 7 AUS 8 AUS 9 AUS 10 AUS 11 GWM1) B B B B B B B B B GWM1) B 3419969,50 3419287,90 3419202,90 3418835,60 3418991,00 3419417,60 3419555,40 3419520,40 3418680,60 3418706,70 3419621,80 3419465,20 5271034,40 5272077,40 5272060,90 5271754,30 5271770,70 5271803,10 5271731,80 5271699,10 5271734,60 5271736,40 5271884,60 5271798,10 Teufe (m u. GOK) 50,0 80,0 40,0 70,0 70,0 54,4 51,5 40,0 30,0 50,0 40,0 29,7 GOK (m ü. NN) 412,4 397,9 361,5 373,5 364,3 349,7 386,9 356,3 309,3 319,9 444,5 359,0 MOK (m ü. NN) Bohrdurchmesser (mm) Filterstrecke (m u. GOK) Filterkies (m u. GOK) Anzahl WD – Test 413,38 445,71 - 150 / 116 / 101 178 / 146 - 47,0-49,0 37,0-39,0 - 5,0 – 50,0 5,0 – 40,0 - 10 7 - 1) Mit Datenlogger bestückt (Einbaudatum 19.07.2010); 2) Datenlogger am 28.11.2010 ausgebaut; 3) Datenlogger am 28.11.2010 eingebaut; AUD 31a ist eine Schrägbohrung. Werte in Klammern sind tatsächliche Längenangaben. 4) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 75 Abbildung 7: Lage der seismischen Profile – Bereich Haselbachtal (gestrichelte Linien) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 76 4.5.5 Quellen- und Gewässerkartierung Eine Quellen-/Gewässerkartierung wurde im Bereich des geplanten Unterbeckens im Herbst 2009 und Frühjahr 2010 durchgeführt. Die Lage der erfassten Quellen sowie die auskartierten Fließgewässer sind in den Anlagen 13.1 und 13.2 ersichtlich. Auf Grund anhaltender Trockenheit im Herbst 2009 waren Bachläufe zum Teil trocken gefallen. Falls möglich wurde bei gefassten sowie naturnahen Quellen eine Abflussmessung vorgenommen. Temperatur und Leitfähigkeit wurden ebenfalls gemessen. Nach der Erweiterung des hydrogeologischen Wirkraums wurden weitere Quell- und Gewässerkartierungen von IUS bis zum Jahr 2013 vorgenommen. Die Darstellung der Quellen in Detaillageplänen auf Basis der DGK 5 und die dazugehörige Dokumentation sind in Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser zu finden. 4.5.6 Geologische Kartierung Zur genauen Erfassung der tektonischen Verhältnisse im Bereich des Unterbeckens wurde eine geologische Kartierung im Sommer 2010 durchgeführt (vgl. Antragsteile F.IV Strukturgeologische Recherchen). Die Ergebnisse der Kartierungen wurden in die Karten dieses Berichtes übernommen. 4.5.7 Abflussmessungen Im Scoping Protokoll zum Planfeststellungsverfahren [158] wurden folgende Gewässer zur Erfassung der Niedrigwasserabflüsse im Bereich des Haselbachtals vorgeschlagen: Haselbach, Schöpfebach, Rötelbach Zur Erfassung des Ist-Zustands wurden an einer geeigneten Stelle unterhalb der Hauptsperre (Abbildung 8) am Haselbach vom 20.01.2010 bis 23.09.2012 14-tägige Messungen des Abflusses durchgeführt. Vom 23.09.2010 bis 13.09.2012 erfolgte die Abflussmessung in wöchentlichen Abständen. Eine Interpretation der Messwerte befindet sich in Kapitel 6.5.5. Der Niedrigwasserabfluss des Rötelbachs wurde mit einer Gefäßmessung durch gezielt vorgenommene Trockenwetterabflussmessungen im Herbst 2009 und 2010 erfasst. Von September 2011 bis März 2013 wurde auch der Rötelbach wöchentlich gemessen. Für den Schöpfebach wurden auf die Abflussmessungen von Schneider [138] zurückgegriffen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in Tabelle 68 zusammengefasst. Die Lage der Messstellen und die Einzugsgebiete vom Hasel- und Rötelbach sind in Abbildung 8 dargestellt. Weitere Abflussmessungen im Projektgebiet wurden im Herbst 2012 und ab Sommer 2013 durchgeführt (siehe Anlage 10.1 und Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser) 4.5.8 Entnahme von Grundwasserproben Im Juni 2010 wurden Grundwasserproben aus ausgewählten repräsentativen Grundwassermessstellen entnommen. Die Ergebnisse der Stichtagsbeprobung sowie die Entnahmedaten sind in Tabelle 65 zusammengestellt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 77 Abbildung 8: Lage der Abflussmessstellen im Bereich des Unterbeckens 4.5.9 Wasserbilanz Zur Erstellung einer Wasserbilanz im Bereich des Haselbachtals wurden folgende Daten erhoben bzw. folgende Auswertungen durchgeführt: - Erhebung und Auswertung der Klimadaten (Niederschlag, Temperatur, Luftfeuchte) der Wetterstation Jungholz Kühmoos Ermittlung der Gras-Referenzverdunstung sowie der korrigierten Niederschlagshöhen der Wetterstation Bad Säckingen durch den DWD Ermittlung der Landnutzung (Wald, Wiese, Siedlung, Acker) Abflussmessungen und Quellschüttungen Wasser und Boden Atlas [105] (WaBoA) sowie Regionalisierungsatlas des Landes Baden Württemberg [106] Gutachten des LGRB Abt. 9 Regierungspräsidium Freiburg zur Ausweisung von Wasserschutzgebieten [92] Die Ergebnisse der Wasserbilanz sind in Kapitel 6.5.7 dargestellt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 78 4.6 Vorhabensbereich Unterbecken– Bereich Rheintal Bautechnisch betrachtet gliedert sich die Restentleerungs- /Befüllleitung in zwei Teilabschnitte. Dies sind der Restentleerungs- /Befüllstollen im Bereich des Duttenbergs und die erdverlegte Leitung einschließlich Auslaufbauwerk und Pumpwerk im Bereich des Rheintals (siehe Antragsteile B.I Bautechnische Beschreibung und B.V Pläne und Anlage 13.2). Die im Bereich des Restentleerungs- /Befüllstollens durchgeführten Untersuchungen sind in Kapitel 4.5 bereits beschrieben. Im Bereich der erdverlegten Leitung beschränken sich die durchgeführten Untersuchungen auf die Erhebung und Auswertung von vorhandenen Unterlagen (z.B. Wasserschutzgebietsgutachten der Tiefbrunnen Nagelfluh I und II [83][91]). 4.7 Numerische Modellrechnung der Bergwasserdrainage Zur Ermittlung der für die Umwelt relevanten Wirkungen durch den Bau der Untertagebauwerke des PSW Atdorf und als Grundlage für die technische Planung muss für das Projektgebiet eine Abschätzung der Bergwasserdrainagen und deren Wirkungen vorgenommen werden. Aufbauend auf vorhandene Daten und Studien bzw. Unterlagen von Untertagebauwerken mit hydrogeologisch-geologisch vergleichbaren Verhältnissen werden mit einem numerischen Grundwassermodell die Bergwasserdrainagen mittels repräsentativer Vertikalschnittmodelle (2D Modell) berechnet (siehe Anlage 27). Auf der Grundlage der im Sondierstollen gemessenen Bergwasserdrainagen wurde hier ein Vertikalschnittmodell kalibriert, um die geohydraulischen Parameter zu verifizieren. Zur Abschätzung der gesamthaft zu erwartenden Bergwasserdrainagen werden schließlich weitere Vertikalschnittmodelle gerechnet (siehe Kapitel 7.2.7.1). Insgesamt wurden 6 Modellschnitte bzw. Standardschnitte zur Berechnung der Bergwasserdrainagen und zur Abschätzung des hydrogeologischen Wirkraums der Untertagebauwerke berechnet. Unter Standardschnitt wird eine verallgemeinerte Situation, die für den angeführten Bereich Gültigkeit hat, verstanden. Es wurden 2-dimensionale Vertikalschnittmodelle mit gesättigten und ungesättigten Zonen berechnet. Zur Erhöhung der Prognosesicherheit in Bezug auf Zuflussmengen zu den Vertikalschächten und Kavernen wurde zusätzlich ein radialsymmetrisches Strömungsmodell für den Bereich Abhau gerechnet. Damit sollte der Effekt, dass sich bei Annäherung an die Hohlräume die durchströmte Fläche nicht nur in der Schnittebene sondern auch senkrecht dazu verringert berücksichtigt werden. Eine solche radialsymmetrische Anströmung ist vor allem bei den Bauwerken im Bereich Abhau (Druckschächte, Lüftungsschächte) der Fall. Die Ergebnisse der Modellrechnungen sind in Form eines Berichtes in Anlage 27 enthalten und werden in Kapitel 7.2 zusammengefasst. In Kapitel 7 werden die Ergebnisse bei der Abschätzung der Auswirkungen berücksichtigt ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 79 5 Geologischer Überblick 5.1 Allgemeines In den Kapiteln 5.1 und 5.3 wird eine Zusammenfassung der relevanten geologischen Strukturen und Einheiten auf der Grundlage folgender Unterlagen gegeben: - Gutachten des LGRB zu den fachtechnischen Abgrenzungen der Wasserschutzgebiete [79][81][82][83][84][85][88][89][90][91][92][99] Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen. Antragsteil F.VII Geotechnik Unterbecken Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken LAHMEYER INTERNATIONAL (2011): Geotechnische Untersuchungen der Untertagebauwerke der Atdorfstufe – Endbericht Oktober 2011 [71] Geologische Karten des LGRB Blatt 8313, Blatt 8314, Blatt 8413 (siehe [93][94][95]) Bodenkundliche Karte L8512 des LGRB [103] Für weitere detaillierte Beschreibungen der regionalen sowie lokalen Geologie des Projektgebietes sei auf folgende Quellen verwiesen [6][10][11][14][15][30][74][107][112][113]. 5.2 Geologischer Aufbau 5.2.1 Vorhabensbereich Oberbecken Das geplante Hornbergbecken II liegt auf dem Höhenrücken des sogenannten Abhau. Nach der geologischen Karte Blatt 8313 [95] besteht der Abhau hauptsächlich aus den Gesteinseinheiten der Wiese-Wehra Formation. Die Wiese-Wehra-Formation ist charakterisiert durch ordovizischen Biotit-Quarz-Plagioklasgneis sowie jüngerem (vermutlich karbonischem) aplitischen Granit. Es handelt sich hierbei um schwach deformierte, klein- bis mittelkörnige helle Granite. Beide Gesteinstypen sind in der Regel tiefgründig verwittert. Granitische Gesteine haben im Vergleich zu anderen Gesteinen des Südschwarzwälder Grundgebirges wie zum Beispiel Gneisanatexite oder Ganggesteine eine geringere Verwitterungsresistenz und neigen deshalb mehr zur Vergrusung. Durch die 2009 bis 2010 durchgeführten Erkundungsbohrungen zu den geotechnischen Verhältnissen am Hornbergbecken II wurde der Verwitterungsbereich teilweise bis in eine Tiefe von 33,9 m erbohrt. Anhand der Bohrkernaufnahmen wurden folgende hydrogeologisch relevante Einheiten festgelegt (siehe hierzu auch Anlagen 5 und 8): - Deckschicht (Bodenbildung) Verwitterungsschutt (Berglesand) Festgestein verwittert/klüftig Festgestein klüftig Festgestein frisch/dicht ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 80 Deckschicht (Bodenbildung): Unter Deckschicht wird hier der Bereich der Bodenbildung (Quartär) über dem Berglesand angesprochen. Sie setzt sich zusammen aus einem 0,1 m bis 0,5 m mächtigen Oberboden (AHorizont) und einer darunter folgenden 0,5 m bis 2,0 m mächtigen Schicht aus Verwitterungslehm welche den Unterboden repräsentiert (B-Horizont). Bereichsweise kann der Verwitterungslehm fehlen. Der Oberboden ist gut an einem feuchten und durchwurzelten Zustand zu erkennen. Er ist in der Regel dunkelbraun und kann wechselnde Schluff-, Sand- und Tonanteile aufweisen. Der darunter folgende Verwitterungslehm ist in der Regel etwas heller gefärbt (braun) und weist eine weiche bis steife Konsistenz auf. Er besteht hauptsächlich aus sandigem bis kiesigem Schluff. In Bohrung AOG 1 beträgt die Mächtigkeit des Verwitterungslehms 3,3 m. Laut Bodenkundlicher Karte Blatt L8512 [103] handelt es sich bei den Böden im Bereich des Abhaus hauptsächlich um Braunerden aus Granitzersatz oder Gneisverwitterung. In den Tälern des Schneckenbachs und des Altbachs befinden sich auch Gley, Anmoorgley, KolluviumGley und Braunerdegley. Südlich des Abhaus (im Bereich des Albtalgranits) gehen die Braunerden in podsolige Braunerden aus Granitzersatz über. Verwitterungsschutt (Berglesand): Die oben beschriebenen Deckschichten gehen in eine Lockergesteinsschicht über, die lokal als Berglesand bezeichnet wird. Der Berglesand besteht aus den zersetzten, im Untergrund anstehenden Festgesteinen (überwiegend Gneise und Granite) und ist gekennzeichnet durch einen hohen Anteil an kiesigen und sandigen Partien. Der Schluffanteil ist in der Regel gering, kann jedoch stellenweise angereichert sein. Die Komponenten sind gerundet bis eckig und in der Regel schlecht sortiert. Der Berglesand hat eine hell bis dunkelbraune, zum Teil auch rötliche Farbe. Die Erkundungsbohrungen im Bereich des Abhaus zeigen, dass die Mächtigkeit des Berglesands zwischen 1,90 m (Bohrung AOB 23) und 33,9 m (Bohrung AOB 11) variiert. Die starken Mächtigkeitsschwankungen sind auch in den Profilen der 2009 durchgeführten seismischen Untersuchung (Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken) zu erkennen. Anhand der Bohrkerne ist die Grenze zwischen Berglesand und dem darunter folgenden verwitterten sowie klüftigen Festgestein oft nicht genau feststellbar, da mürber Fels durch den Bohrvorgang aufgelockert sein könnte. Grundsätzlich ist der Übergang zwischen Berglesand und Festgestein als fließend zu betrachten. In den Wasserschutzgebietsgutachten des LGRB [84][85][99] wird auf die Beschreibung des Verwitterungssubstrats des Bärhaldegranits von BRAHMER [14] verwiesen. Auf Grund der ähnlichen petrographischen Zusammensetzung des Bärhaldegranits mit den Gesteinseinheiten im Bereich Abhau ist eine ähnliche Zusammensetzung des Verwitterungssubstrats zu erwarten, das durch einen hohen Skelett-Anteil von 40-50 % gekennzeichnet ist. Der Berglesand bildet zusammen mit dem verwitterten und stärker zerklüfteten Teil des Festgesteins den oberen Verwitterungsbereich (Anlage 5_1 – 5_3). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 81 Festgestein: Die Festgesteine bestehen aus Graniten, Gneisen, granoblastischen Gneisen und Lamprophyren, die unscharf voneinander getrennt sind. Der Verwitterungsgrad nimmt erwartungsgemäß mit zunehmender Tiefe ab. Unter hydrogeologischen Gesichtspunkten lassen sich wiederum drei Bereiche unterteilen. Dies sind: - Festgestein – verwittert und klüftig Festgestein – klüftig Festgestein – frisch und dicht Die Abgrenzungen sind in Anlage 5_1 - 5_3 in Form von hydrogeologischen Profilschnitten grafisch dargestellt. Im verwitterten Zustand sind die Festgesteine weich und weisen eine schlechte bis gute Kornbindung auf. Die Farbe ist überwiegend rötlich bis rötlich-weiß. Die Lamprophyre sind in der Regel frisch, hart, dicht, feinkörnig und haben eine graugrüne Farbe. Die Mächtigkeit der verwitterten Festgesteinsschicht schwankt zwischen 4,80 m (AOB 6) und 44,9 m (AOB 10). Die Verwitterungsbasis liegt zwischen 10,90 m u. GOK (AOB 21) und 48,50 m u. GOK (AOB 10). Die Lage der Verwitterungsbasis ist in erster Linie abhängig von der Häufigkeit und der Verteilung/Orientierung von Klüften und Störungen. Verwitterungszonen können entlang von Klüften und Störungen auch in größeren Tiefen (>500 m u. GOK) vorkommen [71]. 5.2.2 Bereich Mühlegrabenbach - Zufahrtsstollen Die Ergebnisse der Arbeiten im Sondierstollen wurden im Schlussbericht zu der Stollenauffahrung in [71] ausführlich beschrieben. Die Ergebnisse der Gesteinsaufnahmen im Stollen werden dort u. a. auf geologischen Längsschnitten wiedergegeben. Der Sondierstollen führt im Wesentlichen durch den Gebirgskomplex der Wiese-Wehra-Formation und hat die folgenden Gesteinstypen angetroffen: Granite, granoblastische Gneise, Gneisdiatexite, Aplite, Pegmatite, Lamprophyre und Amphibolite. Die Gneise treten in Gestalt von mittel- bis grobkörnigen Biotit-Amphibolitgneisen sowie in Form von porphyrischen Gneisen auf. Die Gneise zeigen meist eine ausgeprägte Paralleltextur. Häufig sind diese Gesteine diatektisch überprägt. Sie sind von dunkelgrauer bis graugrünlicher Farbe, feinkörnig und verfügen meist über eine gute Kornbindung. Die Grenzen zum Nachbargestein sind unscharf. In die vorstehend beschriebenen Gesteine intrudierten granitoide (Gang-)Gesteine. Dabei handelt es sich um helle, meist feinkörnige gangartige Aplite sowie um hellrötliche bis weißgraue, z. T. stockartig ausgeprägte Granitkomplexe. Bereichsweise wurden auch grobkörnigere pegmatitartige Ganggesteine beobachtet. Basische Gänge wurden in Gestalt von Lamprophyren angetroffen. Dieser Gesteinstyp ist feinkörnig und zumeist von dunkelgrauer bis graugrünlicher Farbe. Mit dem bloßen Auge ist der ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 82 Mineralbestand kaum erkennbar. Die Grenze zum Nachbargestein ist in der Regel scharf. Generell gibt es häufig größere Übergangsbereiche zwischen den einzelnen Gesteinstypen. Darüber hinaus ist auch oft eine starke Durchmischung der Gesteine auf engstem Raum zu beobachten, so dass eine Abgrenzung der unterschiedlichen Gesteinstypen oft nur schwer möglich ist. In Anlage 5 ist ein schematischer geologischer Schnitt dargestellt, der die Situation entlang des Sondierstollens zeigt. 5.2.3 Vorhabensbereich Untertagebauwerke Boden / Deckschicht: Laut Bodenkundlicher Karte Blatt L8512 [103] befinden sich im Bereich des Unterwasserstollens hauptsächlich Braunerden sowie podsolige Braunerden aus zersetztem Granit oder Sandstein. In den Tälern und der Umgebung von Bachläufen trifft man auf verschiedene Gleyen (Anmoorige Gleye, Kolluvium-Gley, Braunerde Gley). Auf Grund der Erfahrungen im Bereich des Abhaus ist zu vermuten, dass sich unterhalb der Deckschicht eine mehrere Meter mächtige Verwitterungsschicht bereichsweise auch aus Berglesand befindet. In Ermangelung adäquater Aufschlüsse kann jedoch die Mächtigkeit der Verwitterungsschicht nicht genau angegeben werden. Folgende Festgesteine kommen im Bereich des Unterwasserstollens vor: - Oberer Buntsandstein (Ton-, Schluffsteine, fein- bis mittelkörnige Sandsteine) Oberrotliegend (Breckzien, Tonsteine, Fanglomerate) Paläozoikum/Grundgebirge (Gneisanatexite Typ Murgtal, Albtalgranit, Gneisanatexit des Wiese-Wehra Komplexes) Das Grundgebirge im Bereich des Unterwasserstollens wird vorwiegend von dem so genannten Albtalgranit, einem mittel- bis grobkörnigem Biotitgranit mit bis zu 8 cm großen Kalifeldspäten, aufgebaut. Im Bereich nördlich von Bergalingen sowie am Spatzenhof liegt das Deckgebirge nur noch in Form von kleinen Erosionsresten des oberen Buntsandsteins vor. Im südlichen Bereich des Unterwasserstollens bildet der Gneisanatexit vom Typ „Murgtal“ das Grundgebirge (siehe Anlage 1, 11 und 12). Hier ist das Grundgebirge zum Teil mit Sedimenten des Rotliegenden überdeckt. 5.2.4 Vorhabensbereich Unterbecken - Bereich Haselbachtal Das Haselbachtal ist eine eiszeitlich geformte Rinne [6] und befindet sich regionalgeologisch betrachtet am Südrand der Vorwaldzone. Das Grundgebirge wird im Bereich des Haselbachtals zunehmend von Einheiten des Rotliegenden sowie mesozoischen und quartären Einheiten überdeckt. Die anzutreffenden Bodenbildungen sowie Gesteinseinheiten sind nachfolgend beschrieben: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 83 Bodenbildung: Laut bodenkundlicher Karte Blatt L8512 [103] bestehen die Böden im Bereich des Haselbachtals hauptsächlich aus Kolluvium-Pseudogley bis Pseudogley-Kolluvium, die aus holozänen Abschwemmmassen entstanden sind. Am Talausgang befinden sich noch Auengleye. Im Gipfelbereich des Duttenbergs kommen Parabraunerden vor, während am Sockel des Berges Braunerden und Pelosole kartiert wurden, die aus Rotliegend-Sedimenten entstanden sind. Lockergesteine - Quartär (kartiert): Gemäß der geologischen Karte (Anlage 14) werden folgende Lockergesteine identifiziert: - Junge Talfüllung Schwemmkegel Hangschutt/Rutschmassen Lößlehm Schotter (meist verkittet, Riß-Glazial) Schotter (Günz-Glazial) Durch die Erkundungsbohrungen wurden neben den kartierten Einheiten auch quartäre Beckentone nachgewiesen, die vermutlich durch einen Eisstausee entstanden sind. Die Mächtigkeiten dieser quartären Sedimente unterliegen starken Schwankungen und nehmen im Bereich der Talachse zu (siehe Anlagen 15). Die Zusammensetzung der quartären Einheiten ist sehr variabel, was naturgemäß auch unterschiedliche hydrogeologische Eigenschaften zur Folge hat (siehe Kapitel 6.5). Schotter des Riß-Glazials befinden sich am westlichen Talausgang, wo sie Einheiten des Muschelkalks überlagern. Die Schotter des Günz-Glazials treten in einem isolierten Vorkommen auf dem Duttenberg auf. Festgesteine: - Oberrotliegend/Deckgebirge (Breckzien, Tonsteine, Fanglomerate) Paläozoikum/Grundgebirge (Gneisanatexite Typ Murgtal, Albtalgranit) Die klastischen Sedimente des Oberrotliegenden stehen im Bereich von Günnenbach und im Süden am Duttenberg an. Entlang der Talflanken wurde das Grundgebirge durch die Gletscherbewegungen freigelegt. Beim Gneisanatexit Typ Murgtal handelt es ich laut Geologischer Karte Blatt 8413 [93] um einen Biotit-Quarz-Plagioklas-Gneis. Als Nebengemengteile treten Cordierit und Kalifeldspat auf. Die Gneise zeigen meist eine ausgeprägte Paralleltextur mit verhältnismäßig einheitlicher Orientierung in Richtung 260/50 (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Der Albtalgranit ist in einem kleinräumigen, gangförmigen Vorkommen östlich des Bergsees aufgeschlossen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 84 5.2.5 Vorhabensbereich Unterbecken - Bereich Rheintal Die nachfolgenden Beschreibungen beziehen sich auf das Hydrogeologische Abschlussgutachten der Tiefbrunnen Nagelfluh I, Nagelfluh II und Wallbach/Studenacker [83]. Südwestlich des Duttenbergs befindet sich das Rheintal. Die Gesteinseinheiten des Rotliegenden sowie die kristallinen Einheiten des Südschwarzwalds tauchen gegen das Rheintal bedingt durch das Einfallen der Schichten sowie verstärkt durch staffelartig angeordnete Brüche unter jüngere Schichten der Trias (Festgesteine) und des Quartär (Lockergesteine) ab. Die Lockergesteine (Kies, z.T. sandig) sind glazigener Herkunft (Würmglazial), die als Niederterassenschotter bezeichnet werden. Die Niederterassenschotter überlagern den oberen und mittleren Muschelkalk sowie Rotliegendes. Die Kiesmächtigkeiten können bis zu 25 m betragen. Entlang eines schmalen Streifens am Südrand des Duttenbergs sowie am Kilchbühl stehen rißzeitliche Terassenschotter an. Diese sind jedoch in der Geologischen Karte gemäß Anlage 14 nur am Kilchbühl als solche ausgewiesen. 5.3 Tektonik 5.3.1 Vorhabensbereich Oberbecken Aufbauend auf den Daten der vorhandenen geologischen Karten konnte mit Hilfe der geophysikalischen Untersuchungen (Seismik und Bohrlochgeophysik) der Erkundungsbohrungen (vgl. Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken) und der strukturgeologischen Kartierungen (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen) die Kenntnis über Lage und Häufigkeit von Bruch- und Störungszonen vertieft werden. Weitere wertvolle Daten konnten durch den Vortrieb des Sondierstollens des Pumpspeicherwerks Atdorf gewonnen werden [71]. Die refraktions- und reflexionsseismischen Profile (siehe Dokumentation zu Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken) zeigen eine Zerblockung des Festgesteins in relativ abgesenkte Bereiche und erhöhte Bereiche. Mögliche Ursachen für eine solche Zerblockung sind: - tektonische Bewegungen entlang von Störungen (Horst/Graben Strukturen) Erhöhte Verwitterung in Bereichen vermehrter Gebirgsklüftigkeit (Schwächezonen) Erhöhte Verwitterung infolge von petrographischen Unterschieden Die Lage der Festgesteinshochlagen ist in Anlage 5 an Bereichen geringer Aquifermächtigkeit zu erkennen. Durch das Auffahren des Sondierstollens des PSW Atdorf wurden eine trockene und drei wasserführende Störungszonen angetroffen, von denen die Störungszone 1 im Bereich der Talachse des Schneckenbachtals ausstreicht und die Störung 3 im Bereich des Abhaus (siehe Anlage 4). Die Oberflächenprojektion der Störungszone 3 liegt in einer Zone erhöhter Mächtigkeit des Berglesands und verwitterten / klüftigen Fels, die entlang den Taleinschnitten der Abhau-, Saalbrunnen- und Möslequellen, und von der Bohrung AOG06 über die Bohrung AOB12 und weiter Richtung Obergebisbach verläuft. Die durch die seismischen Profile angedeutete Zerblockung des Untergrundes ist somit als eine Folge von tektonischen Bewegungen entlang von Störungen mit einhergehender, vermehrter Gebirgsklüftigkeit zu sehen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 85 5.3.2 Bereich Mühlgrabenbach - Zufahrtsstollen Im Verlauf des Sondierstollens wurde eine große Anzahl kleinerer Störungen und Scherzonen bzw. Scherbänder angetroffen und in den Stollenkartierungen (siehe [71] sowie Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen) dokumentiert. Tektonische Elemente mit deutlichen Versätzen im Gesteinsverband oder in Begleitung ausgeprägter Zerrüttungszonen wurden als Störungen bezeichnet. Als Scherbänder oder Scherzonen wurden dagegen tektonische Elemente bezeichnet, die nur dünne Ruschelzonen oder einen dünnen Lehm- bzw. Kakiritbelag aufwiesen, ohne dass ein deutlicher Versatz zu erkennen war. Nicht immer war diese Unterscheidung einfach zu treffen. Es ist daher durchaus möglich, dass viele der als Scherzonen bezeichneten Elemente echte Störungszonen sind. Bei großräumigeren Betrachtungen ist jedoch davon auszugehen, dass viele der Scherzonen deutlich geringere Ausstrichlängen als die eindeutigen Störungen haben. Dies gilt hauptsächlich für die unten aufgeführten größeren Störungszonen, die mit teilweise stark gestörten Gebirgsverhältnissen und mit druckhaftem Bergwasser angetroffen wurden. Im Folgenden wird eine Beschreibung dieser Hauptstörungen gegeben. Detaillierte Angaben sind der geologischen Dokumentation in [71] zu entnehmen. Die Lage aller relevanten Trennflächen sind in den geologischen Längsschnitten in [71] erfasst. Störungszone 1 (0,975 km bis 1,010 km) Die zwischen Tunnelmeter 0,975 km bis 1,010 km angetroffene Störungszone 1 hat einen sehr komplexen Aufbau und besteht aus mehreren Zerrüttungs- und Scherzonen bzw. Störungselementen, die unterschiedlich streichen und einfallen, aber teilweise miteinander kommunizieren. Der aus Granit und Gneis bestehende Fels ist unterschiedlich stark zerklüftet und zerrüttet bis vollständig zerschert. Er ist überwiegend mäßig bis stark verwittert und bereichsweise vollständig chemisch zersetzt und entfestigt. Die Wasserwegsamkeit scheint örtlich sehr unterschiedlich ausgeprägt zu sein, wobei der Hauptzustrom des druckhaften Bergwassers auf der Südost-Seite angetroffen wurde. Die auf der nordwestlichen Stollenseite zu Erkundungs- und Drainagezwecken erstellten Preventerbohrungen trafen dagegen nur geringe Bergwassermengen an. Das im Anfangsbereich der Störzone angetroffene wasserstauende, stark verlehmte Störungselement ist 285-290/50-65 orientiert und verläuft schräg durch den Stollen. Erst nach Durchörterung dieser Störung wurde ein plötzlicher Anstieg von Bergwassermenge in stark klüftigem bis kleinstückig zerbrochenem Fels registriert. Wie sich bei der Durchfahrung der Störungszone 1 herausstellte, reicht der tektonisierte Gebirgsbereich von 0,975 km bis 1,010 km und beinhaltet insgesamt 16 Scherbänder und Störelemente unterschiedlicher Orientierung und Ausbildung. Obwohl die meisten dieser Trennflächen querschlägig zum Sondierstollen entweder steil in östlicher oder in westlicher Richtung einfallen, wurden auch schräg zum Stollen verlaufende Elemente angetroffen, die nach Nordwest und Norden einfallen. In Preventerbohrungen, seitlich zur Vortriebsachse wurden für die ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 86 gleichen tektonischen Elemente zum Teil andere Einfallswinkel gemessen als an der Ortsbrust. Es ist daher damit zu rechnen, dass diese Scherzonen und Störungen, obwohl sie lokal als eben und glatt mit Harnischen beobachtet und beschrieben wurden, nicht immer durchgehend geradlinig verlaufen. Geht man jedoch von dem an der Ortsbrust gemessenen Werte des stark wasserführenden Bereiches aus (285-290/50-65), ergibt sich bei der Projektion an die Oberfläche ein Ausstrich entlang der Talachse des Schneckenbachs. Störungszone 2 (1,394 km – 1,399 km) Die bei ca. 1,399 km angetroffene Störung tritt als quer zum Stollen verlaufende Struktur auf, die einen deutlichen Versatz in kompetentem Gneis erkennen lässt. Entlang der Störung ist eine tektonische Brekzie ausgebildet, die aus großen unterschiedlichen Gesteinsfragmenten in einer festen Matrix besteht. Begleitet wird die Störung von 3 dünnen, quer zum Stollen verlaufenden Scherbändern. Die Störung wurde mit 072/65 eingemessen. Die schlechtere Felsklassifizierung in diesem Störungsbereich beruht im Wesentlichen auf den bedeutenden druckhaften Bergwasserzufluss. Die Gebirgsstandsicherheit ist dagegen in diesem Streckenabschnitt durch die Störung kaum beeinträchtigt. Da, nach FRANZKE [64], diese Störung durch die Störung 1 gekappt wird und an der Oberfläche keine Hinweise vorliegen, wurde sie nicht an die Oberfläche projiziert. Störungszone 3 (2,017 km – 2,028 km) Es handelt sich bei dieser Störungszone um überwiegend querschlägig zum Tunnel verlaufende und nach west - südwest einfallende Großkluftscharen, verbunden mit einer intensiven Kleinklüftung. Nur bei ca. 2,016 km wurde in Verbindung mit so einer Zone auch eine verlehmte Scherzone angetroffen. Dieser Bereich wurde mit 286/72-75 eingemessen. Eine Störung mit verlehmten Gesteinsfragmenten war außerdem bei 2,049 km erkennbar. Hinter der Störung wurden mehrere nach Osten einfallende Großklüfte gemessen. Alle Zonen eng- bis sehr engständiger Klüftung hatten viele tropfende bis fließende Bergwassereintritte. Lokal waren im Bereich der Bergwassereintritte Anzeichen einer chemischen Verwitterung erkennbar. Das Gebirge wurde in diesem Stollenabschnitt aufgrund des hohen Durchtrennungsgrades und der Bergwassereintritte als mäßig bis schlecht klassifiziert. Durch den frühzeitigen Einbau der Sicherungsmittel, bestehend aus 10 cm Stahlfaserspritzbeton und 2,5 m langen SN-Ankern, konnte diese Strecke auch ohne zusätzliche Sicherungsmittel ohne Standsicherheitsprobleme bewältigt werden. Störungszone 16 (2,250 km; 1. Querschlag bei 9 m) In Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen wird eine im Südquerschlag des Sondierstollens (Abgang vom Sondierstollen bei 2,250 km) bei 9 bis 10 m durchörterte Störungszone mit einem 0,2 m mächtigen Belag von gleitfähigen Störungsletten (Raumdaten 040/65, [Einfallswinkel/Einfallsrichtung]) beschrieben. Da jedoch am projizierten Oberflächenausstrich dieser Störung keine eindeutigen Hinweise auf eine Störung (z. B. Taleinschnitt, Störungsbrekzien etc.) vorliegen, wurde die Oberflächenprojektion der Störung 16 lediglich als „Störung vermutet“ auf den geologischen Karten (Anlage 4) berücksichtigt. Die Störungszone 16 wies keine Wasserzutritte auf. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 87 5.3.3 Bereich Unterwasserstollen Anhand der Streichrichtung der bekannten Störungszonen können zwei Gruppen von Störungen unterschieden werden (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Dies sind: - west-nordwest – ost-südost streichende Störungen nord-süd bis nord-nordost – süd-südwest streichende Störungen Zu den west-nordwest – ost-südost streichenden Störungen zählen die Eggbergverwerfung, die Wolfriststörung und die Vorwaldstörung. Während das Streichen der Wolfrist- und Vorwaldstörung als bekannt gilt, sind auf Basis der Aufschlussverhältnisse im Bereich der Stollentrasse die tatsächliche Breite der Störungszonen sowie ein genaues Einfallen nicht bekannt. Anhand von Foliationsflächen geht man von einer Einfallrichtung nach SW mit ca. 50° bis 65° aus. Neben der Eggbergverwerfung, der Wolfriststörung und der Vorwaldstörung sind noch weitere Störungen entlang des Unterwasserstollens nicht auszuschließen (siehe hierzu Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen sowie Anlage 12). Die nord-süd bzw. nord-nordost – süd-südwest streichenden Störungen liegen über weite Strecken westlich des Unterwasserstollens und verlaufen parallel zum Vortrieb (siehe Abbildung 1). Diese Störungen bilden die östliche Flanke der Bruchzone von Wehr-Zeiningen. Nach einer Auswertung in Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen sind weitere, bisher nicht kartierte Störungen im Verlauf des Unterwasserstollens nicht auszuschließen, die den Verlauf des Unterwasserstollens in einem spitzen Winkel schneiden könnten. 5.3.4 Vorhabensbereich Unterbecken Haselbachtal Die Störungen im Bereich des Unterbeckens verlaufen hauptsächlich in nord-südlicher Richtung und fallen nach Westen ein (270/50). Sie liegen somit parallel zu der Foliation in den anstehenden Gneisen (262/50). Ost - west oder nordwest - südost verlaufende Störungen spielen im Stauraumbereich nur eine untergeordnete oder keine Rolle, was auch auf die Eggbergverwerfung zutrifft (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Mit Ausnahme der westlichsten Störung (Störung 1; siehe Anlage 14) die einen Versatzbetrag von ca. 60 m aufzeigt, weisen alle anderen Störungen nur geringe Versatzbeträge auf. Alle Störungen sind im Sinne der Neotektonik inaktiv. Versätze treten demnach nur in mesozoischen und paläozoischen Einheiten auf. In Anlage 15 sind vier hydrogeologische Schnitte im Bereich des Haselbachtals mit den kartierten Störungen dargestellt. Die seismischen Profile bestätigen weitgehend die tektonischen Geländeaufnahmen (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Rheintal Südwestlich des Duttenbergs, wo nach FRANZKE (vgl. Antragsteil IV Strukturgeologische Recherchen) an dessen Fuß ebenfalls eine Störung liegt, sind Störungen im Bereich des Rheintals durch das Nebeneinander von Gesteinsschichten verschiedenen Alters nachgewiesen worden (siehe [83]). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 88 6 Hydrogeologische Verhältnisse 6.1 Allgemeines Als Grundlage für die Bewertung der Projekteingriffe und deren Auswirkungen auf den Untergrund werden nachfolgend die hydrogeologischen Verhältnisse des Istzustandes im Bereich der Bauwerke beschrieben. Hierzu gehören insbesondere die Beschreibung des Aufbaus der Aquifere und deren geohydraulische und hydrochemische Eigenschaften. Dabei wird das Kapitel gemäß der räumlichen Lage der einzelnen Bauwerksabschnitte gegliedert. 6.2 6.2.1 Vorhabensbereich Oberbecken Aquiferaufbau, –mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung Der oberflächennahe Aquiferbereich erstreckt sich über die schon im Kapitel 5.2.1 erwähnten Einheiten. In Anlage 8 sind Isolinienpläne dargestellt, die die Verteilung der Aquifermächtigkeiten (hier Grundwassergesättigte Zone) im Bereich Abhau darstellen. Oberer Verwitterungsbereich (Berglesand und verwitterter, stark klüftiger Fels): Die Mächtigkeitsverteilung des grundwassererfüllten Oberen Verwitterungsbereichs bei einem relativen Mittelwasserstand (MW), gemessen am 16.03.2010, ist in Anlage 8.1 dargestellt. Die gesamte Mächtigkeit des Oberen Verwitterungsbereiches erreicht lokal bis zu 39 m und kann in Bereichen oberflächennahen, frischen Fels fehlen (Bsp. AOG04 und AOB09). Der Grundwasserspiegel liegt hier im Bereich des Unteren Verwitterungsbereiches. In Anlage 8.1 ist zu erkennen, dass der grundwassererfüllte Bereich des Oberen Verwitterungsbereiches bis zu 20 m mächtig werden kann (z.B. Bereich Möslequellen). Unterer Verwitterungsbereich (klüftiger Fels): Die Mächtigkeitsverteilung des grundwassererfüllten Unteren Verwitterungsbereiches ist in Anlage 8.2 dargestellt. Wie beim Oberen Verwitterungsbereich bezieht sich die Mächtigkeitsverteilung auf einen relativen Mittelwasserstand (Stichtag 16.03.2010). Die Mächtigkeit des Unteren Verwitterungsbereiches erreicht bis zu 30 m (z. B. AOB14) und kann wie beim Oberen Verwitterungsbereich lokal fehlen (AOB21). Bereiche größerer Aquifermächtigkeit befinden sich im nördlichen Abhau sowie im Bereich der Rohrquellen (rd. 18-22 m). Die geringsten Mächtigkeiten liegen im Bereich der Bohrungen AOB21 (0 m). Hier reicht der frische Fels über den Grundwasserspiegel. Gesamter Aquiferbereich: In Anlage 8.3 wurde die Mächtigkeitsverteilung des gesamten oberflächennahen Aquiferbereichs dargestellt. Im Bereich der Bohrung AOB21 dünnt der Aquifer aus, weil hier der frische Fels (= Grundwassergeringleiter) über dem interpretierten Grundwasserspiegel liegt. Hierbei ist zu beachten, dass es auch innerhalb des angetroffenen frischen Fels wasserführende Klüfte geben kann. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 89 Die größten Mächtigkeiten befinden sich im Bereich der Rohrquellen (rd. 35-40 m). Bereiche geringer Mächtigkeiten verlaufen zwischen Bohrung AOB21 und der Atdorfquelle 2 sowie zwischen den Möslequellen und der Bohrung AOB15. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Mächtigkeiten auf Grund der lokalen geologischen Situation (unterschiedlich starker Verwitterungsgrad) starken Schwankungen unterliegen. 6.2.2 Durchlässigkeiten Auswertung der Pumpversuche Neben den Pumpversuchen in den Messstellen AOG09 und AOG10 konnten von den 24 während der Bohrkampagne 2009 von der Bohrfirma durchgeführten Pumpversuche weitere 14 für eine spezielle Auswertung herangezogen werden. Die Pumpversuche wurden nach Erreichen der Endtiefe im offenen Bohrloch durchgeführt. Der Verlauf der Absenkphasen bzw. der Wiederanstiege der Pumpversuche war hierbei instationär und konnte daher nach COOPER & JACOB bzw. mit der Methode von THEIS & JACOB [20][151] ausgewertet werden. Bei der Berechnung der Transmissivität ist berücksichtigt worden, dass es sich um ungespannte AquiferVerhältnisse handelt. Zur Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwertes (= kf-Wertes) aus der Transmissivität wurde die zuflusswirksame Mächtigkeit des Grundwasserleiters und dessen Zuordnung anhand der Bohrkernphotos und der Bohraufnahmen abgeschätzt. Die aus den Pumpversuchen ermittelten kf-Werte sind in Tabelle 14 zusammengestellt. Die ermittelten kf-Werte streuen zwischen 3,30 * 10-6 m/s und 5,30 * 10-4 m/s. Bei den Messstellen AOB03 und AOB06 überwiegt der Anteil des Berglesands am Aquifer, was sich in einer deutlich höheren Durchlässigkeit für diese Bereiche widerspiegelt. Die errechneten Werte liegen im Bereich der Durchlässigkeitsbeiwerte, die auch in den Gutachten zu den Wasserschutzgebietsgutachten des LGRB [99] aufgeführt werden. Dort werden für ähnliche Bereiche kf-Werte von rd. 1,0 * 10-4 m/s angeführt [14]. Die übrigen Werte streuen relativ einheitlich zwischen 3,0 * 10-6 m/s und 3,0 * 10-5 m/s. Somit können folgende mittlere Durchlässigkeiten angegeben werden: Stark verwitterter Granit/-grus (Berglesand): Verwitterter, stark klüftiger Fels: Wenig verwitterter, mäßig geklüfteter/ Fels: (Übergangszone) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 1,4 * 10-4 m/s bis 5,3 * 10-4 m/s 2,7 * 10-5 m/s (Mittelwert) 3,3 * 10-6 m/s (Minimalwert) Seite 90 Tabelle 14: Auswertung der Pumpversuche Bereich Hornbergbecken II Bohrung Absenkung nach COOPER-JACOB Transmissivität [m²/s] Wiederanstieg THEIS-JACOB Transmissivität [m²/s] mittlere Transmissivität [m²/s] Aquifermächtigkeit1) [m] mittlere Durchlässigkeit kf-Wert [m/s] AOB033) . 9,07 * 10-4 9,07 * 10-4 6,45 1,41 * 10-4 AOB05 1,25 * 10-4 6,92 * 10-4 4,08 * 10-4 15,00 2,72 * 10-5 2,86 * 10-3 2,86 * 10-3 6,50 4,40 * 10-4 2,12 * 10-4 2,21 * 10-4 8,25 2,68 * 10-5 3,81 * 10-5 3,81 * 10-5 11,50 3,31* 10-6 AOB063) AOB09 2,31 * 10-4 AOB10 AOB11 1,79 * 10-4 2,18 * 10-4 1,98 * 10-4 15,00 1,32* 10-5 AOB12 8,53 * 10-5 1,52 * 10-4 1,18 * 10-4 8,00 1,48* 10-5 AOB14 7,82 * 10-5 5,52 * 10-5 6,67 * 10-5 14,50 4,46* 10-6 AOB19 4,26 * 10-5 5,72 * 10-5 4,99 * 10-5 1,50 3,32* 10-5 AOB20 6,95 * 10-5 6,42 * 10-5 6,68 * 10-5 5,00 1,33* 10-5 AOG01 6,30 * 10-5 6,30 * 10-5 9,00 6,99 * 10-6 1,10 * 10-4 1,10 * 10-4 8,00 1,38 * 10-5 5,6 * 10-5 8,1 * 10-5 5,50 1,47 * 10-5 8,09 * 10-5 8,09 * 10-5 4,00 2,02 * 10-5 AOG02 AOG05 1,06 * 10-4 AOG06 AOG093) 7,50 * 10-4 7,30 * 10-4 7,40 * 10-4 1,40 5,30 * 10-4 AOG103) 5,50 * 10-4 8,00 * 10-4 6,70 * 10-4 3,20 2,10 * 10-4 BK12) - - - - 3,00 * 10-4 BK32) - - - - 2,30 * 10-4 1) Vom Brunnen erschlossene Mächtigkeit wassergesättigter Zonen– geschätzt aus Bohraufnahmen Erkundungsbohrungen Rüttmattquelle; Unterlagen siehe Antragsteil E.IV Ersatzwasserversorgung 3) Bohrungen erschließen überwiegend Berglesand 2) Durchlässigkeiten aus Laborversuchen (vgl. Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken) Im Rahmen der geotechnischen Untersuchungen wurden Laborversuche an Lockergesteinsproben am Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik der Universität Karlsruhe zur Bestimmung von kf-Werten durchgeführt. Bei den insgesamt 15 Proben, die aus den Schürfen S1, S2, S3, S4, S5, S9, S11 und S12 entnommen wurden, handelt es sich überwiegend um intermittierend bis weitgestufte Sande und Kiese. Zwei Proben sind als mittelplastische Schluffe identifiziert worden. Im geotechnischen Bericht des Oberbeckens (Antragsteil F.V Geotechnik Oberbecken) werden die kf-Werte folgendermaßen zusammengefasst (Werte in Klammern stellen Extremwerte dar): ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 91 UM SI, SW GI, GW UM SI, SW GI, GW 6.2.3 = 1,1 * 10-6 m/s bis 4,0 * 10-6 m/s = 1,6 * 10-6 bis 6,2 * 10-5, (1,6 * 10-4) m/s = 1,4 * 10-5 m/s bis 8,4 * 10-5, (4,1 * 10-4), (1,0 * 10-3) m/s = mittelplastischer Schluff = intermittierend bis weitgestufter Sand = intermittierend bis weitgestufte Kiese Grundwasserganglinien, Flurabstände, Schwankungsbereiche Die Mittel-, Niedrig- und Hochwasserstände (MW, NW und HW) und die entsprechenden Flurabständen sind in Tabelle 15 zusammengestellt. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass aufgrund des Ausbaus der Grundwassermessstellen der jeweils gemessene Grundwasserstand ein Mischpotenzial aus Verwitterungs- und Übergangszone darstellt. Tabelle 16 gibt eine Übersicht über die mittleren Flurabstände und Grundwasser-Schwankungsbereiche für verschiedene Bereiche des Abhaus. Es kann festgestellt werden, dass die Schwankung der Grundwasserstände am Abhau stark variiert. Im Gipfelbereich des Abhaus stellt man die höchsten Grundwasserschwankungen mit über 17,0 m fest. Im Bereich Abhau West beträgt der Schwankungsbereich 8,14 m, wohingegen im Bereich Abhau Ost der Schwankungsbereich 7,09 m beträgt. Die Flurabstände bei Niedrig-, Mittel- und Hochwasser sind im Gipfelbereich ebenfalls am höchsten. Die mittleren Flurabstände im Bereich Abhau Ost und West liegen bei Mittel- und Niedrigwasser-Verhältnissen recht nah beieinander. Bei Hochwasser-Verhältnissen beträgt der Unterschied der mittleren Flurabstände der Bereiche Abhau West und Abhau Ost 1,73 m. Die Reaktion des Grundwasserspiegels auf Niederschlagsereignisse ist in allen Messstellen deutlich vorhanden, wenn auch in unterschiedlich starker Ausprägung. Die Grundwasserganglinien sind in Abbildung 9 und in Abbildung 38 zusammen mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten dargestellt. Der Gang des Grundwasserspiegels in den beobachteten Messstellen am Abhau ist aus Abbildung 9 ersichtlich. Die Messstellen AOB 10, AOB 12, AOB 15 und AOG 04 weisen die stärksten Schwankungen des Wasserspiegels auf (ca. 10 m bis 23 m). Dies liegt, neben dem trockenen ersten Halbjahr 2011 und den anteiligen Bergwasserdrainagen durch den Sondierstollen, auch an der Lage der Messstellen im Gipfelbereich des Abhaus. Durch das relativ flache Gelände und die höhere Lage mit geringerer Verdunstung ist die Grundwasserneubildung hier deutlich höher als an den Flanken des Berges. Da das Grundwasser aber allseits wieder abfließt (siehe Grundwassergleichenplan in Anlage 6_4) und ein höher gelegenes Zustromgebiet nicht vorhanden ist (Merkmal Wasserscheide), fällt der Grundwasserspiegel im Vergleich zu anderen Messstellen auch wieder sehr schnell und stärker ab. Besonders in Trockenzeiten macht sich dieser Effekt bemerkbar. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 92 Abbildung 9: Grundwasserganglinien am Abhau ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 93 Tabelle 15: Mittlere Grundwasserstände, Niedrig- und Hochwasserstände (MW, NW und HW) in m ü. NN und Flurabstände [m] MW* NW (m+NN) (m+NN) Datum AOB10 1017,11 1018,17 996,42 984,00 21.07.2011 AOB12 998,22 999,19 984,51 973,95 14.07.2011 AOB15 989,80 990,97 982,20 975,52 22.11.2009 AOG01 987,45 988,81 976,67 973,58 10.10.2011 AOG02 961,11 962,01 951,54 948,98 20.10.2011 AOG03 949,35 950,44 942,06 936,82 08.12.2011 AOG04 947,00 946,95 931,34 927,15 10.10.2011 AOG05 930,87 930,90 928,90 926,58 22.06.2011 AOG06 958,74 959,92 949,66 945,87 17.07.2011 AOG07 982,00 983,05 974,73 972,09 14.07.2011 AOG08 971,28 972,00 962,63 959,63 12.10.2011 AOG09 947,83 948,48 946,51 945,71 02.12.2011 AOG10 939,58 940,28 938,66 938,12 02.12.2011 * MW = Rechnerischer Mittelwert der gesamten Messreihe **HW-NW = Schwankungsbereich GWM GOK (m+NN) MOK (m+NN) HW (m+NN) 1007,49 992,19 986,92 980,87 954,23 945,54 937,16 930,81 956,60 977,93 967,23 947,58 939,73 Datum 14.01.2011 24.12.2012 02.02.2013 30.12.2012 01.01.2013 29.12.2012 24.12.2012 23.03.2010 24.12.2011 14.01.2011 29.12.2012 23.12.2012 28.12.2012 HW-NW** Flurabstand Flurabstand Flurabstand (m) MW (m) NW (m) HW (m) Zeitraum 23,49 20,69 33,11 9,63 2009-2014 18,25 13,71 24,28 6,03 2009-2014 11,41 7,60 14,29 2,88 2009-2014 7,29 10,78 13,88 6,58 2009-2014 5,26 9,57 12,14 6,88 2009-2014 8,72 7,29 12,53 3,81 2009-2014 10,01 15,66 19,85 9,84 2009-2014 4,22 1,97 4,29 0,07 2009-2014 10,73 9,08 12,87 2,14 2009-2014 5,84 7,27 9,91 4,08 2009-2014 7,61 8,65 11,66 4,05 2009-2014 1,87 1,32 2,12 0,25 2009-2014 1,61 0,92 1,46 -0,15 2009-2014 Tabelle 16: Mittlere Flurabstände und Schwankungsbereiche am Abhau (Abkürzungen siehe Tabelle 15). Messstellen AOG09 und AOG10 wurden auf Grund des kürzeren Messzeitraums nicht berücksichtigt Bereich Abhau West* Abhau Ost** MW* (m. ü. NN) 943,13 956,76 987,71 NW (m. ü. NN) 939,81 953,12 977,82 HW (m. ü. NN) 947,95 960,21 995,53 Abhau Gipfelbereich*** * Mittelwerte errechnet aus AOG04, AOG05, AOG06, AOG08 ** Mittelwerte errechnet aus AOG01, AOG02, AOG03 *** Mittelwerte errechnet aus AOB10, AOB12, AOB15 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 HW-NW (m) 8,14 7,09 17,71 Flurabstand Flurabstand Flurabstand MW (m) NW (m) HW (m) 8,84 12,17 4,03 9,21 12,85 5,76 14,00 23,89 6,18 Seite 94 Bodenwassermessstellen Die Ganglinien einiger ausgewählter Bodenwasserpegel im Rohrmoos wurden mit dem Grundwassergang der Messstellen AOG 9 und AOG 10 und dem Niederschlag der Wetterstation Görwihl-Segeten verglichen (Abbildung 10). Bei den so genannten Bodenwasserpegeln handelt es sich um ca. 0,6 m tief eingedrückte PVC-Rohre. Die gemessenen Wasserstände repräsentieren Schichtwasser im Bodenhorizont in ca. 0,0 m bis 0, 6 m Tiefe, das deutlich über dem Grundwasserspiegel liegt. Es zeigt sich, dass die Bodenwasserpegel im Rohrmoos sehr direkt auf Niederschlag reagieren, und damit die Wasserführung der oberen Bodenzone (A-B Horizont) wiedergeben. Jedes Niederschlagsereignis wirkt sich sofort auf die Pegelstände aus. Der Grundwasserstand der Messstellen AOG 9 und AOG 10, die in der Verwitterungszone über dem Festgestein im Bereich der Talaue verfiltert sind, reagiert ebenfalls relativ direkt auf Niederschlagsereignisse. Dabei sind die Schwankungen in der Messstelle AOG09 ähnlich hoch wie bei den Bodenwasserpegeln. Ein deutlicher Unterschied zu den Bodenwasserpegeln besteht in dem Absenkungsverhalten (Leerlaufen) nach einem Niederschlagsereignis. Der Wasserspiegel in der Bodenzone sinkt deutlich langsamer ab als der Grundwasserspiegel. Dies ist vermutlich in der nutzbaren Feldkapazität der Bodenschichten begründet (hohes Rückhaltevermögen). Der Bodenwasserhaushalt im Bereich des Rohrmooses ist also stark niederschlagsabhängig und wird kurzfristig über die lokalen Niederschläge neugebildet. Das Bodenwasser wird dann wieder langsam an den darunter liegenden Grundwasserleiter der Verwitterungszone abgegeben. Für eine Erläuterung der Begriffe Boden- und Grundwasser sei auf das Verzeichnis der Begriffsdefinitionen am Anfang des Berichts verwiesen. In Kapitel 6.2.10.1 werden weiterführenden Erläuterungen zum Thema Wechselwirkung Grund- und Bodenwasser gegeben. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 95 Abbildung 10: Pegelstände im Rohrmoos mit dem Grundwasserstand der Messstellen AOG09 und AOG10 und Niederschlag der Wetterstation Görwihl Segeten (Wsp = Wasserspiegel; ROK = Rohroberkante; mm/d = Millimeter pro Tag) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 96 6.2.4 Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit Grundwasserfließrichtung Anhand der durch die Datenlogger kontinuierlich erhobenen Wasserstände ließen sich Grundwassergleichenpläne für eine Hochwasser-, Mittelwasser- und Niedrigwassersituation konstruieren (Anlage 6). Die durch die Messungen erfassten Grundwasserstände repräsentieren ausbaubedingt ein Mischpotenzial aus Verwitterungs- und Übergangszone. Da die verschiedenen Bereiche in hydraulischen Kontakt zueinander stehen, ist die Konstruktion eines Grundwassergleichenplans auf der Basis der gemessenen Werte zulässig. Zur Darstellung von relativen Hoch-, Mittel und Niedrigwasserständen wurden folgende Stichtage ermittelt: 16.03.2010 relativer Mittelwasserstand (MW, Anlage 6_2) 30.03.2010 relativer Hochwasserstand (HW, Anlage 6_1) 11.11.2010 relativer Niedrigwasserstand (NW, Anlage 6_3) 18.07.2011 Niedrigstwasserstand (NW, Anlage 6_5) Aus den Grundwassergleichenplänen (Anlage 6) ist ersichtlich, dass der Höhenrücken des Abhaus eine Grundwasserscheide darstellt. Demnach verläuft die Grundwasserfließrichtung mit relativ steilem Gefälle von der Gipfelregion allseitig zu den Tälern hin. Beim ausgewählten Stichtag für Niedrigwasserverhältnisse am 11.11.2010 ist der Sondierstollen bereits im Bau begriffen und verursacht entsprechende Bergwasserdrainagen. Die gemessenen Grundwasserstände sind daher vermutlich schon durch die Bergwasserdrainagen beeinflusst. Da aber bereits zu Beginn der Grundwasserstandsmessungen im November 2009 ähnlich niedrige Grundwasserstände gemessen wurden, repräsentiert der Stichtag relative Niedrigwasserverhältnisse. Grundwassergefälle Das Grundwassergefälle am Abhau unterliegt starken Variationen. Generell ist das Grundwassergefälle im Gipfelbereich flach und nimmt an den Bergflanken stark zu. Das stärkste Gefälle ergibt sich bei einer Hochwassersituation im Bereich der Atdorfquelle 2, während das niedrigste Gefälle bei einer Niedrigwassersituation im Bereich Abhau Süd entsteht. Das Grundwassergefälle wurde für verschiedene Bereiche bei mittleren Wasserständen berechnet. Grundwasserfließgeschwindigkeit Anhand der berechneten Durchlässigkeitsbeiwerte (kf-Werte) sowie der Angaben zum Grundwassergefälle kann die Abstandsgeschwindigkeit für verschiedene Bereiche des Abhaus nach der Formel: v0 k f * io * 86400 p m/d (1) Mit v0 = Abstandsgeschwindigkeit [m/d] kf = Durchlässigkeit des betrachteten Grundwasserleiters [m/s] io = Gefälle des Ruhewasserspiegels [-] p = nutzbare Porosität (angenommen) [-] ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 97 berechnet werden. Die nutzbare Porosität (= speichernutzbarer Hohlraumanteil) wurde zudem mit Hilfe der Quellschüttungsganglinien berechnet (siehe Kapitel 6.2.6). Die errechneten Abstandsgeschwindigkeiten (vo) sind in Tabelle 17 zusammengestellt. Tabelle 17: Grundwassergefälle, kf-Werte und Abstandsgeschwindigkeiten für verschiedene Bereiche am Abhau bei relativen Mittelwasser-Verhältnissen Gefälle Berglesand Verwitterter Fels Berglesand Verwitterter Fels kf-Wert 1 kf-Wert 2 Bereich (m/s) (m/s) i0 vo 1* (m/d) vo 2** (m/d) Mittelwert – siehe Mittelwert – siehe Tabelle 14 Tabelle 14 Rohrquellen 0,20 3,3 * 10 -4 2,7 * 10 -5 38 16 -4 Möslequellen 0,14 3,3 * 10 2,7 * 10 -5 27 11 -4 -5 Abhau Süd 0,15 3,3 * 10 2,7 * 10 29 12 Abhauquelle 0,21 3,3 * 10 -4 2,7 * 10 -5 40 16 Atdorfquelle 2 0,30 3,3 * 10 -4 2,7 * 10 -5 57 23 * Nutzbare Porosität Berglesand ca. 0,15 (angenommen) ** Speichernutzbarer Hohlraumanteil klüftiger Fels 0,03 (siehe Tabelle 23) In den Gutachten des LGRB zu den fachtechnischen Abgrenzungen der Wasserschutzgebiete wird auf Abstandsgeschwindigkeiten im Verwitterungssubstrat des petrographisch ähnlichen Bärhaldegranits in der Größenordnung von mehreren Zehnermetern pro Tag verwiesen (BRAHMER [14] zitiert in [85]). Nach Tabelle 17 liegen die berechneten Abstandsgeschwindigkeiten im Berglesand zwischen 27 m/d und 57 m/d und bestätigen somit das Ergebnis von BRAHMER [14]. Für den Bereich des verwitterten, klüftigen Fels liegen die Abstandsgeschwindigkeiten zwischen 11 und 23 m/d. 6.2.5 Quellen und Gewässer - Kartierergebnisse Die Vorfluter im Bereich Abhau werden gebildet durch den Schneckenbach im Westen, den Dorfbach im Süden und den Altbach im Osten. Bei den Gewässern handelt es sich nach SCHNEIDER [138] um silikatreiche, kalkarme Mittelgebirgsbäche 2. Ordnung. Die Leitfähigkeiten sind gering und liegen je nach Gewässerabschnitt und Jahreszeit zwischen 80 µS/cm und 150 µS/cm. Bis auf wenige Ausnahmen sind die Quellen auf der westlichen Seite des Abhaus gefasst. Die meisten Quellen sind Sickerquellen (z.B. Möslequellen) mit flächigen Quellsümpfen. Jedoch gibt es vereinzelt Nassgallen, die bei andauernden Niederschlägen überlaufen können. Diese linearen Quellabflüsse versickern wieder nach wenigen Metern. Auf der Südflanke des Abhaus befindet sich eine Tümpelquelle. Der Bachlauf, der aus dieser Tümpelquelle resultiert, versickert in Trockenzeiten rd. 700 m nördlich des Ortskerns von Altenschwand und tritt dann wieder rd. 300 m talabwärts zu Tage. Nach anhaltenden Regenfällen oder während der Schneeschmelze ist das Gewässer durchgehend wasserführend. Ein Gewässer auf der östlichen Seite des Ankenbühls war zum Zeitpunkt der Kartierung trocken. In den Tälern aller Vorfluter befinden sich Bereiche mit zahlreichen, künstlich angelegten Gräben, die vermutlich der Entwässerung dienen. Diese Gräben wurden, soweit möglich, in die beste- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 98 henden Karten aufgenommen. Im Oberlauf des Schneckenbachs wurde während der Bauarbeiten des Hornbergbeckens I eine Deponiefläche angelegt, die als morphologische Erhöhung innerhalb des Tals deutlich zu erkennen ist. Die Deponie wird durch 2 Drainagerohre entwässert bzw. unterquert, die im Bereich der Pfaffenmattquelle auslaufen. Die Pfaffenmattquelle war 1988 zur Erschließung geplant, wurde jedoch zu Gunsten der Rohrquellen aufgegeben. Lagepläne sind nicht vorhanden. Demnach ist die genaue Lage der Quellfassung unbekannt. Es existieren zwei Auslaufrohre. Eines auf der westlichen Talflanke wenige Meter unterhalb der asphaltierten Straße (M0083) und das andere in Talmitte (Eisenrohr = M0082). 6.2.6 Beschreibung und Interpretation der Quellschüttungen 6.2.6.1 Allgemeine Beschreibung der Schüttungsganglinien Tabelle 18 listet die gefassten Quellen in der Umgebung des geplanten Hornbergbeckens II auf. Das Schüttungsverhalten dieser Quellen ist in den Gutachten [81][82][84][85][99] des LGRB zu den fachtechnischen Abgrenzungen der Wasserschutzgebiete zum Teil ausführlich dargestellt. Die in den Gutachten enthaltenen Statistiken und Werte zur Quellschüttung sind in Tabelle 19 zusammengefasst und mit Werten aus Messungen des Zeitraums 2009-2014 ergänzt. Die Ganglinien der Schüttungsmessungen des Zeitraums 2009-2014 sind in Abbildung 11, Abbildung 12, Abbildung 13 und Abbildung 14 (Zeitraum 2009 – 2012) zusammen mit dem Niederschlag der Wetterstation Görwihl-Segeten dargestellt. Auf der Basis von Quellschüttungsmessungen (Schüttung, Temperatur, Leitfähigkeit) lassen sich die Quellen im Bereich Abhau theoretisch nach GRIMM & PRIER [40] in Hangschuttquellen, Verwitterungsdeckenquellen und Kluftquellen klassifizieren (Tabelle 21). Eine allgemeine Beschreibung dieser Quelltypen befindet sich in Tabelle 20. Zur Tabelle 20 ist anzumerken, dass die reinen Endglieder dieser Quelltypen in der Realität nur sehr selten vorkommen und viel häufiger Mischtypen existieren. Demnach sollten die in Tabelle 20 aufgeführten Kriterien nicht als absolut angesehen werden. Für ein besseres Verständnis der in den nachfolgenden Abschnitten verwendeten Fachtermini sei auf die Begriffsdefinitionen sowie das Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen im Vorspann des Berichts hingewiesen. Vergleicht man die Schüttungsquotienten aus dem Zeitraum 2009 – 2014 mit den älteren Schüttungsquotienten stellt man zum Teil deutliche Abweichungen fest. Dies kann durch die Beeinflussung der Quellschüttungen durch den Bau des Sondierstollens zusammen mit einer Trockenwetterlage im Frühjahr 2011 und der kurzen Messabstände im Zeitraum 2009 – 2014 erklärt werden. Bedingt durch zum Teil lückenhafte Messreihen und oft lange Messintervalle (Monate) wurden Extremwerte bei den älteren Messreihen vor 2009 nicht notwendigerweise erfasst. Für eine Quellcharakterisierung nach GRIMM & PRIER [40] sollten die Werte aus dem Zeitraum von Mitte April 2010 (= antreffen der Störungszone 1 im Sondierstollen) bis ca. 01.01.2012 (= Erreichen des ehemaligen Bergwasserdrucks durch Verplombung des Sondierstollens am 19.07.2011) nicht berücksichtigt werden. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 99 Tabelle 18: Liste der gefassten, öffentlich genutzten Quellen in der Umgebung des geplanten Hornbergbeckens II Lage: Name Quelle Rechtswert Hochwert Höhe (m ü. NN) Rohrquelle 1 3422791 5279929 949,5 Rohrquelle 2 3422775 5279983 949,0 Rohrquelle 3 3422751 5280029 950,5 Rohrquelle 4 3422729 5280078 949,0 Mühlenweiherquelle 1 3421878 5279222 860,5 Mühlenweiherquelle 2 3421887 5279219 859,0 Mühlenweiherquelle 3 3421975 5279194 864,5 Abhauquelle 3422380 5279160 933,0 Saalbrunnenquelle 3422545 5279210 967,0 Atdorfquelle 1* 876,0 Gestein (Formation) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Fläche des Wasserschutzgebietes (ha)** 32,9 92,0 Atdorfquelle 2 3422207 5279502 927,5 Atdorfquellen 3.1 und 3.2 3421976 5279534 883,0 Ob der Stehlen Quelle 1 3422832 5281322 956,8 Ob der Stehlen Quelle 2 3422792 5281346 959,3 Ob der Stehlen Quelle 3 3422822 5281440 951,4 Weidenbachquelle 1 3422282 5281226 964,5 Weidenbachquelle 2 3422369 5281140 966,5 Weidenbachquelle 3 3422254 5281171 964,0 Igelmoosquelle 3423783 5279822 908,0 Gneisanatexit Rüttmattquelle 3424000 5279740 890,0 Gneisanatexit Steinbühlquelle 3423753 5278605 871,0 Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) 22,1 In den Tannen Quelle 3424258 5280332 909,0 Gneisanatexit 24,4 Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) Biotit-Quarz-Plagioklasgneis (Wiese-Wehra Komplex) 49,1 25,2 *Atdorfquelle 1 ist nicht gefasst und die Schürfgrube ist verfüllt [84]. ** Werte laut Rechtsverordnung des LRA Waldshut ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 100 Tabelle 19: Quellschüttungsdaten aus den Gutachten des LGRB zur Abgrenzung der Wasserschutzgebiete (Zeitraum vor 1992) Name der Quelle: Quellschüttungsdaten vor 1992 aus Wasserschutzgebietsgutachten [81][82][84][85] Schüttungsquotient 3,33 2,02 0,50 Kluft mit Hangschuttwasser 1,60 0,70 0,15 Hangschuttquelle / Kluftquelle 0,66 5,00 2,05 0,13 Hangschuttquelle 0,66 7,86 2,24 0,07 Hangschuttquelle Saalbrunnenquelle 0,36 5,00 1,69 0,06 Hangschuttquelle Steinbühlquelle 1,66 5,88 2,69 0,29 Verwitterungsdeckenquelle Atdorfquelle 1 0,44 6,87 1,66 0,06 Hangschuttquelle Atdorfquelle 2.1 0,05 4,23 1,004) 0,01 Hangschuttquelle Atdorfquelle 2.2 0,80 3,23 0,65 0,02 Hangschuttquelle Atdorfquelle 3.1 0,66 6,88 2,874) 0,10 Hangschuttquelle Atdorfquelle 3.2 0,09 0,71 0,28 0,13 Verwitterungsdeckenquelle Rohrquelle 1 0,88 3,24 1,63 0,27 Verwitterungsdeckenquelle Rohrquelle 2 1,41 4,62 2,22 0,31 Verwitterungsdeckenquelle Rohrquelle 3 2,78 5,71 3,37 0,49 Rohrquelle 4 0,09 0,44 0,19 0,20 Igelmoosquelle 0,65 3,70 1,9 1,58 0,18 Verwitterungsdeckenquelle Hangschuttquelle/ Verwitterungsdeckenquelle Verwitterungsdeckenquelle Rüttmattquelle Verwitterungsdeckenquelle HQ [l/s] Mühlenweiherquellen 1 1,66 Mühlenweiherquellen 2 0,25 Mühlenweiherquellen 3 Abhauquelle Atdorfquelle 2.3 1) Quelltyp Mittelwert2) [l/s] NQ [l/s] MQ1) [l/s] Grundwasserneubildungsspende (l/(s*km²)) 20,9 Hangschuttquelle 0,83 7,69 2,3 2,30 0,11 Hinteres Rohr Quelle - - - - - Weidenbachquellen 1 0,46 8,30 1,9 1,71 0,06 Hangschuttquellen Weidenbachquellen 2 0,81 9,10 3,3 2,99 0,09 Hangschuttquellen Weidenbachquellen 3 0,27 5,26 1,2 1,09 0,05 Hangschuttquellen In den Tannen-Quelle 1,01 7,14 2,5 2,13 0,14 Verwitterungsdeckenquelle Ob der Stehlen-Quelle 1 0,47 6,60 1,5 1,33 0,07 Hangschuttquellen Ob der Stehlen-Quelle 2 0,23 8,00 1,5 1,28 0,03 Hangschuttquellen Ob der Stehlen-Quelle 3 0,52 4,80 1,7 1,48 0,11 Hangschuttquellen 26,3 21,5 Mittelwerte die jeweils auf ein hydrologisches Jahr bezogen worden sind; 2) Arithmetisches Mittel aller gemessenen Schüttungen. 3) für genauen Messzeitraum siehe Tabelle 8 ; Abkürzungen: NQ = Niedrigste Schüttung; NQ2003= Niedrigste Schüttung im Jahr 2003; HQ = Höchste Schüttung; MQ = Mittlere Schüttung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 101 Tabelle 19 Fortsetzung: Quellschüttungsdaten der Messungen der Gemeinden Rickenbach und Herrischried (Zeitraum 1994 - 2008) monatliche Messungen Gemeinde Herrischried/Rickenbach 1994 - 2008 Name der Quelle: 1) Messzeitraum Anzahl der Messungen NQ [l/s] NQ2003 [l/s] HQ [l/s] MQ [l/s] Datum NQ Datum HQ Schüttungsquotient Mühlenweiherquellen 1 Feb. 2003 - Dez. 2008 64 1,06 1,22 2,56 1,58 15.07.2008 31.03.2006 0,41 Mühlenweiherquellen 2 Feb. 2003 - Dez. 2008 64 0,19 0,20 1,82 0,49 15.07.2008 31.03.2006 0,10 Mühlenweiherquellen 3 Feb. 2003 - Dez. 2008 64 0,56 0,56 8,33 1,92 26.09.2003 31.03.2006 0,07 Abhauquelle Mrz. 2003 - Dez. 2008 63 0,77 0,66 4,35 2,26 26.09.2003 28.04.2006 0,18 Saalbrunnenquelle Mrz. 2003 - Dez. 2008 65 0,57 0,36 5,56 1,94 26.09.2003 31.03.2006 0,10 Steinbühlquelle Mrz. 2003 - Dez. 2008 66 1,54 1,66 5,26 2,59 31.10.2003 28.04.2006 0,29 Atdorfquelle 1 Mrz. 2003 - Nov. 2006 41 0,13 5,56 1,30 28.07.2006 31.06.2006 0,02 Atdorfquelle 2.1 - - - - - - - - Atdorfquelle 2.2 - - - - - - - - Atdorfquelle 2.3 - - - - - - - - Atdorfquelle 3.1 Mrz. 2003 - Dez. 2008 62 0,63 0,63 6,67 2,28 29.08.2003 31.06.2006 0,09 0,11 Atdorfquelle 3.2 Mrz. 2003 - Dez. 2008 62 0,11 0,60 0,28 26.09.2003 31.06.2006 0,18 Rohrquelle 1 Jan. 1994 - Sept. 2008 211 0,31 3,44 1,45 02.08.1994 13.05.1994 0,09 Rohrquelle 2 Jan. 1994 - Sept. 2008 211 1,28 6,67 2,61 24.11.2003 17.05.1999 0,19 Rohrquelle 3 Jan. 1994 - Sept. 2008 211 2,27 5,55 3,08 22.09.2003 23.03.1994 0,41 Rohrquelle 4 Jan. 1994 - Sept. 2008 211 0,03 0,74 0,19 22.09.2003 17.05.1999 0,04 Igelmoosquelle Jan. 1994 - Sept. 2008 208 0,75 4,17 2,08 23.01.2006 24.04.2006 0,18 Rüttmattquelle - - - - - - - - 4,25 0,65 Hinteres Rohr Quelle - - - - - - - - - Weidenbachquellen 1 Jan. 1994 - Sept. 2008 211 0,48 0,46 10,00 2,48 22.09.2003 24.04.2006 0,05 Weidenbachquellen 2 Jan. 1994 - Sept. 2008 211 1,14 0,81 10,00 3,74 27.12.2005 24.04.2006 0,11 Weidenbachquellen 3 Jan. 1994 - Sept. 2008 211 0,32 0,27 6,67 1,34 27.10.2003 17.05.1999 0,05 In den Tannen-Quelle Jan. 1994 - Sept. 2008 211 1,00 1,00 7,14 2,73 27.12.2005 17.05.1999 0,14 Ob der Stehlen-Quelle 1 - - - 0,47 - - - - - Ob der Stehlen-Quelle 2 - - - 0,23 - - - - - Ob der Stehlen-Quelle 3 - - - 0,52 - - - - - Mittelwerte die jeweils auf ein hydrologisches Jahr bezogen worden sind; 2) Arithmetisches Mittel aller gemessenen Schüttungen. 3) für genauen Messzeitraum siehe Tabelle 8; Abkürzungen: NQ = Niedrigste Schüttung; NQ2003= Niedrigste Schüttung im Jahr 2003; HQ = Höchste Schüttung; MQ = Mittlere Schüttung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 102 Tabelle 19 Fortsetzung: Quellschüttungsdaten der Messungen (Zeitraum 2009 - 2014) Messreihe 2009 – 20143) Anzahl der Messungen NQ [l/s]3) HQ [l/s]3) MQ [l/s] Datum NQ Datum HQ Schüttungsquotient Mühlenweiherquellen 1 248 0,232 1,840 1,05 11.07.2011 27.12.2011 0,13 - Mühlenweiherquellen 2 248 0,000 1,830 0,50 26.04.2011 27.12.2011 0,00 Quelle im Zeitraum 29.04.2011 - 04.08.2011 trocken Mühlenweiherquellen 3 248 0,224 10,100 1,67 11.07.2011 15.01.2012 0,02 - Abhauquelle 187 0,130 11,111 2,17 11.07.2011 17.01.2011 0,01 - Saalbrunnenquelle 187 0,000 10,000 1,91 06.06.2011 17.01.2011 0,00 Quelle im Zeitraum 14.06.2011 - 04.08.2011 trocken Steinbühlquelle 189 1,556 8,260 2,61 14.11.2011 15.12.2012 0,19 - - - - - - - Atdorfquelle 2.1 174 0,028 4,010 0,69 14.06.2011 02.01.2012 0,01 - Atdorfquelle 2.2 174 0,000 1,550 0,35 16.05.2011 02.01.2012 0,00 - Atdorfquelle 2.3 174 0,006 15,000 0,52 14.06.2011 02.01.2012 0,00 - Atdorfquelle 3.1 171 0,437 6,586 2,09 11.07.2011 23.01.2012 0,07 - Atdorfquelle 3.2 171 0,070 2,260 0,24 18.07.2011 15.07.2014 0,03 - Rohrquelle 1 195 0,295 2,500 1,18 10.10.2011 30.01.2012 0,12 - Rohrquelle 2 195 0,977 4,918 2,37 04.10.2011 21.04.2010 0,20 - Rohrquelle 3 195 2,052 3,947 2,73 14.11.2011 28.04.2010 0,52 - Rohrquelle 4 195 0,011 0,660 0,14 04.10.2011 28.02.2013 0,02 - Igelmoosquelle 168 0,630 3,509 1,79 01.12.2011 26.01.2011 0,18 - Rüttmattquelle 176 0,000 19,950 2,90 21.07.2011 26.01.2011 0,00 - Hinteres Rohr Quelle 126 0,272 4,728 1,03 08.09.2011 26.01.2011 0,06 - Weidenbachquellen 1 144 0,530 7,500 2,02 14.07.2011 19.01.2011 0,07 - Weidenbachquellen 2 153 1,255 15,000 3,52 04.11.2010 26.01.2012 0,08 - Weidenbachquellen 3 144 0,350 5,380 1,20 06.10.2011 12.01.2012 0,07 - In den Tannen-Quelle 38 1,78 7 3,13 29.07.2014 26.01.2012 0,25 - Ob der Stehlen-Quelle 1 39 0,7 20 1,93 27.09.2012 28.12.2012 0,04 - Ob der Stehlen-Quelle 2 39 1,13 20 2,58 27.09.2012 28.12.2012 0,06 - Ob der Stehlen-Quelle 3 39 0,97 10 2,07 27.09.2012 28.12.2012 0,10 - Name der Quelle: Atdorfquelle 1 1) - - Bemerkungen Mittelwerte die jeweils auf ein hydrologisches Jahr bezogen worden sind; 2) Arithmetisches Mittel aller gemessenen Schüttungen. 3) für genauen Messzeitraum siehe Tabelle 8 ; Abkürzungen: NQ = Niedrigste Schüttung; NQ2003= Niedrigste Schüttung im Jahr 2003; HQ = Höchste Schüttung; MQ = Mittlere Schüttung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 103 6,0 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 Schüttungsganglinien der Rohrquellen 1-4 Schüttung in l/s 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 80 70 500 60 400 50 300 40 30 200 20 100 10 01.03.14 01.03.13 01.03.12 01.03.11 01.03.10 0 01.03.09 0 Abbildung 11: Schüttungsganglinien der Rohrquellen 1-4 (2009 - 2014) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 104 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Mpnat 600 12,00 Mühlenweiherquelle 1 Mühlenweiherquelle 3 Schüttungsganglinien der Mühlenweiherquellen 1, 2 und 3 Mühlenweiherquelle 2 Schüttung in l/s 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 80 70 500 60 400 50 300 40 30 200 20 100 10 01.03.14 01.03.13 01.03.12 01.03.11 01.03.10 0 01.03.09 0 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 600 Abbildung 12: Schüttungsganglinien der Mühlenweiherquellen 1-3 (2009 - 2014) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 105 12,00 Schüttungsganglinien der Abhau-, Saalbrunnen-, Steinbühl-, und Atdorfquellen Abhauquelle Saalbrunnenquelle 10,00 Steinbühlquelle Schüttung in l/s Atdorfquelle 3.1 8,00 Atdorfquelle 3.2 6,00 4,00 2,00 0,00 80 70 500 60 400 50 300 40 30 200 20 100 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 600 10 01.03.14 01.03.13 01.03.12 01.03.11 01.03.10 0 01.03.09 0 Abbildung 13: Schüttungsganglinien der Abhau-, Atdorf-, Saalbrunnen- und Steinbühlquellen (2009 - 2014) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 106 Schüttung in l/s 4,5 Schüttungsganglinien Atdorfquelle 2 Atdorfquelle2.1 4,0 Atdorfquelle2.2 3,5 Atdorfquelle2.3 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 80 70 500 60 400 50 300 40 30 200 20 100 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 600 10 01.03.12 01.03.11 01.03.10 0 01.03.09 0 Abbildung 14: Schüttungsganglinien der Atdorfquelle 2.1, 2.2 und 2.3 (2009 - 2012) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 107 Tabelle 20: Allgemeine Beschreibung der Quelltypen am Abhau. Quelle LGRB [99] ergänzt mit Werten aus Grimm & Prier [40] (d = Tag) Quelltyp elektr. Leitfähigkeit (µS/cm) jahreszeitl. LeitfähigkeitDifferenz jahreszeitl. TemperaturDifferenz Schüttungsquotient (NQ/HQ) Reaktion Schüttung auf Niederschlag Auslaufkoeffizient (αWert) (d-1) Hangschutt meist <100 Verwitterungsdecke oft >100 Kluft oft >100 deutlich deutlich keine bis gering >2 °C <1,0 °C <1,0 °C meist <0,1 etwa 0,1 bis 0,5 etwa 0,2 bis 0,7 stark relativ gering; langsamer Rückgang der Schüttung bei Trockenheit keine bis gering 4,0 * 10-3 – 57,0 * 10-3 3,0 * 10-3 – 5,0 * 10-3 2,0 * 10-3 – 3,0 * 10-3 Die für die Charakterisierung der Quellen in der Umgebung des Abhau erforderlichen Schüttungsquotienten wurden Tabelle 19 entnommen. Das Ergebnis der Bestimmung der Leerlaufkoeffizienten samt einer ausführlichen Beschreibung der Methodik enthält das Kapitel 6.2.6.2. Rohrquellen Die Schüttungsmessungen des Zeitraums März 2009 bis November 2014 zeigen, dass die Schüttungsganglinien der Rohrquellen 1 und 2 und etwas gedämpfter auch die Rohrquelle 3 weitestgehend parallel verlaufen, wobei die Schüttungen der Rohrquellen 2 und 3 etwas höher sind als die Schüttung der Rohrquelle 1. Der Schüttungsgang der Rohrquelle 4 ist insgesamt geringer als bei den Rohrquellen 1-3. Die Schüttungsquotienten (0,12 bis 0,52) sowie die Auslaufkoeffizienten (0,0021 d-1 – 0,0048 d-1) der Rohrquellen 1-3 liegen jeweils in vergleichbaren Größenordnungen. Die Rohrquelle 4 weist jedoch einen deutlich niedrigeren Schüttungsquotienten von 0,02 auf. Der Auslaufkoeffizient ist deutlich höher mit 0,0075 d-1. Diese Werte deuten auf einen höheren Anteil an schnell abfließender Grundwasserkomponente bei der Rohrquelle 4 hin. Im Verlauf eines Jahres treten bei den Rohrquellen 1-3 deutliche Maxima gegen Ende April, vermutlich auf Grund der Schneeschmelze, auf. Die Reaktion auf Niederschläge ist bei allen Quellen gedämpft (Bsp. November/Dezember 2009). Die vorangegangen Beobachtungen wurden schon vom LGRB [85] im Wasserschutzgebietsgutachten der Rohrquellen von 1993 beschrieben und konnten mit den Schüttungsmessungen bestätigt werden. Auf Grund der gedämpften Reaktionen auf Niederschlagsereignisse sowie den recht hohen Schüttungsquotienten können die Rohrquellen 1-3 als Verwitterungsdeckenquellen angesprochen werden. Dies ist auch in guter Übereinstimmung mit den errechneten Auslaufkoeffizienten (α-Werten). Die Rohrquelle 4 fällt auf Grund des niedrigen Schüttungsquotienten und des hohen Auslaufkoeffizienten aus dieser Betrachtung heraus. Hier liegt vermutlich ein Mischtyp (Hangschutt- / Verwitterungsdeckenquelle) vor. Außer bei der Rohrquelle 3 sind auch bei diesen Quellen die Schüttungen unter die gemessenen Niedrigwerte der Vorjahre gefallen. Ein für die Jahreszeit überproportionaler Rückgang der Schüttungen unter anderem auch aufgrund der Trockenheit der ersten Jahreshälfte 2011 ist auch hier zu beobachten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 108 Tabelle 21: Klassifizierung der Quellen am Abhau als Hangschutt-, Verwitterungsdecken- oder Kluftquelle (LF = Leitfähigkeit, T = Temperatur) Quelle Leitf. delta delta T Schüttungs(MittelLF (°C) 1 quotient wert in (µS/cm) Historisch 1) ) µS/cm)1) Schüttungs-quotient1) Reaktion α– auf Werte2) Nieder(d-1) schlag Quelltyp gering 0,0010 0,079 Kluft mit Hangschuttwasser Hangschutt / Kluftgedämpft 0,0074 quelle deutlich 0,0061 Hangschutt deutlich 0,0063 Hangschutt deutlich 0,0079 Hangschutt gedämpft 0,0018 Verwitterungsdecke deutlich Hangschutt deutlich 0,01415 Hangschutt deutlich Hangschutt deutlich 0,0072 Hangschutt deutlich 0,0089 Hangschutt gedämpft 0,0048 Verwitterungsdecke gedämpft 0,0022 Verwitterungsdecke gedämpft 0,0021 Verwitterungsdecke Hangschutt/ gering 0,0075 Verwitterungsdecke gedämpft Verwitterungsdecke gedämpft Verwitterungsdecke deutlich Hangschuttquellen deutlich Hangschuttquellen deutlich Hangschuttquellen 0,14 k. A. gedämpft - Verwitterungsdecke k. A. 0,07 k. A. deutlich - Hangschuttquellen k. A. k. A. 0,03 k. A. deutlich - Hangschuttquellen k. A. k. A. 0,11 k. A. deutlich - Hangschuttquellen Mühlenw. Qu. 1 132,4 54,7 1,8 0,50 0,144 Mühlenw. Qu. 2 105,5 75,1 4,1 0,15 0,003 Mühlenw. Qu. 3 Abhauquelle Saalbrunnenqu. Steinbühlquelle Atdorfquelle 2.1 Atdorfquelle 2.2 Atdorfquelle 2.3 Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 74,5 76,9 73,6 64,5 36,2 25,6 21,5 13,6 2,1 1,7 5,2 0,6 61,7 52,9 73,1 75,3 70,9 59,0 55,2 101,6 61,0 36,9 100,3 21,2 21,7 33,0 28,1 30,8 2,7 2,3 3,1 1,3 2,1 1,8 0,6 0,8 0,13 0,07 0,06 0,29 0,01 0,02 0,10 0,13 0,27 0,31 0,49 0,036 0,012 0,003 0,302 0,007 0,001 0,002 0,081 0,157 0,142 0,219 0,521 Rohrquelle 4 107,8 57,6 2,6 0,20 0,050 Igelmoosquelle Rüttmattquelle Weidenbachqu. 1 Weidenbachqu. 2 Weidenbachqu. 3 In den TannenQuelle Ob der StehlenQuelle 1 Ob der StehlenQuelle 2 Ob der StehlenQuelle 3 74,9 100,1 65,1 74,5 78,5 54,5 70,3 7,6 27,5 5,6 1,7 0,9 1,1 3,0 0,7 0,18 0,11 0,06 0,09 0,05 0,328 0,139 k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. 0,104 0,126 1) Messreihe (vgl. Tabelle 19); Schüttungsquotienten aus dem Zeitraum 2010 - 2011 sollten wegen Einfluss Sondierstollen zur Charakterisierung nach GRIMM & PRIER [40] nicht berücksichtigt werden. 2) Messreihe (vgl. Tabelle 22) Mühlenweiherquellen 1-3 Das Schüttungsverhalten der Mühlenweiherquellen 1-3 wurde im Abschlussgutachten vom 02.10.1992 [84] und im Gutachten zur Neuabgrenzung des Wasserschutzgebietes der Mühlenweiherquellen (LGRB [99]) beschrieben. Die Reaktion auf Niederschlagsereignisse ist sehr verschieden. Während die Mühlenweiherquelle 1 nur gering oder gar nicht auf Niederschlagsereignisse reagiert, ist bei der Mühlenweiherquelle 3 eine deutliche Reaktion zu beobachten. Die Mühlenweiherquelle 2 nimmt eine Zwischenstellung ein, was auch in den Schüttungsquotienten zum Ausdruck kommt. Nach LGRB [99] handelt es sich bei der Mühlenweiherquelle 1 um eine Kluftquelle mit Anteilen an Hangschuttwasser. Dass die Mühlenweiherquelle 1 Anteile von Hangschuttwasser enthält, ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 109 belegen die deutliche jahreszeitliche Temperaturschwankung von 1,5°C sowie die häufigen mikrobiologischen Verunreinigungen. Bei der Mühlenweiherquelle 2 ist eine eindeutige Klassifizierung nicht möglich. Anteile von schnell abfließenden Grundwasserkomponenten sind durch die, wenn auch nur gedämpfte, Reaktion auf Niederschlagsereignisse sicher vorhanden. Diese werden vermutlich durch Anteile von Kluftgrundwasser ergänzt. Die Mühlenweiherquelle 3 ist dagegen auf Grund der deutlichen Reaktion auf Niederschläge, des niedrigen Schüttungsquotienten und des hohen Auslaufkoeffizienten als Hangschuttquelle zu klassifizieren. Die Mühlenweiherquellen 1 und 3 zeigen im Herbst/Winter 2010/2011 etwa denselben Gang wie im Herbst/Winter des Vorjahres. Die einsetzenden Niederschläge im November 2010 führen jeweils zu einem Anstieg der Schüttung. Im Jahr 2012 fallen die Schüttungen unter Vorjahresniveau und haben im Herbst 2011 einen historischen Tiefstand. Dies ist neben der Trockenwetterphase 2011 auch auf den Einfluss des Sondierstollens zurückzuführen. Bei der Mühlenweiherquelle 2 wurde bereits festgestellt, dass sie auf die Sommerniederschläge im Juli und August 2010 praktisch nicht mehr reagiert hat, und bereits seit Mitte Juni 2010 bis zum Oktober kontinuierlich abfällt bzw. nahezu trocken fällt, was auf den Einfluss des Sondierstollens zurück geführt werden kann. Die einsetzenden Winterniederschläge haben wieder zu einem Anstieg bis ca. 1,5 l/s geführt, das Entleeren der Quelle (Auslaufverhalten) scheint aber wesentlich rascher zu erfolgen als früher. Im April 2011 ist die Quelle schließlich erstmals auf Grund der Bergwasserdrainage im Sondierstollen trocken gefallen und erst ab Anfang August 2011 nach den ersten anhaltenden Sommerniederschlägen und dem Verschluss des Sondierstollens wieder angesprungen. Abhau- und Saalbrunnenquelle Die Abhau- und Saalbrunnenquelle lassen eine deutliche Abhängigkeit von den Niederschlägen erkennen, was für höhere Anteile an Hangschuttwasser spricht. Hierfür sprechen ebenfalls die niedrigen Schüttungsquotienten zwischen 0,003 und 0,19 (Messungen 2009 - 2014). Der Schüttungsrückgang erfolgt rasch, was in den recht hohen Auslaufkoeffizienten zwischen 0,0063 und 0,0079 d-1 zum Ausdruck kommt. Beide Quellen sind vermutlich als Hangschuttquellen einzustufen, jedoch sind Anteile von Kluftgrundwasser und Verwitterungsdecke nicht grundsätzlich auszuschließen. Auch diese Quellen reagieren ab Februar 2011 praktisch gering oder gar nicht mehr auf Niederschläge. Auch im Zuge des trockenen Frühjahres 2011 fallen die Quellen in ihrer Schüttung stark ab und erreichen historische Tiefststände. Schließlich fällt die Saalbrunnenquelle im Juni 2011 erstmals auf Grund der Bergwasserdrainage im Sondierstollen trocken und springt erst Anfang August 2011 wieder an. Ab Januar 2012 reagieren diese Quellen wieder rasch auf Niederschläge. Atdorfquellen 2, 3.1 und 3.2 Die Atdorfquelle 2 hat insgesamt 3 Auslaufrohre (Atdorfquelle 2.1, 2.2 und 2.3), die im Rahmen der Ausbruchsarbeiten zum Sondierstollenmonitoring separat gemessen werden (Abbildung 14). Der Schüttungsverlauf der Atdorfquelle 2.2 scheint dabei im Vergleich zu den Auslaufrohren 2.1 und 2.3 gedämpft auf Niederschläge zu reagieren. Insgesamt ist der Schüttungsverlauf ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 110 sehr ähnlich zu denjenigen der Atdorfquellen 3.1, 3.2, Abhau- und Saalbrunnenquelle. Auf Grund dieses Schüttungsverhaltens ist die Atdorfquelle 2 als Hangschuttquelle einzustufen. Die Schüttungen der Atdorfquellen 3.1 - 3.2 reagieren deutlich auf Niederschläge, was durch die niedrigen Schüttungsquotienten zum Ausdruck kommt, und belegen damit den starken Einfluss von Hangschuttwasser. Die Quelle 3.2 schüttet insgesamt weniger als die Quelle 3.1, macht jedoch bei genauer Betrachtung die gleichen Reaktionen auf Niederschlagsereignisse mit wie Quelle 3.1. Der Schüttungsrückgang erfolgt ebenfalls bei beiden Quellen sehr rasch (Auslaufkoeffizient (α-Werte) zwischen 0,0072 d-1 und 0,0089 d-1). Auf Grund dieses Schüttungsverhaltens können die Atdorfquellen 3.1 und 3.2 als überwiegend Hangschuttquellen klassifiziert werden. Dies wird durch starke Temperaturdifferenzen und recht niedrige Leitfähigkeiten zusätzlich belegt (siehe Kapitel 8.3.2.1). Trotz des relativ trockenen Herbstes 2010 war die Schüttung in diesen Quellen etwas höher oder zumindest gleich hoch wie im Herbst des Vorjahres. Dies lag am relativ nassen August 2010, der mit seinen Niederschlägen den Aquifer hier wieder aufgefüllt hat. Auch das Winterhalbjahr 2010 – 2011 hat zu einem deutlichen Anstieg der Schüttung geführt. Die Steinbühlquelle befindet sich rd. 1 km südöstlich des geplanten Oberbeckens. Die Mindestschüttung der Steinbühlquelle ist im Vergleich zu der Abhau- und Saalbrunnenquelle recht hoch und beträgt 1,7 l/s (Schüttungsmessungen). Auf Niederschlagsereignisse reagiert die Steinbühlquelle im Vergleich zur Abhau- und Saalbrunnenquelle verzögert und ausgeglichener. Die Ursache des ausgeglichenen Schüttungsverlaufs wird mit einem mächtigen Verwitterungssubstrat, das ein höheres Retentionsvermögen hat, begründet. Die Steinbühlquelle stellt nach dem LGRB eine sogenannte Verwitterungsdeckenquelle dar [99][40]. Dies kann sowohl mit historischen Daten als auch mit den Daten des Messzeitraums 2009 - 2014 belegt werden. Typisch für Verwitterungsdeckenquellen sind eine gedämpfte Reaktion auf Niederschlag sowie ein langsamer Schüttungsrückgang. Ein Beispiel hierfür ist aus Abbildung 13 im April und Mai 2010 ersichtlich. Die Steinbühlquelle reagiert zwar auf das Niederschlagsereignis (evtl. Schneeschmelze), jedoch ist der Anstieg im Vergleich zur Abhauund Saalbrunnenquelle geringer. Der Schüttungsrückgang erfolgt im Vergleich zur Abhau- und Saalbrunnenquelle sehr langsam. Dies kommt auch im Schüttungsquotient von 0,19 (Messungen im Zeitraum 2009 - 2014) sowie dem Auslaufkoeffizienten von 0,0018 d-1 (siehe Kapitel 6.2.6 und Tabelle 22) zum Ausdruck. Im Vergleich zu den o. g. Quellen ist hier der Schüttungsrückgang während der Trockenphase im Jahr 2011 deutlich geringer. Möslequellen Die Möslequellen stellen eine Gruppe von Quellen dar, die im Bereich des Ostabhangs des Abhaus liegen. Die Quellen werden stromabwärts bei einer Wegunterführung gesamthaft gemessen. Frühere Messungen (Messzeitraum vor 2009) liegen nicht vor. Dadurch, dass dieser Quellkomplex bis zum im Frühjahr 2011 komplett trockengefallen ist, ist der Schüttungsquotient aus dieser Messreihe nicht aussagekräftig. Die ermittelten α-Werte vor dem Trockenfallen dieser Quellen sind mit 0,0224 d-1 sehr hoch (siehe Tabelle 22). Zudem korreliert der Schüt- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 111 tungsverlauf deutlich mit Niederschlagsereignissen, sodass diese Quellen als Hangschuttquellen einzustufen sind. Ein Schüttungsrückgang vor dem Hintergrund der anhaltenden, unüblichen Frühjahrstrockenwetterperiode 2011 ist auch hier gegeben. Ab März 2011 sind die Schüttungen aus den Quellsträngen hangabwärts kontinuierlich abgefallen bzw. trocken gefallen. Ab Anfang Mai waren schließlich alle Quellen trocken gefallen. Erst im Zuge der anhaltenden Niederschläge im Dezember 2011 sind die Quellen wieder langsam angesprungen. Dabei trat die Vernässung an der tiefsten Stelle zuerst auf und hat sich kontinuierlich hangaufwärts fortgesetzt. Weitere Quellen in der Umgebung des Hornbergbeckens II Die Igelmoos-, Rüttmatt- und In den Tannen Quellen befinden sich am Gegenhang des geplanten Beckens (siehe Anlage 2) und sind vom Bau des Hornbergbeckens II nicht betroffen. Auf Grund der regionalen Nähe zum Abhau sowie deren Relevanz bei der Wasserbilanz werden die Quellen hier dennoch kurz beschrieben. Nach GRIMM & PRIER [40] ist die In den Tannen Quelle als Verwitterungsdeckenquelle einzustufen, da sie gedämpft auf Niederschlagsereignisse reagiert und der Schüttungsrückgang ebenfalls langsam abläuft. Der Schüttungsgang der Igelmoos- und Rüttmattquelle ist im Schutzgebietsgutachten vom 15.07.1991 vom LGRB [82] beschrieben worden und mit dem Schüttungsverlauf der In den Tannen Quelle verglichen worden. Nach dem LGRB [82] reagiert die Rüttmattquelle am deutlichsten auf Niederschlagsereignisse und hat ebenfalls einen schnelleren Schüttungsrückgang als die Igelmoos- und In den Tannen Quelle. Dies kommt auch in den Schüttungsquotienten der Messreihe der Jahre 2009 -2014 für die Igelmoosquelle (0,18) und Rüttmattquelle (0,00) zum Ausdruck. Bei der Igelmoos und Rüttmattquelle handelt es sich vermutlich ebenfalls um Verwitterungsdeckenquellen, wobei der Anteil an Hangschuttwasser bei der Rüttmattquelle gegenüber der Igelmoosquelle erhöht sein dürfte. Die Weidenbachquellen und Ob der Stehle Quellen liegen im so genannten „Schneeloch“. Der Name rührt von der Tatsache, dass sich Schneemassen in diesem Bereich bis in den Frühsommer halten können. Eine Auswertung der Schüttungsganglinien zeigte, dass die Ob der Stehle Quellen und die Weidenbachquellen deutlich auf Niederschlagsereignisse reagieren, was sich durch sehr niedrige Schüttungsquotienten ausdrückt [81]. Somit sind sehr wahrscheinlich größere Anteile an Hangschuttwasser in den Quellen enthalten. 6.2.6.2 Trockenwetterfalllinien – Speichervermögen Im Folgenden wird das Auslaufverhalten der Quellen am Abhau genauer beschrieben. Bei dem in diesem Kapitel verwendeten Verfahren werden die Quellschüttungen in Bezug zum Aquifervolumen gesetzt. Durch den Bau des Hornbergbeckens II kommt es neben der Teilversiegelung des Einzugsgebietes auch zu einer Verminderung des Aquifervolumens, was sich auf den Schüttungsverlauf der Quellen auswirken kann. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 112 Der Aquiferbereich am Abhau weist bereichsweise Eigenschaften eines Porengrundwasserleiters auf (Berglesand), ist jedoch in der Gesamtheit eher als Kluftgrundwasserleiter zu betrachten. Demnach wird für die folgende Diskussion der Aquifer als Kluftgrundwasserleiter angesprochen und die entsprechenden Begrifflichkeiten verwendet. Des Weiteren tragen die in diesem Kapitel berechneten Auslaufkoeffizienten (α-Werte) zusammen mit hydrochemischen und isotopenhydrologischen Daten (siehe Tabelle 20, Tabelle 24 bis Tabelle 33, sowie Kapitel 6.2.9) zu einer Klassifizierung der Quellen im Bereich des Abhaus nach GRIMM & PRIER (1997) [40] in Hangschuttquellen, Verwitterungsdeckenquellen und Kluftquellen bei. Verwendete Begriffe Das Speichervermögen wird durch folgende Parameter beschrieben: Kluftvolumen (VKl, Einheit: m3) Kluftanteil (nKl, Einheit: %) Effektives oder durchflusswirksames Kluftvolumen (Einheit: m3) Speichernutzbarer Hohlraumanteil (nsn, Einheit: %) Abflussfähiges Grundwasservolumen (Einheit: m3) Für eine Beschreibung der Begriffe siehe Liste der Begriffsdefinitionen. Methodik Um das Auslaufverhalten von Quellen zu beschreiben, betrachtet man die sogenannte Trockenwetterfalllinie, die für jede Quelle einzigartig ist. Die Beschaffenheit der Trockenwetterfalllinie ist demnach ein Ausdruck für die hydrogeologischen Verhältnisse im Einzugsgebiet der Quelle. Eine steil abfallende Trockenwetterfalllinie bedeutet, dass der Grundwasserleiter sein Grundwasser schnell abgibt und somit ein geringes Speichervermögen aufweist. Die Trockenwetterfalllinie stellt den Teil des Trockenwetterabflusses dar, der durch den grundwasserbürtigen Abfluss nach einer Regenzeit entsteht. Im Bereich des Abhaus werden die Quellschüttungen und somit der grundwasserbürtige Abfluss direkt gemessen. Die Trockenwetterfalllinie wird aus den Quellschüttungsganglinien ermittelt (Abbildung 11 bis Abbildung 14). Nach MAILLET [108] hat die Trockenwetterfalllinie einen exponentiellen Verlauf, der mit folgender Formel beschrieben werden kann: Qt = Qo * e-∆t α Qt Qo ∆t α (2) = Abfluss- (Schüttungs-)rate nach einer Zeitspanne (m3/s) = Abfluss- (Schüttungs-)rate zum Anfangszeitpunkt t0 (m3/s) = Zeitspanne, die seit der Messung von Qo verstrichen ist (d) = Auslaufkoeffizient (1/d = d-1) Für die Quellen am Abhau wurde der Auslaufkoeffizient (α-Wert) nach dem grafischen Verfahren von RICHTER und LILLICH [121] bestimmt. Hierbei wird die Quellschüttung halblogarithmisch gegen den Zeitraum des Schüttungsrückgangs aufgetragen (Abbildung 15). Durch die ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 113 entstehende Punkteschar wird eine Ausgleichsgerade gelegt, aus der man die Werte Q t und Q0 entnimmt. Löst man Gleichung (2) nach α auf, erhält man: α = -(1/∆t) * ln(Qt/Q0) (2) Die Berechnungsergebnisse sind in Tabelle 22 zusammengefasst. Eine Auswertung befindet sich am Ende des Kapitels. Der quellenspezifische Auslaufkoeffizient α ist vom speichernutzbaren Hohlraumanteil des Aquifers abhängig. Dieser kann somit bei Kenntnis von α berechnet werden. Hierzu muss zunächst das im Quelleneinzugsgebiet abflussfähige Grundwasservolumen (VGwA) zu einem bestimmten Zeitpunkt nach folgender Formel errechnet werden. VGwA = VAt / α (3) VAt: Abfluss- (Schüttungs-)rate zum Zeitpunkt t, für den der Grundwasservorrat abgeschätzt werden soll (m3/d). Abbildung 15: Ermittlung des Auslaufkoeffizienten (α-Wertes) nach Richter & Lillich [121] am Beispiel der Mühlenweiherquelle 3 (Hangschuttquelle) Für VAt wurde der 17.03.2010 gewählt, da die Schüttungen an diesem Tag ungefähr einem relativen Mittelwasserstand entsprachen. Die Schüttung wurde von l/s auf m3/d umgerechnet. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 114 Nach der Berechnung von VGwA nach Gleichung (3) ergibt sich der speichernutzbare Hohlraumanteil (nsn) bei Kenntnis von Vges aus: nsn = VGwA / Vges (4) Vges: Gesamtvolumen des zur Quelle hin entwässernden Aquifers (m3) Die Ermittlung des Gesamtvolumens (Vges) erfolgte unter Verwendung der Grundwasseroberfläche bei Mittelwasserverhältnissen und der oberirdischen Quelleinzugsgebiete (siehe Tabelle 23; Anlage 6; Abbildung 16). Die oberirdischen Einzugsgebiete der einzelnen Quellen wurden in Anlehnung an bestehende Wasserschutzgebietszonen sowie morphologische Kriterien grafisch ermittelt. Da es sich im Bereich des Abhaus um einen freien Grundwasserspiegel handelt, entspricht der speichernutzbare Hohlraumanteil (Tabelle 23) dem Speicherkoeffizienten. In einem Porengrundwasserleiter würde man von der effektiven Porosität sprechen. Tabelle 22: Berechnung der Auslaufkoeffizienten (α-Wert) nach Richter und Lillich [121] Schüttung Schüttung Anzahl zum Annach der der fangszeit- Zeitspanne Tage punkt t0 ∆t von bis (d) Q0 (m3/s) Qt (m3/s) Einzugsgebiet „Mühlenweiherquellen“ 02.09.09 28.10.09 56 0,00109 0,00103 29.07.09 30.09.09 63 0,00051 0,00032 23.09.09 28.10.09 35 0,00083 0,00067 23.09.09 04.11.09 42 0,00096 0,00069 16.09.09 21.10.09 35 0,00116 0,00093 Einzugsgebiet „Atdorfquellen“ Zeitraum Quelle Mühlenweiherquelle 1 Mühlenweiherquelle 2 Mühlenweiherquelle 3 Saalbrunnenquelle Abhauquelle Atdorfquelle 2 (gesamt) Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 29.12.09 11.02.10 44 α-Werte (1/d)* 0,0010 0,0074 0,0061 0,0079 0,0063 0,0030 0,00063 0,0355 02.09.09 14.10.09 42 0,00104 26.08.09 14.10.09 49 0,00017 Einzugsgebiet „Möslequellen“ 13.01.10 24.02.10 42 0,00528 Möslequellen Einzugsgebiet „Abhau Süd“ 16.07.09 14.10.09 90 0,00204 Steinbühlquelle Einzugsgebiet „Rohrquellen“ 09.09.09 11.11.09 63 0,00092 Rohrquelle 1 09.09.09 14.10.09 35 0,00178 Rohrquelle 2 30.09.09 28.10.09 28 0,00275 Rohrquelle 3 26.08.09 28.10.09 63 0,00008 Rohrquelle 4 *Bis auf Abhau Ost Quellen und Steinbühlquelle alle Werte aus [59] 0,00077 0,00011 0,0072 0,0089 0,00206 0,0224 0,00173 0,0018 0,00068 0,00165 0,00259 0,00005 0,0048 0,0022 0,0021 0,0075 Ergebnisse Folgende Beobachtungen sind bei der Betrachtung der Auslaufkoeffizienten (α-Werte) festzuhalten: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 115 - Die errechneten α-Werte liegen zwischen 1,00 * 10-3 d-1 und 3,55 * 10-2 d-1 und unterscheiden sich somit zum Teil um eine Größenordnung. Die Mühlenweiherquelle 1 hat mit 1,00 * 10-3 d-1 den niedrigsten Wert. Die höchsten Werte haben die Atdorfquelle 2 (3,55 * 10-2 d-1) und die Möslequellen (2,24 * 10-2 d-1). Die Mühlenweiherquelle 1 hat mit 1,00 * 10-3 d-1 einen deutlich niedrigeren α-Wert als die Mühlenweiherquellen 2 (7,40 * 10-3 d-1) und 3 (6,10 * 10-3 d-1). Die Mühlenweiherquellen 2-3, Abhauquelle, Saalbrunnenquelle und die Atdorfquellen 3.1 und 3.2 haben sehr ähnliche α-Werte zwischen 6,10 * 10-3 d-1 und 8,90 * 10-3 d-1. Tabelle 23: Berechnungsergebnisse der Quellschüttungsanalyse VAt = Schüttung zum Zeitpunkt t = 17.03.2010; VGwA = abflussfähiges Grundwasservolumen; Vges = Gesamtvolumen des Aquifers; nsn = speichernutzbarer Hohlraumanteil Quelle Mühlenweiherqu. 1 Mühlenweiherqu. 2 Mühlenweiherqu. 3 Saalbrunnenquelle Abhauquelle Atdorfquelle 2 (gesamt)* Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 Summen/Mittelwerte Schüttung Abflussfä- Gesamtvo(VAt) am higes lumen des 17.03.10 GrundwasAquifers (m3/d) servolumen Vges (m3)*** gemessen VGwA (m3) - berechberechnet net 114,91 60,48 175,39 205,63 216,00 113.654 8.175 28.665 26.152 34.210 197,42 5.555 223,78 24,19 110,59 196,13 237,60 16,42 31.268 2.723 23.049 90.516 110.985 2.201 1.778,54 477.153 Einzugsgebiet (m2) – grafisch ermittelt Mittlere reSpeichersultierende nutzbarer AquifermächHohltigkeit (m) – raumanteil berechnet nsn Gesamt (%) 6.350.750 300.669 rd. 21 3,32 3.219.144 180.303 rd. 18 1,23 5.058.433 260.014 rd. 19,5 4,48 14.628.327 740.986 rd. 19,5 3,01 *VAt gemessen am 10.03.2010; ** VAt gemessen am 24.06.2010; ***berechnet mit Surfer ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 116 Abbildung 16: Einzugsgebiete der Quellen im Bereich Abhau mit Wasserschutzgebietszonen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 117 Vergleich Auslaufkoeffizient mit den Schüttungsquotienten Vergleicht man die Schüttungsquotienten (NQ / HQ) der Quellen mit den ermittelten Auslaufkoeffizienten (Abbildung 17), kann man feststellen, dass hohe Schüttungsquotienten mit niedrigen Auslaufkoeffizienten korrelieren. Dies spiegelt den Umstand wider, dass Quellen mit schnell abfließenden Komponenten durch Niederschlagsereignisse schnell hohe Schüttungen erreichen, die wiederum in Trockenzeiten schnell abfallen. 0,7 Mühlenw eiherquelle 1 Mühlenw eiherquelle 3 Atdorfquelle 3.1 Saalbrunnenquelle Abhau Ost Quellen Rohrquelle 2 Rohrquelle 4 0,6 Schüttungsquotient 0,5 Mühlenw eiherquelle 2 Atdorfquelle 2 (gesamt) Atdorfquelle 3.2 Abhauquelle Rohrquelle 1 Rohrquelle 3 Steinbühlquelle 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,0000 0,0050 0,0100 0,0150 0,0200 0,0250 alpha - Werte (1/d) 0,0300 0,0350 0,0400 Abbildung 17: Schüttungsquotienten (hydrogeologisches Jahr Sept. 2009 – Sept. 2010) vs. Auslaufkoeffizient (α-Werte) Bewertung der Berechnungsergebnisse Bei der Interpretation der in Tabelle 22 und Tabelle 23 berechneten Werte ist folgendes zu beachten: - Das oben beschriebene Verfahren liefert nur Größenordnungen nutzbarer Kluftvolumina (HÖLTING & COLDEWEY [52]). Die berechneten nutzbaren Kluftvolumina stellen eine über das gesamte untersuchte hydraulische System gemittelte Größe dar, von der es in räumlich kleinen Bereichen erhebliche Abweichungen geben kann (HÖLTING & COLDEWEWY [52]). Bei der Berechnung des speichernutzbaren Hohlraumanteils wird die Quellschüttung VAt verwendet. Diese setzt sich zusammen aus gewissen (nicht bekannten) Anteilen des Unteren und des Oberen Verwitterungsbereiches. Da diese zwei Komponenten nicht voneinander zu trennen sind, bezieht sich der errechnete Speicherkoeffizient auf den gesamten Aquiferbereich, also Kluftgrundwasserleiter und teilweise Verwitterungsschutt (Porengrundwasserleiter). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 118 Aus der Literatur sind für verschiedene Quelltypen Auslaufkoeffizienten (α-Werte) bekannt. GRIMM & PRIER (1997) [40] haben für Hangschuttquellen im Schwarzwald Auslaufkoeffizienten zwischen 4,0 * 10-3 d-1 bis 57,0 * 10-3 d-1 ermittelt. Für das Auslaufverhalten von Kluftquellen geben GRIMM & PRIER (1997) [40] Werte zwischen 2,0 * 10-3 d-1 bis 3,0 * 10-3 d-1 an und für Verwitterungsdeckenquellen Auslaufkoeffizienten zwischen 3,0 * 10-3 d-1 bis 5,0 * 10-3 d-1. In der Realität sind jedoch selten reine Endglieder dieser Quelltypen vorhanden. Mischtypen sind viel häufiger. Demnach sollte die Klassifizierung einer Quelle nicht nur auf der Basis des Auslaufkoeffizienten stattfinden. Vielmehr müssen auch andere Faktoren wie z. B. Temperatur, Leitfähigkeit und isotopische Zusammensetzung berücksichtigt werden (siehe Kapitel 6.2.7 und 6.2.9). Schlussfolgerung Bei den Quellen am Abhau handelt es sich überwiegend um Hangschuttquellen (hohe Auslaufkoeffizienten mit α > 0,006 d-1 einhergehend mit niedrigen Schüttungsquotienten < 0,2). Die beobachtete große Streuung der Auslaufkoeffizienten ist typisch für Hangschuttquellen im Schwarzwald und vergleichbar mit bekannten Literaturwerten [40]. Die Steinbühlquelle sowie die Rohrquellen 2 und 3 sind ausgewiesene Verwitterungsdeckenquellen [99][40]. Die errechneten Auslaufkoeffizienten für diese Quellen liegen zwischen 0,0018 und 0,0022 d-1. Dies sind jedoch nach GRIMM & PRIER [40] typische Werte von Kluftquellen. Ausschlaggebend für die Einteilung dieser Quellen als Verwitterungsdeckenquellen ist nach Wasserschutzgebietsgutachten des LGRB [99] unter anderem die Phasenverschiebung der geringen saisonalen Temperaturdifferenz gegenüber der Lufttemperatur um etwa drei bis vier Monate. Die Rohrquelle 1 weist sehr ähnliche Schüttungscharakteristika auf wie die Rohrquellen 2 und 3 und hat einen Auslaufkoeffizienten, der für eine Verwitterungsdeckenquelle typisch ist. Demnach wird die Rohrquelle 1 hier ebenfalls als Verwitterungsdeckenquelle angesprochen. Auf der Basis der Schüttungscharakteristika kann man bei den Mühlenweiherquellen 1 und 2 auf Anteile von Kluftgrundwasser schließen. Die Rohrquelle 4 sowie die Atdorfquelle 3.1 haben zwar einen augenscheinlich flachen Verlauf, weisen jedoch niedrige Schüttungsquotienten und hohe Auslaufkoeffizienten auf. Dies belegt, dass sehr wahrscheinlich signifikante Anteile an schnell abfließenden Wässern bei diesen Quellen vorhanden sind. Kluftgrundwasseranteile sind grundsätzlich jedoch nicht ausgeschlossen. Den vorangehenden Schlussfolgerungen auf der Basis der Schüttungseigenschaften stehen zum Teil die Ergebnisse der isotopenhydrologischen Untersuchungen sowie die Beobachtungen der Temperatur- und Leitfähigkeitsmessungen gegenüber. Dies spiegelt den Umstand wider, dass es sich in der Regel um Mischtypen der Quellenendglieder Hangschutt, Verwitterungsdecken- und Kluftquelle (Bsp. Mühlenweiherquelle 1) handelt. Scheinbare widersprüchliche Ergebnisse sind somit erklärbar. Wie das Beispiel der Mühlenweiherquelle 1 zeigt, liegen in der Regel Mischtypen der Quellenendglieder Hangschutt-, Verwitterungsdecken- und Kluftquelle vor. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 119 6.2.7 Hydrochemische Verhältnisse 6.2.7.1 Messungen an den Quellen Temperatur Die Ganglinien der Wassertemperaturen der Quellen am Abhau sind in Abbildung 18 dargestellt. Tabelle 24 fasst die Temperaturmessungen zusammen. Mühlenweiherquelle 2 Mühlenweiherquelle 3 Abhauquelle Saalbrunnenquelle Steinbühlquelle Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 Auslaufhöhe (m ü. NN) Minimum Maximum Mittelwert Schwankungsbereich Mühlenweiherquelle 1 Tabelle 24: Zusammenfassung der Temperaturmessungen am Abhau (Werte in °C; Messzeitraum 2009 - 2012). Angaben zur Auslaufhöhe aus Lageplänen der WSG Gutachten [81][82][84][85][99] und TK2 857 855,5 859 926,5 962 870 882 882 944 946 945 943,5 7,5 9,4 8,4 1,9 7,0 9,7* 8,0 2,7 6,3 8,4 7,6 2,1 6,8 6,3 8,5 11,5* 7,3 7,4 1,7 5,2 7,4 8,0 7,7 0,6 6,8 8,1 7,5 1,3 6,4 8,8 7,7 2,4 6,0 7,8 6,8 1,8 6,3 7,2 6,7 0,9 6,2 7,4 6,7 1,2 *Deutlich erhöhte Temperaturen nach Wiederanspringen der Quelle. Schwankungsbereich daher vermutlich niedriger. Eine Interpretation der Temperaturganglinien wurde vom LGRB [99] im hydrogeologischen Fachgutachten zur Neuabgrenzung des Wasserschutzgebietes der Mühlenweiherquellen vorgenommen und kann wie folgt zusammengefasst werden (siehe hierzu auch Kap. 6.2.9): Der Gang der Temperaturen ist gegenüber der Lufttemperatur um Phasen von rd. 3 bis 4 Monaten verschoben. Ebenfalls ist eine deutliche Höhenabhängigkeit der Temperatur erkennbar (siehe Tabelle 24). Hohe Schwankungsbereiche innerhalb der Temperaturganglinien (> 1°C) deuten auf kurzfristig abfließende Grundwässer hin. Bei der Mühlenweiherquelle 1 sind deutliche Temperaturschwankungen erkennbar, obwohl diese Quelle dem Schüttungsgang nach eine Kluftquelle darstellt. Die Temperaturschwankungen deuten auf kurzfristig neu gebildetes Wasser hin, was eher für Hangschuttquellen typisch wäre. Leitfähigkeit In Abbildung 18 sind die Ganglinien der Leitfähigkeit der Quellen am Abhau dargestellt. Tabelle 25 fasst die gemessenen Werte zusammen. Eine Interpretation der Leitfähigkeit wurde vom LGRB [99] im hydrogeologischen Fachgutachten zur Neuabgrenzung des Wasserschutzgebietes der Mühlenweiherquellen 1-3 vorgenommen und kann wie folgt zusammengefasst werden: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 120 5,4 8,8 6,7 3,4 Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Rohrquelle 1 42,8 90,6 73,3 47,8 58,8 86,3 65,1 27,5 61,1 91,0 74,9 29,9 62,9 87,6 70,7 24,7 54,5 87,5 59,7 33,0 52,7 84,6 93,7 80,8 120,6 151,3 55,8 103,5 111,9 28,1 36,0 57,6 Die Leitfähigkeit nimmt bei den meisten Quellen analog zur abfallenden Schüttung zu. Dies kann unter anderem damit begründet werden, dass die Verdünnung des Grundwassers durch kurzfristig neu gebildetes Wasser zum Herbst hin abnimmt. Ausnahmen zu dieser Gesetzmäßigkeit kamen im April 2009 und Mai 2010 vor. In diesen Fällen stieg die elektrische Leitfähigkeit nach der Schneeschmelze an. Dies kann dadurch erklärt werden, dass das gering mineralisierte Niederschlags- oder Schneeschmelzwasser das sich schon länger im Aquifer befindende Wasser zunächst verdrängt. Das verdrängte, höher mineralisierte Wasser tritt dann an den Quellen zu Tage und wird mit erhöhter Leitfähigkeit gemessen. Hydrochemische Analysen Die Ergebnisse der an den Quellen durchgeführten hydrochemischen Untersuchungen sind in Tabelle 33 zusammengefasst. Es handelt sich bei den Wässern am Abhau um weiche und mineralstoffarme Wässer, wie sie für Quellen im Schwarzwald typisch sind (siehe GRIMM & PRIER 1997 [40]). Die elektrischen Leitfähigkeiten liegen zwischen 52 µS/cm - 145 µS/cm und belegen damit den niedrigen Grad der Mineralisation. Die Mühlenweiherquelle 1 weist den höchsten Wert der elektrischen Leitfähigkeit auf, was auf einen höheren Anteil an Kluftgrundwasser hinweist (längere Verweilzeiten im Gestein und/oder größeres Angebot an löslichem Calcit). Die Gesamthärte liegt zwischen 1°dH und 2,7°dH. Das härteste Wasser weist erneut die Mühlenweiherquelle 1 auf. Die Nitratkonzentrationen sind bei allen Quellen niedrig und erreichen nur selten Werte über 10 mg/l. Dies ist auf die Lage der Quelle zurückzuführen. Im Bereich Abhau sind die Einzugsgebiete in der Regel bewaldet und intensive Landwirtschaft wird nicht betrieben. Bei den grundsätzlich niedrigen Chlorid-Konzentrationen fallen die erhöhten Werte zwischen 12,8 mg/l und 20,9 mg/l der Rohrquelle 3 und 4 auf. Dies könnte ein Hinweis auf Versalzung sein, jedoch ist die Ursache der Versalzung zu diesem Zeitpunkt unklar. Eine Versalzung durch den Einsatz von Streusalz im Winter ist möglich. Allerdings sind die Werte über das Jahr gesehen konstant höher. Bei einer möglichen Versalzung würde dies auf eine höhere Verweilzeit hindeuten. Die Sulfatgehalte aller Quellen sind durchgehend sehr niedrig. Dies spricht für das Fehlen von schwefelhaltigen Mineralen wie Metallsulfiden in den durchflossenen Gesteinen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Rohrquelle 4 Steinbühlquelle 43,4 85,8 75,9 42,4 Rohrquelle 3 Saalbrunnenquelle 38,7 95,0 74,5 56,3 Rohrquelle 2 Abhauquelle 70,7 62,6 162,7 121,3 131,0 103,9 92,0 58,7 Mühlenweiherquelle 3 Minimum Maximum Mittelwert Schwankungsbereich Mühlenweiherquelle 2 Mühlenweiherquelle 1 Tabelle 25: Zusammenfassung der Leitfähigkeitsmessungen am Abhau (alle Werte in µS/cm, Leitfähigkeit gemessen bei 20°C; Messzeitraum 2009 – 2012) Seite 121 180,0 Leitfähigkeit in µS/cm 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 10,0 9,5 Temperatur in °C 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 01.03.12 31.01.12 31.12.11 Seite 122 01.12.11 Abhauquelle Atdorfquelle 3.2 Rohrquelle 4 Abbildung 18: Ganglinien der Temperaturen und Leitfähigkeiten der Quellen am Abhau (2009 - 2012) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 01.11.11 01.10.11 01.09.11 01.08.11 02.07.11 Mühlenweiherquelle 3 Atdorfquelle 3.1 Rohrquelle 3 01.06.11 02.05.11 01.04.11 02.03.11 30.01.11 31.12.10 30.11.10 31.10.10 30.09.10 Mühlenweiherquelle 2 Steinbühlquelle Rohrquelle 2 31.08.10 31.07.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 30.01.10 30.12.09 30.11.09 30.10.09 30.09.09 30.08.09 31.07.09 30.06.09 31.05.09 30.04.09 31.03.09 01.03.09 Mühlenweiherquelle 1 Saalbrunnenquelle Rohrquelle 1 7,0 6,5 Temperatur (°C) 7,5 7,0 ^^ Temperatur (°C) 9,0 8,5 8,0 6,5 6,0 19.02.12 05.02.12 22.01.12 08.01.12 25.12.11 11.12.11 27.11.11 13.11.11 30.10.11 16.10.11 02.10.11 18.09.11 04.09.11 21.08.11 07.08.11 24.07.11 10.07.11 26.06.11 12.06.11 29.05.11 15.05.11 01.05.11 17.04.11 03.04.11 20.03.11 06.03.11 20.02.11 06.02.11 23.01.11 09.01.11 26.12.10 12.12.10 28.11.10 14.11.10 31.10.10 17.10.10 03.10.10 19.09.10 05.09.10 22.08.10 08.08.10 25.07.10 11.07.10 27.06.10 13.06.10 30.05.10 16.05.10 02.05.10 18.04.10 04.04.10 21.03.10 07.03.10 21.02.10 07.02.10 24.01.10 10.01.10 27.12.09 13.12.09 29.11.09 15.11.09 01.11.09 Seite 123 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 AOG8 AOG7 AOG2 AOG1 AOB15 AOB12 Abbildung 19: Temperaturganglinien der Grundwassermessstellen am Abhau AOG5 AOG4 Saalbrunnenquelle AOG3 Atdorfquelle 2 AOB10 AOG6 5,5 8,0 7,5 6,0 5,5 Tabelle 26: Grundwasserbeprobung Abhau - Juli 2010 GWM: Parameter: AOB10 AOB12 23.07. 27.07. Datum: 2010 2010 Dim: Messwerte: Färbung, qualitativ Geruch, qualitativ Trübung, qualitativ Förderstrom Temperatur elektrische Leitfähigkeit (20°C) pH-Wert Sauerstoff Sauerstoffsättigungsindex Bodensatz, qualitativ Redox-Spannung Säurekapazität bis pH4.3 Basekap. bis pH8,2 Gesamthärte Gesamthärte Natrium Kalium Calcium Magnesium Phosphor, gesamt Ammonium Hydrogencarbonat Eisen, gesamt Mangan, gesamt l/s °C µS/cm mg/l Gew% mV mmol/l mmol/l mmol/l °dH mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l °dH mg/l mg/l AOB15 23.07. 2010 AOG01 AOG02 27.07. 26.07.2010 2010 AOG03 27.07. 2010 AOG04 26.07. 2010 AOG05 26.07. 2010 AOG06 23.07. 2010 AOG07 23.07. 2010 AOG08 27.07. 2010 braun farblos braun farblos braun geruchlos leicht braun geruchlos geruchlos geruchlos trüb stark trüb 0,05 6,9 0,15 6,6 0,15 7,5 0,10 8,4 geruchlos schwach trüb 0,15 7,3 geruchlos stark trüb geruchlos schwach trüb 0,15 7,5 140 42 35 44 101 61 30 59 6,21 9,4 7,44 9,3 6,21 10,6 5,91 8,7 6,26 10,0 7,54 8,5 6,33 10,0 5,75 10,5 6,29 10,7 96 90 89 98 80 95 81 96 99 99 ohne 420 wenig 430 ohne 420 wenig 380 wenig 440 ohne 450 wenig 440 ohne 380 wenig 420 ohne 430 wenig 440 0,41 0,46 0,48 1,28 0,34 0,27 0,28 0,91 0,45 0,20 0,46 0,74 0,197 1,1 4,1 0,9 5,9 1,0 0,034 0,01 1,1 <0,005 0,007 0,38 0,233 1,3 3,6 0,9 7,3 1,3 0,014 0,29 1,3 0,011 0,021 0,56 0,197 1,1 4,3 0,8 6,5 0,7 0,121 0,01 1,3 <0,005 <0,005 0,12 0,68 3,8 3,8 0,5 23,2 2,2 <0,005 0,01 3,6 0,013 <0,005 0,32 0,197 1,1 3,3 0,5 6,2 0,8 0,040 <0,01 1,0 0,011 <0,005 0,52 0,107 0,6 3,1 0,4 3,3 0,7 0,026 <0,01 0,8 0,014 <0,005 0,32 0,143 0,8 3,4 0,4 4,5 0,9 0,040 <0,01 0,8 <0,005 <0,005 0,05 0,519 2,9 2,9 0,4 17,9 1,5 <0,005 <0,01 2,5 <0,005 <0,005 0,41 0,286 1,6 3,3 0,3 9,6 1,0 0,028 0,02 1,3 0,007 <0,005 0,50 0,090 0,5 2,6 0,6 2,7 0,5 0,007 <0,01 0,6 <0,005 0,019 0,38 0,215 1,2 4,2 0,4 7,3 1,0 0,051 0,09 1,3 0,018 0,008 braun braun farblos braun braun geruchlos geruchlos geruchlos trüb stark trüb trüb 0,05 8,9 0,15 7,0 0,15 7,7 geruchlos schwach trüb 0,10 8,0 50 58 55 5,98 6,4 6,28 10,3 62 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 124 stark trüb stark trüb n.n. 7,0 Tabelle 26: Fortsetzung GWM: Datum: Parameter: Dim: Nitrat Nitrit Chlorid Arsen Blei Cadmium Chrom, gesamt Kupfer Nickel Quecksilber Zink Sulfat mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l AOB10 AOB12 AOB15 AOG01 AOG02 AOG03 AOG04 23.07.2010 27.07.2010 23.07.2010 26.07.2010 27.07.2010 27.07.2010 26.07.2010 Messwerte: 4,4 10,1 5,1 6,9 6,7 6,3 4,1 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 1,1 1,4 1,5 3,8 1,6 1,2 1,6 0,0021 0,0005 0,0034 0,0027 0,0035 0,0005 0,0005 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,003 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,003 0,002 0,003 0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 0,013 0,013 0,011 0,001 0,003 0,003 0,003 4,4 1,7 2,0 4,5 1,3 2,1 5,1 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 125 AOG05 AOG06 26.07.2010 23.07.2010 4,6 <0,01 1,1 0,1167 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,0001 0,001 6,7 7,1 <0,01 1,1 0,0015 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,0001 0,001 5,5 AOG07 AOG08 23.07.2010 27.07.2010 7,0 <0,01 1,2 <0,0005 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,0001 0,002 <1,0 4,9 <0,01 1,6 0,0012 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 0,001 <0,0001 0,001 4,7 Tabelle 27: Grundwasserbeprobung Abhau während der Pumpversuche 2009 (siehe Tabelle 7) GWM: AOB3 Datum: 28.10.2009 Parameter: Dim: Messwerte: Färbung, qualitativ farblos Geruch, qualitativ geruchlos Temperatur °C 7,2 Trübung, qualitativ Klar elektrische Leitfähigkeit (20°C) µS/cm 62,8 pH-Wert 6,77 Sauerstoff mg/l Sauerstoffsättigungsindex Gew% Trübung, quantitativ NTU 8,40 1/m 0,52 Spektraler Absorptionskoeffizient (SAK) bei 254nm Spektraler Absorptionskoeffizient (SAK) bei 436nm 1/m 0,02 gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) mg/l 0,23 Säurekapazität bis pH4,3 mmol/l 0,46 Basekapazität bis pH8,2 mmol/l 0,32 Gesamthärte mmol/l 0,215 Calcium mg/l 6,4 Magnesium mg/l 1,3 Natrium mg/l 4,4 Kalium mg/l 1,0 Eisen, gesamt mg/l 0,229 Mangan, gesamt mg/l 0,019 Sulfat mg/l <1,0 Chlorid mg/l 1,4 Nitrat mg/l 9,3 Ammonium mg/l 0,01 Phosphat, gesamt mg/l 0,23 Bor mg/l <0,005 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 AOB5 16.09.2009 AOB6 10.09.2009 AOB20 10.09.2009 AOG7 20.10.2009 farblos geruchlos 7,8 klar 64,0 6,62 9,3 100 6,98 1,96 <0,01 0,26 0,51 0,35 0,269 8,7 1,3 3,9 0,8 0,047 0,018 2,2 1,4 8,1 <0,01 0,15 <0,005 farblos geruchlos 9,5 klar 111,9 7,00 9,6 102 18,50 6,47 <0,01 0,16 1,02 0,23 0,501 16,7 2,0 4,0 1,4 0,370 0,042 1,8 1,8 7,0 <0,01 0,05 0,007 farblos geruchlos 9,5 klar 140,2 7,21 9,7 104 25,40 11,00 <0,01 0,21 1,11 0,10 0,537 17,9 2,2 6,0 2,1 0,552 0,050 6,0 5,0 4,7 <0,01 <0,01 0,010 0,88 0,08 0,33 0,57 0,48 0,270 7,6 1,9 4,5 1,3 0,109 0,111 2,1 1,9 5,8 <0,01 0,03 <0,005 Seite 126 Tabelle 28: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 26.08.2009 SteinAtdorfAtdorfSaalbr.- AbhauQuelle bühlquelle quelle quelle quelle quelle 3.1 3.2 Dim: Messwerte: [] farblos farblos farblos farblos farblos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos [] [°C] 7,8 7,1 7,5 7,6 8,1 [] klar klar klar klar klar [] 6,20 6,18 6,27 6,13 6,09 [Gew%] 99 96 104 99 100 [mg/l] 10,7 10,5 11,2 10,7 10,6 Mühlenw.quelle 1 Mühlenw.quelle 2 Mühlenw.quelle 3 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 3) Parameter: farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos Färbung, qualitativ geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos Geruch, qualitativ 8,9 8,3 8,0 7,0 6,8 6,9 7,5 Temperatur klar klar klar klar klar klar klar Trübung, qualitativ 6,34 6,31 6,34 6,22 6,13 6,04 5,53 pH-Wert Sauerstoffsättigungsindex 79 100 97 120 128 127 127 8,2 10,6 10,4 13,0 14,0 13,7 13,4 Sauerstoff Elektrische Leitfähigkeit [µS/cm] 61,00 72,60 79,20 75,30 69,90 126,7 102,3 74,7 58,1 54,8 101,1 106,4 (25°C) [NTU] 0,56 0,25 0,17 0,50 0,83 0,41 0,34 0,52 0,41 0,25 0,83 0,94 Trübung, quantitativ 1) [1/m] 0,26 0,34 0,34 0,44 0,44 0,64 0,40 0,36 0,34 0,50 0,18 0,42 SAK bei 254nm [1/m] <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 SAK1) bei 436nm [mg/l] <0,10 0,12 <0,10 0,11 0,12 0,15 0,14 0,58 <0,10 <0,10 <0,10 <0,10 DOC2) Säurekapazität bis pH4,3 [mmol/l] 0,50 0,53 0,55 0,42 0,42 0,75 0,37 0,56 0,44 0,38 0,42 0,23 Basekapazität bis pH8,2 [mmol/l] 0,34 0,48 0,35 0,41 0,43 0,51 0,58 0,35 0,43 0,38 0,50 0,68 [mmol/l] 0,251 0,269 0,286 0,269 0,251 0,483 0,340 0,304 0,215 0,179 0,340 0,322 Gesamthärte [mg/l] 8,1 8,2 8,6 8,3 8,0 15,7 11,1 9,8 6,1 5,3 10,5 9,9 Calcium [mg/l] 1,1 1,5 1,7 1,3 1,3 2,3 1,6 1,3 1,3 1,1 1,7 1,9 Magnesium [mg/l] 4,2 4,1 4,0 3,7 3,9 4,7 4,2 2,9 4,0 3,9 4,9 6,3 Natrium [mg/l] 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,3 0,5 0,5 0,7 0,6 Kalium [mg/l] <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 Eisen, gesamt [mg/l] <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 Mangan, gesamt [mg/l] 1,7 2,0 3,5 6,1 5,6 4,9 13,3 5,3 1,6 <1,0 1,5 2,3 Sulfat [mg/l] 2,1 1,2 1,1 1,2 1,1 8,8 2,5 1,3 1,1 1,2 14,9 20,9 Chlorid [mg/l] 5,6 10,1 10,7 10,6 9,2 8,6 6,4 5,1 7,3 8,6 4,9 4,3 Nitrat [mg/l] 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,01 0,02 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 Ammonium [mg/l] 0,17 0,08 0,06 0,07 0,07 0,04 0,07 0,04 0,16 0,18 0,12 0,08 Phosphat, gesamt [mg/l] <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 Bor 1) Spektraler Absorptionskoeffizient; 2) gelöster organischer Kohlenstoff; 3) Rohrquelle 4 wurde nur am 26.08.2009 beprobt ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 127 Tabelle 29: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 09.12.2009 Parameter: Färbung, qualitativ Geruch, qualitativ Temperatur Trübung, qualitativ pH-Wert Sauerstoffsättigungsindex Sauerstoff Trübung, quantitativ Elektrische Leitfähigkeit (25°C)t SAK1) bei 254nm SAK1) bei 436nm DOC2) Säurekapazität bis pH4,3 Basekapazität bis pH8,2 Gesamthärte Calcium Magnesium Natrium Kalium Eisen, gesamt Mangan, gesamt Sulfat Chlorid Nitrat Ammonium Steinbühl- Saalbr.AbhauAtdorf- Mühlenw.- Mühlenw.RohrRohrRohrQuelle3) quelle quelle quelle quelle 3.1 quelle 1 quelle 3 quelle 1 quelle 2 quelle 3 Dim: Messwerte: [] farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos [] geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos [°C] 7,5 7 7,1 7 7,8 6,9 6,2 6,4 6,3 [] klar klar klar klar klar klar klar klar klar [] 6,45 6,48 6,5 6,39 6,54 6,61 6,4 6,35 6,21 [Gew%] 102 102 98 95 78 98 75 84 85 [mg/l] 10,7 10,9 10,5 10,2 8,4 10,6 8,3 9,1 9,2 [NTU] 0,22 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0,11 <0,05 <0,05 [µS/cm] [1/m] [1/m] [mg/l] [mmol/l] [mmol/l] [mmol/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] 63,1 0,52 <0,01 0,27 0,42 0,29 0,215 6,7 1,1 4,3 0,6 <0,005 <0,005 1,9 2,7 5,3 <0,01 74,4 0,46 <0,01 0,24 0,49 0,37 0,251 7,9 1,4 4,1 0,6 <0,005 <0,005 2 1,1 10,2 <0,01 78,2 0,52 <0,01 0,19 0,51 0,41 0,269 8,3 1,6 4,3 0,5 <0,005 <0,005 3,4 1 10 <0,01 72,5 0,5 <0,01 0,23 0,38 0,37 0,251 7,6 1,3 3,9 0,5 <0,005 <0,005 5,9 1,3 10,5 <0,01 122,5 0,88 <0,01 0,29 0,72 0,52 0,465 14,9 2,2 4,5 0,4 <0,005 <0,005 4,6 7,5 8,3 <0,01 75,9 0,62 <0,01 0,3 0,46 0,3 0,269 8,7 1,2 2,7 0,3 <0,005 <0,005 5,5 1 5,3 <0,01 59,9 0,58 <0,01 0,22 0,42 0,38 0,197 6,3 1 3,5 0,5 <0,005 <0,005 1,9 1 6,5 <0,01 55,3 0,46 <0,01 0,32 0,34 0,31 0,179 5,6 1 3,4 0,6 <0,005 <0,005 <1 1,3 9 <0,01 101,3 0,64 <0,01 0,28 0,39 0,47 0,304 9,8 1,6 5 0,7 <0,005 <0,005 1,4 12,8 5,1 <0,01 Phosphat, gesamt 0,21 0,11 0,09 0,11 0,08 0,09 0,19 0,22 0,16 Bor <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 1) Spektraler Absorptionskoeffizient; 2) gelöster organischer Kohlenstoff; 3) Bei der Atdorfquelle 3.2, Mühlenweiherquelle 2 und der Rohrquelle 4 wurden nur mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 128 Tabelle 30: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 21.04.2010 Steinbühl- Saalbr.AbhauAtdorf- Mühlenw.- Mühlenw.RohrRohrRohrQuelle3) quelle quelle quelle quelle 3.1 quelle 1 quelle 3 quelle 1 quelle 2 quelle 3 Dim: Messwerte: [] farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos [] geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos [°C] 7,7 6,9 7,3 8,0 8,6 8,0 6,9 6,8 6,8 [] klar klar klar klar klar klar klar klar klar [] 6,02 6,26 6,05 5,98 6,9 6,28 5,83 5,94 5,75 [Gew%] [mg/l] 9,6 9,6 9,4 8,6 6,3 8,9 9,1 9,4 9,2 [NTU] 0,09 0,11 0,21 0,16 0,11 0,75 0,16 0,14 0,17 Parameter: Färbung, qualitativ Geruch, qualitativ Temperatur Trübung, qualitativ pH-Wert Sauerstoffsättigungsindex Sauerstoff Trübung, quantitativ Elektrische Leitfähigkeit [µS/cm] (25°C) 60,3 70,3 74,7 71,3 117,6 65,8 55,9 52,9 89,8 1) [1/m] SAK bei 254nm 0,26 0,16 0,38 0,44 1,50 0,96 0,34 0,44 0,38 [1/m] SAK1) bei 436nm 0,02 <0,01 0,04 <0,01 0,06 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 [mg/l] DOC2) <0,10 <0,10 <0,10 0,11 0,36 0,17 <0,10 <0,10 <0,10 Säurekapazität bis pH4,3 [mmol/l] 0,51 0,54 0,53 0,43 0,73 0,54 0,44 0,39 0,42 Basekapazität bis pH8,2 [mmol/l] 0,34 0,23 0,38 0,40 0,55 0,36 0,40 0,37 0,50 [mmol/l] Gesamthärte 0,233 0,269 0,286 0,269 0,483 0,322 0,215 0,179 0,340 [mg/l] Calcium 7,4 8,5 9,1 8,4 15,5 10,5 6,9 5,8 10,7 [mg/l] Magnesium 1,2 1,4 1,5 1,2 2,2 1,3 0,9 0,9 1,6 [mg/l] Natrium 4,4 4,2 4,1 3,9 4,2 3,2 3,5 3,5 5,1 [mg/l] Kalium 0,7 0,6 0,5 0,5 0,5 0,3 0,6 0,6 0,7 [mg/l] Eisen, gesamt <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 0,011 <0,005 <0,005 <0,005 [mg/l] Mangan, gesamt <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 [mg/l] Sulfat 2,0 2,7 4,3 6,4 4,9 5,4 2,0 1,2 2,1 [mg/l] Chlorid 2,1 1,2 1,1 1,1 8,4 1,0 1,1 1,3 14,7 [mg/l] Nitrat 5,6 10,2 10,3 8,8 8,6 6,9 7,6 8,1 5,0 [mg/l] Ammonium 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Phosphat, gesamt [mg/l] 0,20 0,10 0,08 0,10 0,07 0,060 0,19 0,22 0,15 [mg/l] Bor <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 1) Spektraler Absorptionskoeffizient; 2) gelöster organischer Kohlenstoff; 3) Bei der Atdorfquelle 3.2, Mühlenweiherquelle 2 und der Rohrquelle 4 wurden nur mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 129 Tabelle 31: Quellwasserbeprobung am Abhau vom 05.07.2010 Parameter: Quelle3) Dim: Steinbühlquelle Saalbr.quelle Abhauquelle Atdorf- Mühlenw.- Mühlenw.quelle 3.1 quelle 1 quelle 3 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Messwerte: [] Färbung, qualitativ farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos farblos [] Geruch, qualitativ geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos geruchlos [°C] Temperatur 7,7 7,5 7,2 7,3 8,5 7,3 6,7 6,6 6,6 [] Trübung, qualitativ klar klar klar klar klar klar klar klar klar [] pH-Wert 6,55 6,58 6,62 6,37 6,44 6,45 6,44 6,39 6,18 Sauerstoffsättigungsindex [Gew%] [mg/l] Sauerstoff [NTU] Trübung, quantitativ 0,12 Elektrische Leitfähigkeit [µS/cm] (25°C) 62,4 72,8 77,4 70,9 126,3 69,5 58,0 54,4 100,6 [1/m] SAK1) bei 254nm 0,28 0,42 0,3 0,48 0,66 0,46 0,4 0,36 0,36 [1/m] SAK1) bei 436nm <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 [mg/l] DOC2) 0,35 0,35 0,42 0,5 0,46 0,32 0,31 0,39 0,31 Säurekapazität bis pH4,3 [mmol/l] 0,49 0,52 0,52 0,4 0,73 0,55 0,42 0,37 0,4 Basekapazität bis pH8,2 [mmol/l] 0,37 0,32 0,4 0,43 0,58 0,32 0,46 0,4 0,54 [mmol/l] Gesamthärte 0,269 0,269 0,286 0,251 0,483 0,304 0,215 0,197 0,34 [mg/l] Calcium 8,8 8,2 8,4 8 15,5 9,8 6,7 5,8 10,5 [mg/l] Magnesium 1,2 1,5 1,7 1,2 2,4 1,4 1 1,1 1,7 [mg/l] Natrium 4,3 4,1 4,4 4 4,6 3,2 3,4 3,6 5 [mg/l] Kalium 0,7 0,6 0,5 0,5 0,4 0,3 0,5 0,8 1 [mg/l] Eisen, gesamt <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 [mg/l] Mangan, gesamt <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 [mg/l] Sulfat 1,9 2 3,6 5,8 5 5,6 1,7 <1 1,4 [mg/l] Chlorid 2,6 1,2 1,1 1,1 9,1 1,2 1,1 1,5 15,3 [mg/l] Nitrat 5,4 9,8 10,1 9,6 8,7 5,3 7,3 9,2 5,3 [mg/l] Ammonium 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 [mg/l] Phosphat, gesamt 0,19 0,1 0,08 0,09 0,06 0,06 0,19 0,23 0,22 [mg/l] Bor <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 1) Spektraler Absorptionskoeffizient; 2) gelöster organischer Kohlenstoff; 3) Bei der Atdorfquelle 3.2, Mühlenweiherquelle 2 und der Rohrquelle 4 wurden nur mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 130 Tabelle 32: Zusammenfassung der stündlichen Temperaturmessungen in den Grundwassermessstellen am Abhau (alle Werte in °C) Maximum Minimum Mittelwert Schwankungsbereich AOB10 AOB12 AOB15 6,6 6,5 7,0 6,4 6,3 6,7 6,5 6,4 6,8 0,2 0,2 AOG1 6,6 6,5 6,5 AOG2 6,4 6,2 6,2 AOG3 7,0 5,9 6,5 AOG4 7,0 6,8 6,9 AOG5 8,0 6,3 7,3 AOG6 8,6 6,8 7,6 AOG7 6,9 6,7 6,8 AOG8 6,5 6,4 6,5 AOG9 11,3 6,8 9,4 AOG10 10,8 6,7 9,0 0,1 0,2 1,1 0,2 1,7 1,8 0,2 0,1 4,5 4,1 0,3 Tabelle 33: Zusammenfassung ausgewählter hydrochemischer Parameter der Grundwasser- und Quellwasserproben am Abhau Temperatur aus wöchentlichen Messungen (°C) 5,9 – 11,3 Grundwasser 7,5 – 9,4 Mühlenweiherquelle 1 7,0 – 9,7 Mühlenweiherquelle 2 1) 6,3 – 8,4 Mühlenweiherquelle 3 6,8 – 8,1 Atdorfquelle 3.1 6,4 – 8,8 Atdorfquelle 3.21) 6,8 – 8,5 Abhauquelle 6,3 – 11,5 Saalbrunnenquelle 7,4 – 8,0 Steinbühlquelle 6,0 – 7,8 Rohrquelle 1 6,3 – 7,2 Rohrquelle 2 6,2 – 7,4 Rohrquelle 3 5,4 – 8,8 Rohrquelle 41) 5,4 – 11,5 Alle Quellen 1) nur eine Messung am 26.08.2009. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 pH-Wert 5,75 – 7,54 6,34 – 6,90 6,31 6,28 – 6,61 5,98 – 6,39 6,09 6,05 – 6,62 6,18 – 6,58 6,02 – 6,55 5,83 – 6,44 5,94 – 6,39 5,75 – 6,21 5,53 5,75 – 6,90 elektr. Leitf. aus wöchentGesamthärte lichen Mes(°dH) sungen (µS/cm; 20°C) 30,0 – 140,0 0,50 – 3,80 70,7 – 162,7 2,60 – 2,70 62,0 – 121,3 1,90 38,7 – 95,0 1,51 – 1,80 61,1 – 91,0 1,41 – 1,51 62,9 – 87,6 0,251 43,4 – 85,8 1,51 – 1,60 42,8 – 90,6 1,41 – 1,51 58,8 – 86,3 1,20 – 1,51 54,5 – 87,5 1,10 – 1,20 52,7 – 80,8 1,00 – 1,10 84,6 – 120,6 1,70 – 1,90 93,7 – 151,3 0,322 38,7 – 162,7 1,00 – 2,70 Seite 131 NO3- (mg/l) Cl- (mg/l) 4,1 – 10,1 1,1 – 3,8 8,3 – 8,7 7,5 – 9,1 6,4 2,5 5,1 – 6,9 1,0 – 1,3 8,8 – 10,6 1,1 – 1,3 9,2 1,1 10,0 – 10,7 1,0 – 1,1 9,8 – 10,2 1,1 – 1,2 5,3 – 5,6 2,1 – 2,7 6,5 – 7,6 1,0 – 1,1 8,1 – 9,2 1,2 – 1,5 4,9 – 5,3 12,8 – 15,3 4,3 20,9 4,9 – 10,7 1,0 – 15,3 SO4- (mg/l) 1,3 – 6,7 4,6 – 5,0 13,3 5,3 – 5,6 5,8 – 6,4 5,6 3,4 – 4,3 2,0 – 2,7 1,7 – 2,0 1,6 – 2,0 1,2 1,4 – 2,1 2,3 1,2 – 13,3 6.2.7.2 Messungen in den Grundwassermessstellen Temperatur Die Temperatur des Grundwassers am Abhau wurde in den Grundwassermessstellen stündlich- 4-stündlich registriert (Abbildung 19). Von den 11 Grundwassermessstellen am Abhau zeigen lediglich AOG3, AOG5 und AOG6 nennenswerte Schwankungen in der Grundwassertemperatur. AOG5 und AOG3 liegen in der Nähe von Quellaustritten (Atdorfquelle 2 und Möslequellen). Der Verlauf der Temperaturen in diesen Messstellen folgt denjenigen der Quellen. Der Temperaturverlauf der Möslequellen unterliegt sehr starken Schwankungen, sodass keine direkte Korrelation möglich ist. Der Temperaturverlauf der Saalbrunnenquelle ist gegenläufig zum Temperaturverlauf in AOG6. In den zwei zusätzlich errichteten Messstellen im Bereich des Rohrmooses sind aufgrund der Oberflächennähe deutlichere Temperaturschwankungen registriert worden (siehe Tabelle 32). Hydrochemische Analysen Die Ergebnisse der Grundwasserbeprobung am Abhau gemäß Tabelle 26 und Tabelle 33 können wie folgt zusammengefasst werden: - Die Temperaturen schwanken zwischen 6,6°C (AOG03) und 8,9°C (AOB10) um einen Mittelwert von 7,53°C Die elektrische Leitfähigkeit bei 25°C schwankt zwischen 30 µS/cm und 140 µS/cm (Mittelwert = 60 µS/cm) und ist somit in allen Probennahmestellen sehr niedrig Der pH-Wert ist mit Werten zwischen 5,75 bis 6,33 in der Regel schwach sauer außer in AOG01 (7,44) und AOG05 (7,54) Die Gesamthärte schwankt zwischen 0,5 und 3,8 °dH. Somit kann das Wasser nach KLUT-OLSZEWSKI [68] als sehr weich eingestuft werden. Nitrat-, Chlorid und Sulfatgehalt sind niedrig. Alle gemessenen Parameter liegen in den gleichen Größenordnungen wie die beprobten Quellen. Für eine genaue Beschreibung von gemessenen Arsengehalten in den Grundwasserproben sei an dieser Stelle auf Antragsteil E.II Arsengutachten verwiesen. 6.2.8 Mikrobiologie und Trübungsmessungen Trübungsmessungen Abbildung 20, Abbildung 21, Abbildung 22 und Abbildung 23 zeigen die Ergebnisse der Trübungsmessungen am Abhau zusammen mit den Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten. In den Abbildungen sind drei Trends in unterschiedlich ausgeprägter Deutlichkeit bei allen Quellen festzustellen: - eine Erhöhung der „Nephelometric Turbidity Unit“ (NTU)-Werte im Dezember 2009 sowie Januar 2010 eine Erhöhung der NTU Werte im Mai 2010 bis Juli 2010 niedrigste NTU Werte im August bis Oktober 2009 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 132 Die Einheit NTU wird in der Wasseraufbereitung verwendet um den Trübungsgrad einer Flüssigkeit darzustellen. Laut Trinkwasserverordnung liegt bei 1 NTU der Grenzwert für Trinkwasser. Die Trends lassen sich anhand der Niederschlagsdaten gut erklären. Durch erhöhte Niederschläge im Dezember 2009 und Januar 2010 in Kombination mit Schneeschmelze kommt es in den Einzugsgebieten der Quellen zur Ausschwemmung von Feinmaterial, welches zu Trübungen im Grundwasser führt. Im trockenen Spätsommer / Herbst 2009 fehlen diese Niederschläge und die NTU-Werte sind folglich niedrig. Mikrobiologie – Historische Messungen Tabelle 34 fasst die in den Jahren 1989 - 2009 an den Quellen am Abhau durchgeführten mikrobiologischen Untersuchungen zusammen (siehe [84][85][99]). Grenzwertüberschreitungen liegen vor allem bei coliformen Keimen vor (Mühlenweiherquellen 1-3 und Saalbrunnenquelle) und sind vermutlich auf das im Einzugsgebiet viehwirtschaftlich genutzte Gelände (Wiese) zurückzuführen. Tabelle 34: Zusammenfassung der historischen Daten der mikrobiologischen Untersuchungen einiger Quellen am Abhau (siehe [84][85][99]) Quelle Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 Steinbühlquelle Abhauquelle Saalbrunnenquelle Mühlenweiherquelle 1 Mühlenweiherquelle 2 Mühlenweiherquelle 3 Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Anzahl der Messzeitraum untersuchten Proben 1989 - 1990 1989 - 1990 1989 - 1990 1989 - 1990 1999 - 2010 1999 - 2009 1999 - 2009 1999 - 2009 1999 - 2009 1999 - 2009 2007 - 2009 2007 - 2009 4 4 1 3 21 23 23 21 21 23 5 5 Anzahl der Grenzwertüberschreitungen* innerhalb der untersuchten Proben Keimzahl in 100 ml 20°C 36°C - 1 - Coli. Keime in 100 ml E. Coli in 100 ml 1 2 3 1 6 - 1 2 - * Grenzwert: bei 20°C und 36°C in 100 ml = 100 Kolonien. Coliforme Keime sowie E. Coli dürfen nicht nachgewiesen werden. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 133 Trübung Rohrquellen 1-4 Trübung in NTU 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 300 50 40 35 200 30 150 25 20 100 15 10 50 5 Abbildung 20: Ganglinien der Trübung der Rohrquellen 1-4 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 134 01.08.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 01.02.10 01.01.10 01.12.09 01.11.09 01.10.09 01.09.09 01.08.09 01.07.09 01.06.09 0 01.05.09 0 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 45 250 Trübung Mühlenweiherquellen 1-3 1,00 Trübung in NTU 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Mühlenweiherquelle 1 Mühlenweiherquelle 2 Mühlenweiherquelle 3 300 50 40 35 200 30 150 25 20 100 15 10 50 5 01.08.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 01.02.10 01.01.10 01.12.09 01.11.09 01.10.09 01.09.09 01.08.09 01.07.09 01.06.09 0 01.05.09 0 Abbildung 21: Ganglinien der Trübung der Mühlenweiherquellen 1-3 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 135 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 45 250 Trübung Atdorfquellen 3.1 und 3.2 1,00 Trübung in NTU 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 300 50 40 35 200 30 150 25 20 100 15 10 50 5 01.08.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 01.02.10 01.01.10 01.12.09 01.11.09 01.10.09 01.09.09 01.08.09 01.07.09 01.06.09 0 01.05.09 0 Abbildung 22: Ganglinien der Trübung der Atdorfquellen 3.1 und 3.2 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 136 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 45 250 Trübung in NTU 1,00 Trübung Abhau-, Saalbrunnen- und Steinbühlquelle 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Abhauquelle Saalbrunnenquelle Steinbühlquelle 300 50 40 35 200 30 150 25 20 100 15 10 50 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 45 250 5 01.08.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 01.02.10 01.01.10 01.12.09 01.11.09 01.10.09 01.09.09 01.08.09 01.07.09 01.06.09 0 01.05.09 0 Abbildung 23: Ganglinien der Trübung der Abhau-, Saalbrunnen- und Steinbühlquelle mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 137 Escherichia coli (E. coli) wurde in der Mühlenweiherquelle 1 und 3 nachgewiesen, was ebenfalls auf das viehwirtschaftlich genutzte Einzugsgebiet zurückgeführt werden kann. Die übrigen Grenzwertüberschreitungen sind vermutlich auf Niederschlagsereignisse oder Schneeschmelze zurückzuführen. Im Wasserschutzgebietsgutachten heißt es jedoch, dass es sich um „weitestgehend einwandfreies Trinkwasser handelt“ [84]. Mikrobiologie – Messungen im Zeitraum 2009 - 2010 Tabelle 35 fasst die im Messzeitraum vom 23.07.2009 - 22.06.2010 an den Quellen am Abhau durchgeführten mikrobiologischen Untersuchungen zusammen. Bei den Keimzahlen bei 20° und 36° liegt bei der Atdorfquelle 3.1 am 09.09.2009 sowie bei der Rohrquelle 3 am 17.03.2010 eine Grenzwertüberschreitung vor. Tabelle 35: Zusammenfassung der mikrobiologischen Untersuchungen einiger Quellen am Abhau. Messzeitraum 23.07.2009 – 22.06.2010 Quelle Anzahl der Proben Anzahl der Grenzwertüberschreitungen* innerhalb der untersuchten Proben Keimzahl in 100 ml 20°C 36°C Coli. Keime in 100 ml E. Coli in 100 ml Datum der Grenzwertüberschreitung Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 Steinbühlquelle Abhauquelle 49 49 49 49 49 49 1 - 1 - 1 1 - Saalbrunnenquelle 49 - - 2 - 49 - - 7 1 siehe Text 49 - - 1 - 05.08.2009 Mühlenweiherquelle 3 49 - - 3 - Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 49 49 1 - 1 - 1 - - Mühlenweiherquelle 1 Mühlenweiherquelle 2 17.03.2010 30.03.2010 26.05.2010 04.01.2010, 13.01.2010 23.07.2009, 04.11.2009, 25.11.2009 09.09.2009 * Grenzwert: bei 20° und 36° in 100ml = 100 Kolonien. Coliforme Keime sowie E. Coli dürfen nicht nachgewiesen werden. Coliforme Keime wurden bei folgenden Quellen nachgewiesen: - Rohrquelle 4 Mühlenweiherquellen 1-3 Abhauquelle Saalbrunnenquelle Atdorfquelle 3.1 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 138 Die Mühlenweiherquelle 1 weist mit 7 Überschreitungen bei den Coliformen Keimen den höchsten Wert auf und ist zudem die einzige Quelle, in der E. Coli nachgewiesen worden ist (Nachweis E. Coli am 04.11.2009). Coliforme Keime wurden zudem noch am 23.07.2009, 12.08.2009, 14.10.2009, 25.11.2009, 04.01.2010 und am 22.06.2010 nachgewiesen. Ursache für diese Verunreinigungen ist, wie bereits bei den historischen Messungen erwähnt, die teilweise beweidete Wiese im Einzugsgebiet (Viehwirtschaft). Bei der Rohrquelle 4 liegt eine Grenzwertüberschreitung am 30.03.2010 vor, die im Zusammenhang mit einsetzender Schneeschmelze stehen könnte. Krankheitserreger wie z.B. E. Coli dürfen nach der Trinkwasserverordnung im Trinkwasser nicht vorhanden sein. Der wiederholte Nachweis von Coliformen Keimen sowie E. Coli in der Mühlenweiherquelle 1 weist auf eine hygienische Gefährdung dieser Quelle hin. Die Wasserqualität muss in solchen Fällen mit desinfizierenden Maßnahmen sichergestellt werden und obliegt dem Betreiber der Wasserversorgung. 6.2.9 Isotopenhydrologische Analysen Ziel der Isotopen-Zeitreihenuntersuchungen ist es, Aussagen zur Altersstruktur, Komponentenzusammensetzung sowie Herkunft der Quellwässer zu treffen. Es wurden sowohl die Quellwässer am Abhau als auch die Stollenwässer im Sondierstollen (siehe Kapitel 6.3.1.3) untersucht. Die Analyseergebnisse wurden unter Berücksichtigung der vor Ort gemessenen Parameter (Temperatur, Leitfähigkeit und Schüttung) vom Büro Hydroisotop [59] interpretiert. In diesem Zusammenhang wurden auch Quellen im Bereich des Unterwasserstollens in die Untersuchungen mit einbezogen. Alle Ergebnisse werden nachfolgend zusammengefasst. Definitionen In Grundwasservorkommen und Quellen treten oft unterschiedliche Grundwasserkomponenten auf. Mit den vorliegenden Untersuchungsmethoden zur Grundwasserbeschaffenheit und Grundwasseraltersstruktur kann dabei insbesondere die unterschiedlich schnelle Anbindung an die oberflächlichen Neubildungsprozesse (Niederschlag, Uferfiltration) erfasst werden. Als Überblick für die weitere Bearbeitung werden hier kurz die mit den einzelnen Methoden unterscheidbaren Grundwasserkomponenten benannt: Altes Grundwasser Dieses Grundwasser weist ein hohes Alter von mehr als 60 Jahren auf. Es ist nicht mehr an die aktuellen Infiltrationsprozesse angebunden und ist frei von Tracern wie Tritium. Diese Komponente tritt im Untersuchungsgebiet nicht auf. Jungwasserkomponente Die sogenannte Jungwasserkomponente wird hier als Überbegriff für alle Grundwässer bezeichnet, die Tritiumgehalte enthalten. Sie wurden nach 1953 neugebildet und sind damit jünger als 60 Jahre. Diese Grundwässer werden weiter untergliedert in: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 139 a) Langfristiges Grundwasser Das langfristige Grundwasser weist ein Alter von vielen Monaten bis wenigen Jahrzehnten auf. Saisonale Variationen in der Grundwasserbeschaffenheit treten hier aufgrund von Vermischungsprozessen zahlreicher Grundwasserjahrgänge nicht mehr auf. Die Verweilzeit der langfristigen Grundwasserkomponente lässt sich durch kombinierte Auswertung der Datierungstracer Tritium, 85Kr und SF6 (Schwefelhexafluorid) ermitteln. b) Kurzfristiges Grundwasser Das kurzfristige Grundwasser ist ohne große Verzögerung an das saisonale Niederschlagsgeschehen angebunden. Diese Anbindung kommt insbesondere in jahreszeitlichen Variationen zum Ausdruck (18O-, Temperatur- und Leitfähigkeit-Zeitreihenuntersuchungen). Die Verweilzeit dieser Komponente im Aquifer beträgt wenige Wochen bis mehrere Monate. Die Anteile dieser relativ schnell zirkulierenden Komponenten können durch 18O-, Temperatur- und Leitfähigkeit- Zeitreihenuntersuchungen abgeschätzt werden. c) Direkter Grundwasserabfluss/Zwischenabfluss: Als Direktabfluss kann der Anteil bezeichnet werden, dessen Verweilzeit im Untergrund Stunden bis wenige Tage und Wochen beträgt. Zur detaillierten Erfassung sind – insbesondere in Kluftaquiferen – kontinuierliche Aufzeichnungen der Vor-Ort-Parameter an der Fassung notwendig. Diese Komponente könnte für eventuelle mikrobiologische Verunreinigungen verantwortlich sein. 6.2.9.1 Grundwasseraltersstruktur (Tritium) Eine erste Beurteilung der Grundwasseralterszusammensetzung wird hier mittels Tritium- (3H) Untersuchungen durchgeführt. Dieser Parameter eignet sich insbesondere zur Ermittlung von Grundwasserverweilzeiten < 60 Jahre. Tritium Tritium ist das radioaktive Isotop des Wasserstoffs (3H; Halbwertszeit 12,4 Jahre). Die natürliche Produktionsrate von Tritium ist gerade so hoch, dass die Niederschläge ca. 5 TU enthalten (TU = Tritium-Units, 1 TU = 0,119 Bq/l). Als Folge der Wasserstoffatombombentests in den 1950er und 1960er Jahren kam es zu Tritiumgehalten in den Niederschlägen von mehreren 1000 TU. Die aktuellen Niederschläge weisen als Spätfolge dieser und jüngerer Tests noch Tritiumgehalte von etwa 5-15 TU auf, wobei Winterniederschläge durch vergleichsweise geringe (5-10 TU) und Sommerniederschläge durch vergleichsweise hohe Gehalte (10-15 TU) geprägt sind. An jungen Grundwässern mit mittleren Verweilzeiten (MVZ) von wenigen Wochen bis Monaten lassen sich diese saisonalen Variationen noch erkennen. Vermischen sich die Niederschlagsjahrgänge, ergeben sich für Grundwässer mit MVZ von 1 - 5 Jahren 3HGehalte von ca. 8 - 10 TU. Grundwässer, in denen kein Tritium nachweisbar ist, enthalten keine bzw. nur geringe Niederschlagsanteile aus dem Zeitraum nach 1953. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 140 Probennahmeverhältnisse Die Proben vom 07.10.2009 und 05.07.2010 wurden nach längeren Trockenphasen von 4 bzw. 2 Wochen entnommen. Die Schüttungen waren hier gering bzw. sehr gering. Die Proben vom Oktober 2009 repräsentieren die „ausblutenden“ Grundwasserspeicher. Den Probenahmen vom 09.12.2009 gingen ca. 2 Monate mit mittleren Niederschlägen voran. Diese Proben repräsentieren den Beginn der sich auffüllenden Grundwasserspeicher mit vergleichsweise hohen Schüttungen. Bei den Probenahmen am 21.04.2010 herrschten aufgrund von vorangegangener Schneeschmelze und länger anhaltenden Niederschlägen die vergleichsweise höchsten Schüttungen. Diese Proben stehen für maximal gefüllte Grundwasserspeicher. Ergebnisse Die ermittelten Tritiumgehalte liegen in einem engen Spektrum von 6,9 bis 9,0 TU (Abbildung 24). Unter Berücksichtigung der analytischen Messgenauigkeiten von ± 0,7 bis ± 1,1 TU liegen die Werte quasi alle in einer vergleichbaren Größenordnung. Im Vergleich mit den aktuellen Tritium-Jahresmittelwerten der Niederschläge liegen die Werte der Quellwässer im unteren Bereich, was insgesamt auf vergleichsweise hohe Anteile von im Winter neugebildeten Grundwässern hindeutet. Insbesondere an der Rohrquelle 3 und der Steinbühlquelle sind vergleichsweise geringe Tritiumgehalte festzustellen, was sich auch mit den vergleichsweise niedrigen 18 O-Gehalten deckt. Anhand der Tritium-Ganglinien der Quellwässer sind keine markanten jahreszeitlichen Einflüsse erkennbar. Lediglich an der Saalbrunnenquelle deutet sich der Einfluss von saisonalen Grundwasserkomponenten an. Hinweise auf einen natürlichen Aus- oder Überlauf von „altem“ tritiumfreien Grundwasser mit Grundwasserverweilzeiten > 50 Jahre sind nicht angezeigt. Die Möglichkeit eines tief im Abhaumassiv liegenden, sehr voluminösen Speichersystems mit „altem“ tritiumfreien Grundwasser ist somit nicht angezeigt, was sich insbesondere auch durch die Tritium-Untersuchungen des in mehreren 100 m unter dem Abhaugipfel beprobten Stollenwassers vom August 2010 zeigt. Die Probennahmestellen im Sondierstollen Atdorf (Tunnelmeter „972 m“ und „1395 m“) liegen etwa auf 400 m ü. NN, die 3HGehalte betragen hier 6,5 bzw. 6,6 TU. Fazit Tritium Anhand der Tritiumuntersuchungen deuten sich für die Quellen am Abhau mittlere Verweilzeiten im Bereich von 1 - 10 Jahren an. Es deutet sich an, dass die Winterniederschläge überdurchschnittlich stark zur Grundwasserneubildung beitragen. 6.2.9.2 Ergebnisse der Sauerstoff-18- Zeitreihenuntersuchungen Die Sauerstoff-18-Zeitreihenuntersuchungen dienen der Ermittlung der Grundwasserverweilzeiten und können darüber hinaus Rückschlüsse auf das jeweilige Einzugsbiet einer Quelle ermöglichen. Die statistischen Daten zu den 18O-Zeitreihenuntersuchungen sind in Tabelle 36 aufgeführt und in Abbildung 25 grafisch dargestellt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 141 Abbildung 24: Darstellung der Tritiumgehalte der gemessenen Quellen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 142 Abbildung 25: Darstellung der mittleren, maximalen und minimalen δ 18O–Werte in ‰ (Sortiert nach dem Mittelwert = arithmetisches Mittel) [59] ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 143 Abbildung 26: Korrelation 18O versus Höhenlage Quellaustritt (Quelle [59]) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 144 Der vergleichsweise höchste mittlere δ18O-Wert (bzw. vergleichsweise isotopisch schwere δ18O-Wert) ist an der Atdorfquelle 3.1 mit -9,55 ‰ festzustellen, der geringste δ18O-Wert (bzw. vergleichsweise isotopisch leichte δ18O-Wert) mit -9,95 ‰ an der Steinbühlquelle. Die δ18OWerte der Quellwässer zeigen somit markante Unterschiede deutlich über der analytischen Messgenauigkeit für 18O von ± 0,15 ‰ auf. 18O eignet sich somit zur näheren Gruppierung der Quellen (s. u.). Ein für alle Quellen zutreffender Einfluss des Höheneffektes auf die 18O-Gehalte ist nicht erkennbar. Zwischen Quellaustritthöhen und 18O-Gehalten besteht nicht für alle Quellen eine eindeutige Korrelation (siehe Abbildung 26). Die am zweithöchsten austretende Saalbrunnenquelle weist beispielsweise einen vergleichsweise isotopisch schweren δ18O-Wert auf. Gemäß der Theorie des Höheneffektes sollten mit zunehmender Höhenlage die δ18OWerte abnehmen; das Wasser also isotopisch leichter werden (ca. 0,15 bis 0,2 ‰ pro 100 m). Auch die Steinbühlquelle mit der vergleichsweise leichtesten 18O-Signatur weist eine mittlere Quellaustrittshöhe auf. Tabelle 36: Statistik zu den δ18O-Untersuchungen (in ‰) ohne auffällige Werte [59] 6.2.9.3 Interpretation der Ergebnisse – Zusammenfassung Komponentenzusammensetzung und Altersstruktur An allen untersuchten Quellen lassen sich zu geringfügig unterschiedlichen Anteilen die nachfolgend aufgeführten, unterschiedlich schnell zirkulierenden Grundwasserkomponenten feststellen (hydrogeologischer Modell-Ansatz: 3-Komponenten-Mischsystem). Die deutlich ausgeprägten saisonalen 18O-Schwankungen am Niederschlagswasser („Input“ bzw. „Aktion“) lassen sich nur noch stark gedämpft und meist zeitlich versetzt an den 18O- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 145 Ganglinien der Quellwässer erkennen („Output“ bzw. „Reaktion“). Aus den Dämpfungsverhältnissen lassen sich für die „langfristige Grundwasserkomponente“ mittlere Grundwasserverweilzeiten (als Gesamtverweilzeit von ungesättigtem und gesättigtem Bereich) von wenigen bis mehreren Jahren abschätzen (MVZ: 2 - 8 Jahre). Der Anteil der langfristigen Komponente an der Gesamtschüttung dominiert deutlich gegenüber den anderen Komponenten und liegt ganzjährig in der Größenordnung von 75 - 95 %, wobei gegen Ende des hydrologischen Jahres im Oktober die maximalen Mischungsanteile vorherrschen (maximale Anteile an Basisabfluss). In dieser Zeit sind auch bei den meisten Quellen die vergleichsweise höchsten spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten festzustellen, wohingegen im Frühjahr mit der Schneeschmelze die geringsten Leitfähigkeiten vorherrschen (saisonaler Leitfähigkeiten-Jahresgang). Die insgesamt hohen Anteile an langfristigen Komponenten belegen für alle Quelleneinzugsgebiete relativ hohe Speicher- und Retentionsvermögen der jeweils erfassten Grundwasserkörper. Die auf Basis der 18O-Untersuchungen abgeschätzten Verweilzeiten stehen im Einklang mit den aus den kf-Werten und Fließgeschwindigkeiten des frischen geklüfteten und verwitterten klüftigen Fels am Abhau ermittelten Verweilzeiten. Auch wenn nur gering, so lassen sich doch noch an allen Quellen saisonale 18O-Schwankungen erkennen, die auf Anteile von jungen „saisonalen“ Grundwasserkomponenten mit Verweilzeiten unter 1 Jahr hinweisen. Aus dem zeitlichen Versatz der saisonalen 18O-Schwankungen im Niederschlag zu den Quellwässern lassen sich für die saisonalen Komponenten mittlere Verweilzeiten von wenigen Wochen bis wenigen Monaten abschätzen (MVZ: 2 - 9 Monate). Die Anteile der saisonalen Komponenten an der Gesamtschüttung liegen in der Größenordnung von 5 bis 15 %. Zusätzlich sind unabhängig von der Jahreszeit an allen Quellen "direkt abfließende" Grundwasserkomponenten mit Verweilzeiten von Tagen bis mehreren Wochen festzustellen (MVZ: < 2 Monate). Diese Komponente birgt die Gefahr hygienischer Beeinträchtigungen. Massive Eintrübungen der Quellwässer über den Trinkwassergrenzwert hinaus sind hingegen selten, was auf die relativ guten Filtereigenschaften der Grundwasserleiter zurück zu führen ist. Die Anteile von „Direktabfluss“ bzw. „Ereigniswasser“ an der Gesamtschüttung sind in der Regel gering (bis zu 5 %) und nur von kurzer Dauer. In Ausnahmefällen können, wie bei den 9 Quellen am Abhau im August 2009 beobachtet wurde, auch bis zu 10 % über einen Zeitraum von 3 Wochen festgestellt werden. Anhand der Tritiumuntersuchungen kann gezeigt werden, dass keine bzw. keine markanten Anteile an „> 50 Jahre alten Grundwasserkomponenten“ im Bereich des Abhaus auftreten. Hinweise auf ein auslaufendes Speichersystem mit sehr alten Grundwasserkomponenten sind demnach nicht angezeigt, was auch im Einklang mit den Untersuchungen am Sondierstollen Atdorf steht (Störung 1 und 2 im Sondierstollen, Proben vom August 2010). In Tabelle 37 sind für jede Quelle die Mischungsanteile von „langfristiger Komponente“, „saisonaler Komponente“ und Direktabfluss sowie deren mittlere Verweilzeiten angegeben. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 146 Tabelle 37: Zusammenstellung der Auswertungsergebnisse (sortiert nach Schüttungsquotient aufsteigend) [59]. Verweise auf Kapitel, Tabellen, Abbildungen und Anlagen in dieser Tabelle beziehen sich auf [59] ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 147 Die Angaben sind jedoch insbesondere aufgrund der Unsicherheiten beim Niederschlagsinput (lokale Variationen) als Orientierungswerte zu verstehen. Gesetzmäßigkeiten durch markante Unterschiede zwischen der Komponentenzusammensetzung, den mittleren Verweilzeiten und/oder der Schüttungscharakteristiken (Schüttungsquotienten bzw. Auslaufkoeffizienten) lassen sich nicht erkennen. Dies ist sehr wahrscheinlich auf die dominierenden Anteile an „längerfristigen Grundwasserkomponenten“ zurück zu führen. Herkunft der Quellwässer Im Zusammenhang mit den Gruppen an. 18 O-Zeitreihenuntersuchungen der Quellwässer deuten sich zwei Gruppe 1 Acht der zwölf auf 18O untersuchten Quellen (Mühlenweiherquelle 3, Saalbrunnenquelle, Atdorfquelle 3.1, Abhauquelle, Hüttenermattenquelle 2, Rohrquelle 1 und 2 sowie Schwammattquelle 3) lassen sich nach ihren δ18O-Mittelwerten und Quellaustrittshöhen dem mehrjährigen Freiburg-Schauinsland-Höheneffekt der Jahre 2005-2010 zuordnen (siehe Abbildung 26), was auch in etwa mit deren Grundwasserverweilzeiten übereinstimmt. Für diese Quellen deuten sich relativ nahe gelegene Einzugsgebiete an, bei denen die mittlere Einzugsgebietshöhe nur unwesentlich über der Quellaustrittshöhe liegt. Die Ausdehnung der Einzugsgebiete dieser Quellen dürfte im Bereich von wenigen bis mehreren hundert Meter liegen, was in den meisten Fällen durch das oberirdische Einzugsgebiet abgedeckt wird. Für die Quellen Mühlenweiherquelle 3 (vermutlich auch Mühlenweiherquelle 2), Abhauquelle, Rohrquelle 1, 2 und 4, Saalbrunnenquelle und Atdorfquelle 3.1 (vermutlich auch Abhauquelle 3.2) deutet sich demnach eine dominante Grundwasserneubildung im Bereich des Abhaus und für die Quellen Hüttenermattenquelle 1 und 2 sowie Schwammattquelle 3 im Bereich des Höhenrückens zwischen Hütten und Bergalingen an. Die Quellen der Gruppe 1 weisen vergleichsweise hohe bzw. „isotopisch schwere“ δ18O-Mittelwerte (δ18O: > -7,75 ‰) sowie geringe Schüttungsquotienten und hohe Auslaufkoeffizienten auf. Gruppe 2 Bei den verbleibenden vier Quellen - Rohrquelle 3, Steinbühlquelle, Kreiselbachquelle und Mühlenweiherquelle 1 - sind die δ18O-Mittelwerte der Quellwässer im Bezug zur jeweiligen Quellaustrittshöhe bzw. im Vergleich zum regional typischen 18O-Höheneffekt ihrer benachbarten Quellen zu niedrig bzw. zu isotopisch „leicht“ (siehe Abbildung 26). Diese Quellen fallen zusätzlich durch vergleichsweise stark gedämpfte Schüttungsganglinien mit hohen Schüttungsquotienten (vgl. Tabelle 19) und geringen Auslaufkoeffizienten (vgl. Tabelle 22) auf. Die Altersstruktur und Komponentenzusammensetzung dieser Quellwässer ist jedoch vergleichbar mit denen der Gruppe 1. Als mögliche Ursache für die vergleichsweise niedrigen δ18OMittelwerte sind nachfolgende Punkte zu nennen: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 148 (1) (2) (3) Anbindung an ein im Vergleich zur Quellaustrittshöhe deutlich höher gelegenes Einzugsgebiet Vergleichsweise hohe Anteile an im Winter neugebildeten Grundwasserkomponenten Exposition des Einzugsgebietes (lokale Variationen bei den Niederschlägen, Unterschiede in Höhe und Dauer der geschlossenen Schneedecke) Quellen mit hohen Schüttungsquotienten lassen sich tendenziell dem Typ „Kluftquelle“ zuordnen. Dies würde mit der Modellvorstellung der unterirdischen Vergrößerung des Quelleinzugsgebietes durch Störungszonen gegenüber dem nur oberirdischen Einzugsgebiet im Einklang stehen. Die im Vergleich zu ihren Nachbarquellen erhöhte Mineralisation (spez. elektrische Leitfähigkeiten von durchschnittlich etwa 100 bzw. 130 μS/cm) der Mühlenweiherquelle 1 und Rohrquelle 3 könnte hierbei auf Lösungsprozesse in Klüften bzw. Störungszonen zurückzuführen sein. Diese Modellvorstellung würde mit den Ergebnissen zu den 18O- und Leitfähigkeitsuntersuchungen an den Störungen im Sondierstollen Atdorf im Einklang stehen (Leitfähigkeit: > 100 μS/cm; δ18O: -9,9 bis –10,2 ‰). Auch für die Kreiselbachquelle sind aufgrund der vergleichsweise hohen Leitfähigkeiten (Ø Leitfähigkeit: 165 μS/cm) und der relativ ausgeglichenen Schüttungsganglinie vergleichbare Verhältnisse angezeigt, wobei hier zusätzlich Einflüsse von Landwirtschaft und Straßensalzung für die vergleichsweise hohe Leitfähigkeit verantwortlich sein könnten. Bei der Rohrquelle 3 und der Mühlenweiherquelle 1 könnten auch die im Vergleich zu den benachbarten Quellen etwas niedriger liegenden Quellaustrittshöhen für die niedrigen bzw. isotopisch „schweren“ δ18O-Mittelwerte verantwortlich sein. Lokale Niederschläge im Einzugsgebiet der Rohrquellen- bzw. Mühlenweiherquellen-Gruppe laufen an den vergleichsweise höher liegenden Quellen (Mühlenweiherquelle 1 und Rohrquelle 3) wahrscheinlich stärker aus als an den tiefer liegenden. Umgekehrt betrachtet scheint der Anteil an weiter entfernt und/oder höher liegend neugebildeten Komponenten bei vergleichsweise tiefer liegenden Nachbarquellen höher zu sein. Innerhalb der Gruppe 2 fällt die Steinbühlquelle durch vergleichsweise geringe spezifische elektrische Leitfähigkeiten von etwa 60 μS/cm auf. Der niedrige δ18O-Mittelwert deutet hier auf ein im Vergleich zur Quellaustrittshöhe deutlich höher gelegenes Einzugsgebiete hin (siehe Punkt (1), beispielsweise bis zum Abhau). Das würde mit den zu den Rohrquellen 1 und 2 vergleichbaren Grundwasserneubildungsbedingungen im Einklang stehen. Möglicherweise spielen bei dem besonders niedrigen δ18O-Mittelwert zusätzlich vergleichsweise hohe Anteile an im Winter neugebildeten Grundwasserkomponenten eine Rolle (siehe Punkt (2)), was hier auch die vergleichsweise geringen Tritiumgehalte erklären würde. Ob und inwieweit die östliche Lage und/oder die Exposition eine Rolle spielt, ist anhand der Untersuchungsdaten nicht aufzuklären (siehe Punkt (3)). Zuordnung zu Quelltypen Übergreifend betrachtet lassen sich die Quellen anhand ihrer Auslaufkoeffizienten, Schüttungsquotienten, Leitfähigkeitsmittelwerten, Temperaturschwankungen sowie Isotopendaten keinem der klassischen Quelltypen eindeutig zuordnen. Die vorliegenden Ergebnisse deuten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 149 darauf hin, dass alle Quellen als Mischtyp der drei klassischen Quelltypen anzusehen sind mit jeweils individuell unterschiedlich starken Ausprägungen. Diese Ausprägungen führen an den vier Rohrquellen zu unterschiedlichen Leitfähigkeiten, Schüttungsquotienten, Auslaufkoeffizienten und δ18O-Mittelwerten von -9,6 bis -9,9 ‰, obwohl nach den Auswertungen zur Komponentenzusammensetzung und Altersstruktur die Anteile von „Direktabfluss“, „saisonaler Komponente“ und „langfristiger Komponente“ sowie die Verweilzeiten dieser Komponenten im Untergrund unter den Rohrquellen keine markanten Unterschiede aufweisen. Anhand ihrer individuellen Ausprägungen, d. h. anhand unterschiedlicher Leitfähigkeiten, Schüttungs- und Auslaufkoeffizienten lassen sich unmittelbar benachbarte Quellen (z.B. Rohrquellen oder Mühlenweiherquellen) tendenziell unterschiedlichen Quelltypen zuordnen (siehe Tabelle 21) obwohl aus isotopenhydrologischer Sicht kein signifikanter Unterschied besteht. Nachfolgende Prozesse werden damit bestätigt: In den tiefgründig stark verwitterten, grusigen Graniten, Granodioriten und Gneisen („Berglesand“) werden die Starkniederschläge größtenteils von dem „Verwitterungssubstrat“ zurückgehalten (erhöhtes Filter-, Speicher- und Retentionsvermögen des Berglesands). Die vergleichsweise tief zirkulierenden Kluftgrundwasservorkommen kommunizieren unterschiedlich stark mit dieser Verwitterungsdecke. Direkte Abflusskomponenten können sich, möglicherweise insbesondere bei vergleichsweise „leeren“ Grundwasserspeichern wie im August 2009, oberflächennah über höher durchlässige Bereiche des Verwitterungs- bzw. Hangschuttsubstrats und/oder über stark geklüfteten Störungszonen mit Anteilen von bis zu 10 % zumischen. Insbesondere bei der Rohrquelle 4 und der Mühlenweiherquelle 2 sind aufgrund der vergleichsweise hohen spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten Anbindungen an Kluft- oder Störungssysteme möglich. Grundwasser-Zirkulationstiefe Im Zuge der klassischen Quellentypisierung im Jahresheft 36 (GLA, 1997, S. 230) [40] wurde auf KAPPELMEYER (1961) verwiesen, der herausfand, dass unter Umständen aus der Dämpfung und der Phasenverschiebung zwischen der Jahreskurve der Lufttemperaturen und der Jahreskurve der Quellwassertemperaturen auf die Zirkulationstiefen der Quellwässer geschlossen werden kann. Begründet wird dies durch echte Wärmeleitung von der Oberfläche über das Gestein an das Grundwasser. Bei einer Phasenverschiebung von etwa 2 Monaten wurden Zirkulationstiefen von etwa 3 Metern und bei Verschiebungen von etwa 3-4 Monaten von etwa 6 Metern angegeben. Anhand der hier vorliegenden Zeitreihenuntersuchungen zu den Quellwassertemperaturen zeigen sich Phasenverschiebungen von 1-2 Monaten (Saalbrunnenquelle und Schwammattquelle 3) bis 3-4 Monaten (Rohrquelle 2), was auf Zirkulationstiefen von 2-3 Metern bis 6 Metern schließen lässt. Die o. g. Quellen mit geringer Temperatur-Phasenverschiebung zeigen vergleichsweise hohe Temperaturschwankungen und umgekehrt. Gesamthaft betrachtet besteht jedoch kein hoher linearer Zusammenhang. Möglicherweise wird diese Beziehung von ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 150 anderen Parametern wie Substrat, Porenvolumen der Verwitterungsdecke bzw. Hangschuttdecke sowie Exposition oder Vegetation des Quelleinzugsgebietes überschattet. Gemäß [40] lassen sich aus der Phasenverschiebung zwischen Temperaturganglinien der Quellwässer und des Niederschlagswassers mittlere Zirkulationstiefen des Grundwassers im Untergrund abschätzen (Wärmeleitung). Sollte dies zutreffen, dann wäre anzunehmen, dass die Zirkulationstiefen mit den Temperaturschwankungen korrelieren. Die vorliegenden Untersuchungen zeigen, dass auch hier keine Regelmäßigkeiten vorliegen. 6.2.10 Wasserbilanzdaten Im Folgenden werden die Glieder der Wasserhaushaltsgleichung vorgestellt bzw. die Grundlagendaten aufgeführt. Weiterhin werden Abflussdaten ausgewertet, die zur Ermittlung der Grundwasserneubildung verwendet werden. 6.2.10.1 Wasserhaushaltsgleichung – Allgemeines Für die Erstellung einer Wasserbilanz wird in der Regel die so genannte Wasserhaushaltsgleichung aufgestellt, die wie folgt lautet: Niederschlag (N) = Verdunstung + Abfluss (oberirdisch + unterirdisch) (5) Zur Veranschaulichung der in der Wasserhaushaltsgleichung verwendeten Größen sei hier auf Abbildung 27 verwiesen. In Abbildung 27 verwendete Abkürzungen: N K S E ET T Ao1 Ao2 Au Au1 Au2m Au2u I = Niederschlag = Kondensation = Sublimation = Evaporation = Evapotranspiration = Transpiration = oberflächiger Abfluss = Abfluss des auf das Gewässer gefallenen Niederschlags = unterirdischer Abfluss = oberflächennaher unterirdischer Abfluss (Zwischenabfluss, Interflow) = Abfluss aus Grundwasser, messbar im Vorfluter = Abfluss aus dem Grundwasser, nicht messbar im Vorfluter = Interzeption ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 151 Abbildung 27: Wasserkreislauf – aus [52] Nach Abzug der Verdunstung vom Niederschlag ergibt sich der Abfluss. Dieser teilt sich auf in den oberflächigen Abfluss Ao1 und den unterirdischen Abfluss Au. Der unterirdische Abfluss Au teilt sich auf in den so genannte Zwischenabfluss Au1 (oder Interflow) und den reinen Grundwasserabfluss Au2. Der Zwischenabfluss Au1 ist nach DIN 4049-3 der Anteil des Niederschlags, der dem Vorfluter unterirdisch aus den oberflächennahen Bodenschichten über bevorzugte Fließwege (Porenraum; Wurmlöcher, Grabgänge etc.) verzögert zufließt. Der Niederschlag gelangt zwar in den Untergrund, fließt aber nach kurzem Fließweg in den Vorfluter und trägt nicht zur Grundwasserneubildung bei. Der reine Grundwasserabfluss Au2 teilt sich auf in Au2m (messbar im Vorfluter) und Au2u (nicht messbar im Vorfluter). Bei Au2u handelt es sich um einen nicht messbaren Anteil von Abfluss in das tiefe Kristallin. Gemäß Kapitel 5.6.4 wird dieser Anteil auf ca. 5 - 10 % der Gesamtgrundwasserneubildung geschätzt. Maßgeblich für die Grundwasserneubildung ist der unterirdische Abfluss Au. Von diesem muss der Zwischen- oder Direktabfluss Au1 separiert werden. Der oberflächige Abfluss (Ao1) hängt (unter anderem) von der Art der Landnutzung und den Bodeneigenschaften ab. In besiedelten Gebieten mit versiegelten Flächen beträgt der oberirdische Abfluss 100 %. Nach SCHNEIDER [138] ist der direkte oberirdische Abfluss im Bereich des Schneckenbachtals von untergeordneter Bedeutung, da er praktisch nicht messbar ist. Anhand von aufwendigen Markierungsversuchen im Raum Rüttehof hat SCHNEIDER festgestellt, dass „(…) kein signifikanter direkter Oberflächenabfluss in der Uferzone (…)“ vorliegt. Dies trifft auch auf Starkniederschläge von >80 mm in 24 Stunden zu. Die obersten Schichten im Bereich des Abhaus, die aus Berglesand bestehen, haben ein sehr hohes Versickerungspotential, das zumindest in der flachen Gipfelregion des Abhaus einen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 152 höheren Anteil des Niederschlags in den Untergrund gelangen lässt als im Bereich der Bergflanken. Dies belegen auch die Messdaten der Grundwasserstände im Gipfelbereich des Abhaus, die jährliche Schwankungen von bis zu 23 m aufweisen (AOB 12, AOB 10). Diese großen Grundwasserstandsschwankungen sind zudem typisch für die Bereiche von Wasserscheiden. In Abbildung 28 ist der Übergangsbereich Hang-Tallage-Uferzone des Altbachs als hydrogeologischer Schnitt dargestellt. Abbildung 29 aus SCHNEIDER [138] zeigt für den Bereich des Hotzenwalds typische Hydrotope (= kleinste hydrologische Raumeinheit, die einheitlich verläuft, und gerichtete Prozesse des Hydrosystems aufweist) und ihre Vernetzung im Bereich von Kopfeinzugsgebieten, die in der Regel topographisch geschlossen sind. Neben markanten oberirdischen Wasserscheiden bündelt ein ausgebildeter Talboden die lateralen, unterirdischen Komponenten und begünstigt die Ausprägung typischer Bachrandbereiche (Uferzonen). Demnach ist der in Abbildung 28 dargestellte Bereich eine Vernetzung von Quell-, (Hang-) und Uferzonenhydrotop. SCHNEIDER [138] stellt für (Zwischen)Abfluss- und Stofftransportprozesse in solchen Gebieten folgende hypothetische Modellvorstellung auf: “Je nach Grundwasserstand, Bodenfeuchte, Niederschlagsintensität und Niederschlagsmenge kommt entweder verstärkt Ereigniswasser oder Vorereigniswasser zum Abfluss.“ Dabei ist Ereigniswasser das Niederschlagswasser, welches direkt im Vorfluter anhand von Isotopen-Signaturen dem auslösenden (Niederschlags-) Ereignis zuzuordnen ist. Das Vorereigniswasser ist Niederschlagswasser, das vor dem auslösenden (Niederschlags-)Ereignis im Zwischenabfluss bereits gebunden ist, und durch das Ereignis mobilisiert wird (siehe unten). Des Weiteren beschreibt SCHNEIDER folgende Zustände: „Niedrige Grundwasserstände – mit folglich ausgedehnter ungesättigter Zone – führen in Verbindung mit intensiven Niederschlägen zu erhöhten Ereigniswasseranteilen und überwiegend schnellem lateralen Abfluss im Boden. Falls das Röhrensystem größtenteils in der ungesättigten Zone liegt, infiltriert Niederschlagswasser in Makroporen und überbrückt schnell die ungesättigte Zone unter Umgehung der Bodenmatrix. Oberhalb des Grundwasserspiegels bildet sich ein vorübergehend gesättigter Horizont aus Bodenwasser und Niederschlagswasser. Diese kurzfristig gesättigte Zone dehnt sich in Bereiche mit hoher lateraler Röhrendichte aus und wird infolge ausgeprägter hydrologischer Vernetzung durch laterale Röhrensysteme schnell entwässert (kleine, schnell durchflossene Querschnittsfläche). Bei hohem Grundwasserspiegel liegen diese Röhrensysteme zu großen Teilen bereits in der gesättigten Zone. Laterale Grobstrukturen im Boden dienen nun der Entwässerung von überwiegend vor dem Niederschlag im Boden gespeichertem Wasser, das durch den Niederschlagsimpuls mobilisiert wird. Selbst ergiebiger Niederschlag führt zu niedrigem Ereigniswasseranteil, da die Vernetzung vorwiegend hydraulisch erfolgt; d. h. altes Vorereigniswasser der mittelfristig gesättigten Zone wird ausgedrückt (große, langsam durchströmte Querschnittsfläche).“ ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 153 Abbildung 28: Hydrogeologischer Detailschnitt Altbach (Rohrmoos) Abbildung 29: Hydrotope und ihre Lage im Einzugsgebiet (aus SCHNEIDER [138]) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 154 6.2.10.2 Datengrundlage Folgende Daten bzw. Quellen für die Erstellung einer Wasserbilanz wurden ausgewertet: - Regionale Daten – Regionalisierungsatlas und Wasser und Bodenatlas Daten des LGRB in Wasserschutzgebietsgutachten im Bereich des Abhaus Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) – Station Görwihl-Segeten Abflussmessungen 2009 - 2012 Regionale Daten – Regionalisierungsatlas und Wasser- und Bodenatlas Die für eine Wasserbilanz wichtigen, gebietsspezifischen Parameter wie zum Beispiel Abfluss, Grundwasserneubildung und Niederschlag sind im Regionalisierungsatlas und WaBoA aufgeführt (Tabelle 38). Diese Daten sind jedoch hinsichtlich ihrer räumlichen Auflösung für eine lokale Wasserbilanz im Bereich Abhau nicht unbedingt zielführend, wie anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert wird. Im WaBoA wird die Grundwasserneubildung anhand von Niederschlagsmengen sowie einem gebietsspezifischen Koeffizienten errechnet. Die Niederschlagsdaten basieren auf den Daten von Wetterstationen, mit denen ein Raster der Niederschlagszonen von 500 m Kantenlänge errechnet wird. Der gebietsspezifische Koeffizient bezieht sich auf festgelegte Bereiche, die ähnliche hydrogeologische Charakteristika aufweisen oder den Wassereinzugsgebieten entsprechen. Die Grundwasserneubildungsspende im Bereich Abhau wird gemäß WaBoA zwischen 7,9 7 l/(s*km²) bis 12,7 l/(s*km²) angegeben. Diesen Werten liegen mesoskalige Betrachtungen zu Grunde, die für 5 - 10 km2 große Einzugsgebiete zutreffend sind. Kleinräumige lokale Besonderheiten, wie sie die Bedingungen am Abhau (und den umliegenden Kopfeinzugsgebieten) darstellen, können somit nicht berücksichtigt werden. Für den Bereich des Abhau ist daher eine mikroskalige Betrachtung besser geeignet, um den besonderen lokalen Grundwasserneubildungsprozessen gerecht zu werden. Daten des LGRB in Wasserschutzgebietsgutachten im Bereich des Abhaus Niederschlag Gemäß den älteren Gutachten zur Abgrenzung der Wasserschutzgebiete im Bereich Abhau (siehe [85]) wird ein Niederschlag von 1.650 mm angesetzt. Dieser Wert basiert auf Datensätzen der Wetterstation Jungholz-Kühmoos (Zeitraum 1951 - 1980), Görwihl-Segeten (1610 mm/a im Zeitraum 1951-1980; 1582 mm/a im Zeitraum 1961-1990) und der Niederschlagskarte des Deutschen Wetterdienstes (Zeitraum 1891 - 1930). Die Wetterstation Jungholz-Kühmoos liegt jedoch mit ca. 730 m ü. NN für den Bereich des Abhaus (850 - 1.000 m ü. NN) zu niedrig. Daher werden diese Werte für den Bereich des Abhau nicht berücksichtigt. Im aktuellen hydrogeologischen Gutachten zur Neuabgrenzung des Wasserschutzgebietes der Mühlenweiherquellen 1-3 [99] wird nach ARMBRUSTER [1] der mittlere korrigierte Niederschlag der Wetterstation Görwihl-Segeten mit etwa 1.800 mm angesetzt. Dieser Wert basiert allerdings auf Daten des Messzeitraums 1960 –-1990. Die weiter unten gelisteten Werte der Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten der Jahre 1990 - 2013 belegen, dass die durchschnittliche Niederschlagshöhe der letzten 20 Jahre mit 1.939 mm/a gemessen wurde. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 155 Grundwasserneubildung Zur Bestimmung des unterirdischen Abflusses wird im hydrogeologischen Abschlussgutachten zur Ausweisung des Wasserschutzgebietes für die Rohrquellen 1-4 [85] auf BRAHMER [14] und auf ROSSMANN [124] verwiesen. In diesen Arbeiten wurde der unterirdische Abfluss in Gebieten beim Schluchsee [14] und bei Bonndorf [124] zu 41 - 44 % bzw. zu 37 % ermittelt. Da diese Gebiete ähnliche Verhältnisse aufweisen, wie sie im Bereich des Abhau vorliegen, kann der unterirdische Abfluss bis zu ca. 40 % angenommen werden. Gemäß den o.g. Gutachten kann die Grundwasserneubildungsspende auch durch Division der Gesamtschüttung aller Quellen am Abhau durch die Fläche des Einzugsgebietes bestimmt werden. Danach beträgt der Anteil des in den Untergrund versickernden Niederschlagswassers etwa 35 – 40 Prozent des Niederschlags (bei 1.800 mm/a), was einer mittleren Grundwasserneubildungsspende von ca. 20,0 l/(s*km²) bis 22,8 l/(s*km²) entspricht. Bei Ansatz der Daten der Station Görwihl-Segeten errechnen sich ca. 21,6 l/(s*km²) bis 24,7 l/(s*km²). In [102] weist Grimm darauf hin, dass diesen hohen Grundwasserneubildungsspenden die gut durchlässigen Verwitterungszonen repräsentieren. Das darunterliegende, an die Verwitterungszone hydraulisch angeschlossene tiefere Kristallin eine deutlich geringere Grundwasserneubildungsspende. Auch kann das Einzugsgebiet tiefer liegenderer Systeme vom oberirdischen Einzugsgebiet abweichen. Die nachfolgenden Auswertungen bezüglich der Grundwasserneubildungsspenden beziehen sich überwiegend auf die Verwitterungszone. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 156 Tabelle 38: Daten aus dem Regionalisierungsatlas für Gewässereinzugsgebiete im Bereich Abhau [105] Altbach AEO[km²] Schneckenbach AEO[km²] 4,14 [mm/a] 1752 549 Niederschlag Verdunstung Grundwasserneubildung 323 MNQ / MNq NQ2 / Nq2 NQ5 / Nq5 NQ10 / Nq10 NQ20 / Nq20 NQ50 / Nq50 NQ100 / Nq100 [m³/s] 0,057 0,055 0,040 0,034 0,029 0,024 0,021 [l/(s*km²)] 13,700 13,190 9,750 8,170 6,990 5,770 5,030 MQ / Mq 0,197 47,720 MHQ / MHq HQ2 / Hq2 HQ5 / Hq5 HQ10 / Hq10 HQ20 / Hq20 HQ50 / Hq50 HQ100 / Hq100 4,150 3,800 5,360 6,450 7,520 8,980 10,110 1003 918 1296 1559 1819 2170 2445 2,25 [mm/a] 1771 581 Niederschlag Verdunstung Grundwasserneubildung 306 MNQ / MNq NQ2 / Nq2 NQ5 / Nq5 NQ10 / Nq10 NQ20 / Nq20 NQ50 / Nq50 NQ100 / Nq100 [m³/s] 0,021 0,020 0,015 0,012 0,011 0,009 0,008 [l/(s*km²)] 9,160 8,840 6,580 5,540 4,750 3,940 3,440 MQ / Mq 0,099 43,790 MHQ / MHq HQ2 / Hq2 HQ5 / Hq5 HQ10 / Hq10 HQ20 / Hq20 HQ50 / Hq50 HQ100 / Hq100 2,040 1,810 2,690 3,310 3,930 4,770 5,430 906 805 1193 1467 1741 2115 2410 Dorfbach AEO[km²] ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 [mm/a] 1594 545 Niederschlag Verdunstung Grundwasserneubildung 294 MNQ / MNq NQ2 / Nq2 NQ5 / Nq5 NQ10 / Nq10 NQ20 / Nq20 NQ50 / Nq50 NQ100 / Nq100 [m³/s] 0,009 0,008 0,006 0,005 0,004 0,003 0,003 [l/(s*km²)] 2,040 1,950 1,390 1,130 0,945 0,755 0,641 MQ / Mq 0,023 5,300 MHQ / MHq HQ2 / Hq2 HQ5 / Hq5 HQ10 / Hq10 HQ20 / Hq20 HQ50 / Hq50 HQ100 / Hq100 4,290 4,080 5,490 6,410 7,290 8,430 9,300 988 939 1264 1476 1679 1943 2143 AEO = Fläche des Einzugsgebietes MNQ/MNq = Mittlerer Niedrigwasserabfluss / Mittlere Niedrigwasserabflussspende NQ/Nq = Niedrigwasserabfluss / Niedrigwasserabflussspende MQ/Mq = Mittlerer Abfluss / Mittlere Abflussspende MHQ/MHq = Mittlerer Hochwasserabfluss / Mittlere Hochwasserabflussspende HQ/Hq = Hochwasserabfluss / Hochwasserabflussspende Mühlegrabenbach AEO[km²] 4,34 4,05 [mm/a] 1542 623 Niederschlag Verdunstung Grundwasserneubildung 320 [m³/s] 0,029 0,028 0,021 0,018 0,016 0,013 [l/(s*km²)] 7,180 6,980 5,290 4,500 3,900 3,270 MQ / Mq 0,121 29,910 MHQ / MHq HQ2 / Hq2 HQ5 / Hq5 HQ10 / Hq10 HQ20 / Hq20 HQ50 / Hq50 HQ100 / Hq100 1,700 1,360 2,340 420 336 578 4,050 5,410 6,580 1000 1336 1625 MNQ / MNq NQ2 / Nq2 NQ5 / Nq5 NQ10 / Nq10 NQ20 / Nq20 NQ50 / Nq50 NQ100 / Nq100 Erläuterung der tiefgestellten Zahlen: Bsp.: HQ2 = Zweijährliche Hochwasserabfluss, der im Mittel alle 2 Jahre einmal erreicht oder überschritten wird. Bsp. NQ2 = Zweijährliche Niedrigwasserabfluss, der im Mittel alle 2 Jahre erreicht oder unterschritten wird. Siehe hierzu [21] Seite 157 Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) – Station Görwihl-Segeten Vom DWD wurden die Monatsmittelwerte des Niederschlags sowie der Gras-Referenzverdunstung der Wetterstation Görwihl-Segeten der Jahre 1990-2013 erhoben (Tabelle 39). Die Station Görwihl-Segeten liegt mit 879 m ü. NN ähnlich hoch wie die Tallagen um den Abhau. Um Werte für den Gipfelbereich des Abhaus zu erhalten, wo der potentielle Eingriff die Grundwasserneubildung reduziert, wurden vom DWD weitere Datensätze angefordert und eine statistische Auswertung über die letzten 20 Jahre durchgeführt. Es wurden vom DWD die monatlichen Daten von korrigiertem Niederschlag, Gras-Referenzverdunstung und realer Verdunstung für Nadelwald auf 1.000 m Höhe der Jahre 1990 - 2013 zur Verfügung gestellt. Tabelle 39: Klimadaten der Wetterstation Görwihl-Segeten (DWD, Σ = Summe) Mittel (mm) Max. (mm) Min. (mm) Durchschnitt der jeweiligen Monatsmittelwerte im Zeitraum 1990 - 2013 Σ Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 178 175 156 126 145 142 156 141 133 158 181 250 1939 447 450 529 272 288 264 287 367 268 305 492 573 25 33 23 6 44 36 68 21 47 11 7 108 - Gras-Referenzverdunstung (1000 m ü. NN) Mittel (mm) Max. (mm) Min. (mm) Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jahr 14 18 34 49 70 79 85 75 49 31 16 11 532 18 29 52 79 82 102 99 92 61 41 23 16 11 12 26 38 52 66 73 58 36 20 13 9 Niederschlagshöhe Reale Verdunstung Nadelwald (1000 m ü. NN) Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Mittel (mm) 9 10 23 50 101 124 Max. (mm) 14 18 37 90 131 152 Min. (mm) 4 4 11 27 68 96 Niederschlag – Verdunstung* Mittel (mm) Max. (mm) Min. (mm) Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jahr 122 105 67 33 9 7 658 158 133 91 60 13 11 78 71 42 15 5 4 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jahr 167 161 128 76 60 41 52 51 75 126 169 240 1344 436 441 507 239 203 176 192 295 221 280 479 563 10 17 -22 -78 -50 -68 -33 -63 -23 -25 -8 97 * Verdunstung: Mittelwert aus Grasreferenzverdunstung angepasst auf 1000 m ü. NN und Verdunstung Nadelwald auf 1000 m ü NN. Folgende Daten für die jährlichen Abflusshöhen aus Niederschlag - Verdunstung aus insgesamt 24 Jahren (1990 – 2013) können angegeben werden: Mittelwert korrigierter Niederschlag (1000 m ü. NN) Mittelwert Gras-Referenzverdunstung (1.000 m ü. NN) Mittelwert reale Verdunstung Nadelwald (1.000 m ü. NN) Mittelwert aus Verdunstung Gras/Nadelwald (1.000 m ü. NN) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 = 1.939 mm/a = 532 mm/a = 658 mm/a = 595 mm/a Seite 158 Mittelwert korr. Niederschlag – Gras-Referenzverdunstung (1.000 m ü. NN) = 1.407 mm/a Mittelwert korrigierter Niederschlag – reale Verdunstung Nadelwald = 1.281 mm/a Mittelwert korrigierter Niederschlag – Verdunstung Gras/Nadelwald = 1.344 mm/a Der für die Auswertung monatlich gebildete „Mischwert“ aus Gras und Nadelwald geht davon aus, dass jeweils die Hälfte der Fläche Wald bzw. Grasland ist. In nachfolgender Abbildung 30 sind der mittlere monatliche Niederschlag und die mittleren monatlichen Abflussspenden der Jahre 1990 - 2013 dargestellt. Die Werte schwanken zwischen 15,8 l/(s*km²) im Juni und 89,7 l/(s*km²) im Dezember. Der Mittelwert liegt bei 42,7 l/(s*km²). Bezüglich der Verwendung von Referenzverdunstung und tatsächlicher Verdunstung sei folgendes angemerkt. Die maximalen Sommerwerte für die reale Verdunstung (Gras, lehmiger Sand) und die potenzielle Verdunstung liegen gemäß KLIWA - Heft 12 für das Referenzgebiet R2 bei 105 – 110 mm/Monat. Die hier verwendeten Daten liegen bei 78 mm /Monat bis 90 m /Monat und sind damit deutlich niedriger. Im Vergleich zu den Daten aus dem KLIWA – Heft 12 liegt also eher eine Unterschätzung vor. Ursache ist vermutlich die Wirkung der Wasseraufnahme durch die Vegetation (Wurzelzone). So ist die Verdunstung von Nadelwald im Sommer 1,5-mal größer als die Grasreferenzverdunstung. Auch in Laubwald wird tendenziell mehr verdunsten. Abbildung 30: Mittlerer monatlicher Niederschlag der Wetterstation Görwihl-Segeten 1990 2010 und mittlere Spende auf 1.000 m Höhe. Abflussmessungen Die Daten der durchgeführten Abflussmessungen sind in nachfolgender Tabelle 40 und Tabelle 41 aufgelistet. Zusätzlich zu den Messungen der Jahre 2010 – 2012 werden Werte aus der Arbeit von SCHNEIDER [138] am Schneckenbach aufgelistet. Zu den am Gewässer gemessenen Werten muss jeweils die aus dem Gebiet von den Quellen für die Wasserversorgung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 159 herausgeleitete Menge addiert werden. Bei einigen Quellen wird das Übereich, d.h. die Menge der gefassten Schüttung, die nicht in das Trinkwassernetz geleitet wird, direkt an der Quelle in den Vorfluter geleitet (Altbach/Rohrquellen). Bei den anderen Quellen im Einzugsgebiet des Schneckenbachs wird die gesamte gefasste Schüttung (also Verbrauch plus Übereich) aus dem Gebiet herausgeleitet. Die Werte in Tabelle 40 und Tabelle 41 belegen, dass die Abflussspenden im Jahr 2011 aufgrund der anhaltenden Trockenheit deutlich geringer ausgefallen sind als in den Vor- bzw. Folgejahren. Eine weitere Wirkung für die Abflussspende im Jahr 2011 hat der Bergwasserzutritt zum Sondierstollen verursacht. Die Werte der gemessenen Trockenwetterabflussspenden des Altbachs sind generell höher als die des Dorfbaches und des Schneckenbaches. Besonders das Zwischengebiet Abhau/Rohrmoos liegt mit seinem Gebietsabfluss deutlich über den anderen Gebieten. Dies ist auf die bereits erwähnten besonderen Bodenverhältnisse im Bereich des Abhaus zurückzuführen. Tabelle 40: Trockenwetterabflussmessungen im Bereich Abhau Gewässer (siehe Abbildung 6) Messung Okt. 2009 (l/s) Messung Zuschlag Zuschlag Nov. 2010 Verbrauch* Über(l/s) (l/s) eich** (l/s) E.G. (km2) Trockenwetter Abfluss-spende (l/(s*km²)) Altbach M0075 Schneckenbach am Waldrand M0077 Schneckenbach, M0019 (Straßendurchlass bei Strick) Schneckenbach vor Zusammenfluss mit Seelbach Uni Basel (Dr. Schneider) 2002 – 2004 M0077 Dorfbach M0076 49,3 41,7 2,3 - 2,4 19,9 - 21,6 4,47 4,0 2,2 13,7 16,3 11,1 4,47 4,0 1,5 14,8 - - 4,47 4,0 2,2 16,0 39,8 45,2 0,5 - 3,1 13,9 *Entnahme durch Trinkwasserversorgung (siehe Tabelle 43); **aus dem Einzugsgebiet herausgeleitetes Quellwasser Tabelle 41: Kontinuierliche Abflussmessreihen 2010 – 2012 im Bereich Abhau HQ MQ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 3,72 245,4 43,0 4,47 4,0 1,5 34,3 8,1 1,4 7,1 2,6 - - 0,3 8,7 5,3 5,2 24,1 9,4 2,3 - 0,7 16,7 10,7 3,8 17,0 6,8 2,3 - 0,4 22,8 15,3 NQ (l/s) Schneckenbach M0019** Altbach Pegel 1 M0096 *** Altbach Pegel 2 M0028 *** Zwischengebiet *** Abhau/Rohrmoos Zuschlag Zuschlag Verbrauch* Übereich Mittlere Abflussspende (km2) (l/(s*km²)) E.G. Trockenwetter Abflussspende (l/(s*km²)) *Entnahme durch Trinkwasserversorgung (siehe Tabelle 43); **Messzeitraum 20.09.2010 – 02.07.2012; ***Messzeitraum 18.04.2011 – 30.10.2011 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 160 Abbildung 31: Abflussganglinien Schneckenbach (Messstelle M0019) und Altbach (Messstellen „Pegel 1“ und „Pegel 2“) mit den Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 161 150 1 Abflussspende bei niedrigstem Niedrigwasser 2 mittlere Grundwasserabflussspende der hydrologischen Sommerhalbjahre 3 mittlere Grundwasserabflussspende der Abflussjahre 4 höchste Grundwasserabflussspende gemäß Linie des langfristigen Grundwassers 140 130 120 : 4,67 l/s = 3,1 l/s*km^2 : 21,72 l/s = 14,5 l/s*km^2 : 31,79 l/s = 21,2 l/s*km^2 : 66,92 l/s = 44,6 l/s*km^2 MQ & HQ: Werte incl.Verbrauch + Übereich = 8,32 l/s ; EG = 1,5 km 2 NQ: Wert incl. tatsächlicher Quellschüttung 110 100 Schüttung in l/s 90 80 70 60 4 Hydrologisches Sommerhalbjahr 50 40 30 3 20 2 10 0 01.09.10 1 31.10.10 31.12.10 02.03.11 02.05.11 02.07.11 31.08.11 31.10.11 31.12.11 01.03.12 01.05.12 01.07.12 Abbildung 32: Ermittlung der Grundwasserneubildungsspende des Schneckenbachs nach dem Natermann-Verfahren (2010-2012) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 162 Ermittlung der Grundwasserneubildungsspende Grundwasserspende nach NATERMANN Zur Abschätzung der lokalen Grundwasserneubildung wurden die Abflussmessungen 2010 – 2012 des Schneckenbachs zunächst mit den Verfahren nach NATERMANN [117] ausgewertet. Die Abflussganglinie des Schnecken- und Altbachs für diesen Zeitraum ist in Abbildung 31 dargestellt. Die Lage der Abflussmessstellen ist in Anlage 2 und 3 dargestellt. Das Verfahren wird angewendet, um den direkten oberirdischen Abfluss und den Zwischenabfluss vom unterirdischen Abfluss bzw. dem Basisabfluss zu trennen. Dabei wird eine manuell Ausgleichslinie über die jeweiligen Niedrigwasserabflüsse gelegt (siehe rote Linie in Abbildung 32). Nun kann die Abflussspenden bei Niedrigstwasser, beim hydrogeologischen Sommerhalbjahr sowie die höchste Grundwasserabflussspende und die mittlere Grundwasserabflussspende ermittelt werden (siehe grüne Geraden in Abbildung 32). Bei der Ermittlung der Grundwasserneubildung wird die aus dem Gebiet über die Trinkwasserversorgung herausgeleitete Menge berücksichtigt bzw. addiert. Die mittlere Menge für den Auswertungszeitraum 2010-2012 von 4,32 l/s plus 4 l/s aus dem Übereich werden bei Mittel- und Hochwasserverhältnissen berücksichtigt. Für Niedrigwasserverhältnisse darf nur die tatsächlich gemessene Schüttung hinzuaddiert werden. Am Tag mit dem geringsten gemessenen Abfluss (28.06.2011) wird die gemessene Quellschüttung des Tages von 1,47 l/s hinzuaddiert. Gemäß der Auswertung in Abbildung 32 liegt der Basisabfluss des Schneckenbachs in den Jahren 2010 – 2012 zwischen ca. 4,7 l/s und ca. 66,9 l/s. Der mittlere Basisabfluss liegt bei ca. 31,79 l/s (grüne Linien 1, 3 und 4 in Abbildung 32) was einer mittleren Grundwasserneubildungsspende von 21,19 l/(s*km²) entspricht. Bei diesem Ansatz sind die Anteile aus dem oberflächennahen Grundwasserleiter, die in den tieferen Gneis/ Granit versickern, nicht berücksichtigt. Da dieser Anteil (Au2u = ca. 4%, siehe Kapitel 7.2.8) sehr gering ist und nur geschätzt werden kann, wird er hier nicht berücksichtigt. Wie bereits ausführlich beschrieben führt der Einfluss des Sondierstollens zu deutlichen Rückgängen der Quellschüttungen im Einzugsgebiet des Oberlaufs des Schneckenbachs. Zusätzlich zu der relativ trockenen ersten Hälfte des Jahres 2011 führt dies zu deutlich erniedrigten Abflüssen im Sommerhalbjahr 2011. Damit sind die ermittelten Werte 1 (Abflussspende bei niedrigstem Niedrigwasser) und 2 (Mittlere Grundwasserabflussspende der hydrologischen Sommerhalbjahre) gemäß Abbildung 32 als nicht repräsentativ anzusehen. Auch die mittlere Grundwasserabflussspende, die für diesen Zeitraum ermittelt wurde, ist daher vermutlich zu gering. Grundwasserspende nach W UNDT Bei dem rechnerischen Verfahren nach W UNDT [163] werden die mittleren monatlichen Abflussminima eines Zeitraumes ermittelt und daraus die mittlere Grundwasserneubildungsspende ableitet. Hierbei können jedoch besonders in den Wintermonaten in den MNQ-Werten Anteile von Oberflächen- und Zwischenabfluss enthalten sein, weshalb die Ergebnisse in der Regel zu hohe Werte liefern. Für die Jahre 2010 – 2012 ergibt sich gemäß WUNDT eine mittlere Grundwasserneubildungsrate von ca. 29,8 l/s + 8,3 l/s = 38,1 l/s, was einer mittleren Grundwasserneubildungsspende von 25,4 l/(s*km²) entspricht. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 163 Grundwasserspende nach KILLE Mit dem grafischen Verfahren nach KILLE [67] (siehe Abbildung 33) ist es möglich, die Monate mit zu hohen Anteilen an direktem Abfluss von den übrigen Monaten abzutrennen. Mit dieser Methode ergibt sich eine Grundwasserneubildungsrate von ca. 22 l/s + 8, 3 l/s = 30,3 l/s. Dies entspricht einer Grundwasserneubildungsspende von 20,2 l/(s*km²). Tabelle 42: Grundwasserneubildungsspenden für das Einzugsgebiet des Schneckenbachs nach Natermann [117], Wundt [163] und Kille [67] Nq (l/(s*km²)) Mq (l/(s*km²)) Hq (l/(s*km²)) 7,3 21,1 44,2 WUNDT - (25,0) - KILLE - 19,8 - NATERMANN KILLE (Daten Dr. Schneider )* Mittelwert (ohne Wundt) 20,7 - 20,53 - *Messreihe Dr. Schneider 2002-2004 Schneckenbach Einmündung Altbach Abbildung 33: Ermittlung der Grundwasserneubildung am Schneckenbach nach modifiziertem Verfahren Kille [67] (Zeitraum wie in Abbildung 32) Wasserbilanz – Bewertung der Ergebnisse Die aus den Abflussmessungen ermittelten Werte entsprechend weitgehend den langjährigen Daten, die auch in den Wasserschutzgebietsgutachten ([81][82][84][99]) im Bereich Abhau erwähnt werden (siehe auch Tabelle 17). In Anbetracht des relativ niederschlagsarmen Jahres 2011, sowie des zusätzlichen Einflusses der Bergwasserdrainage im Sondierstollen kann man von etwas höheren Werten für den Auswertungszeitraum ausgehen. Ein weiteres Problem kann die Unterscheidung des unterirdischen und oberirdischen Einzugsgebiets darstellen. Da bezüglich der Abgrenzung des unterirdischen Einzugsgebiets in der Regel keine ausreichende ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 164 Datenbasis gegeben ist, wird das oberirdische Einzugsgebiet bei der Wasserbilanz berücksichtigt. Somit kann für die Umgebung des Abhau eine mittlere Grundwasserneubildungsspende von ca. 20 – 21 l/s * km2 angenommen werden. Für den Altbach steht neben den Trockenwetterabflussmessungen bisher nur eine kontinuierliche Messreihe des Sommerhalbjahres 2011 aus dem nördlichen Gebiet zur Verfügung (siehe Abbildung 31), sodass eine vollständige Auswertung nach NATERMANN, W UNDT und KILLE nicht möglich ist. Die Auswertung der Abflussganglinie des sehr trockenen Sommerhalbjahres 2011 nach NATERMANN ergab eine deutlich höhere Abflussspende von 17,1 l/(s*km²) (Pegel 2) als beim Schneckenbach, bei dem der Sommerabfluss im gleichen Zeitraum zu 9,6 l/(s*km²) ermittelt werden kann. Entsprechend höher kann die langjährige mittlere Grundwasserneubildungsspende für das Kopfeinzugsgebiet des Altbachs angenommen werden. Im Wasserschutzgebietsgutachten [85] wird für das Einzugsgebiet der Rohrquellen eine Grundwasserneubildungsspende von 26,3 l/(s*km²) ermittelt. Nachfolgend werden die ermittelten Daten gemäß Wasserhaushaltsgleichung (N = V+A) für die Umgebung des Abhau (ohne Kopfeinzugsgebiet Altbach) gegenübergestellt: Niederschlag (N) Verdunstung (V) Abfluss (Ao + Au) Direktabfluss (Ao) Basisabfluss (Au) = 1.939 mm (DWD 1990 - 2013) = 595 mm (Mittelwert Gras/Nadelwald bei 1.000 m+NN) = 1.344 mm = 699 mm = 645 mm = 20,45 l/(s*km²) (Grundwasserneubildungsspende) Der Anteil des in den Untergrund versickernden Niederschlags der zur Grundwasserneubildung beiträgt ist unter anderem abhängig von der Art der Flächennutzung. Zur Veranschaulichung der Landnutzung im Bereich des Haselbachs wurde eine Landnutzungskarte anhand einer Luftbildauswertung erstellt (Anlage 18; vgl. Tabelle 71). 6.2.11 Wasserwirtschaftliche Situation Private Quellen: Aufgrund der durchgeführten Erhebungen kann festgehalten werden, dass im Bereich des Abhaus alle Verbraucher an das öffentliche Trinkwassernetz angeschlossen sind. Vereinzelt werden Quellen jedoch zusätzlich zur Trink- und Brauchwasserversorgung genutzt. Diese Quellen sind im Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser, Gewässernutzung Dritter aufgeführt. Wasserversorgung Herrischried (siehe auch Tabelle 18 und [84][85][99]) Die Rohrquellen 1-4 werden in die Brunnenstube „Rohrquellen“ geleitet und fließen von dort aus in die Hochbehälter Tannacker und Tannen. Der erst 2007 in Betrieb genommene Hochbehälter Tannen nimmt ca. 1 l/s der Schüttung der Rohrquellen auf. Die verbleibende Rest- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 165 schüttung fließt in den Hochbehälter Tannacker. Die Rohrquellen dienen der Wasserversorgung von Herrischried. Der mittlere Verbrauch der Jahre 2010-2013 beträgt 2,33 l/s (siehe auch Tabelle 43). Wasserversorgung Rickenbach (siehe auch Tabelle 18 und [84][85][99]) Die Mühlenweiherquellen 1-3 werden in die Brunnenstube Mühlenweiher geleitet und fließen von dort in den Hochbehälter Rickenbach. Das Quellwasser speist das Ortsnetz von Rickenbach. Das Wasser der Abhau- und Saalbrunnenquelle fließt in einen gemeinsamen Sammelschacht und von dort in den Hochbehälter Strick. Wenn die Wasserkammer voll ist, fließt das überschüssige Wasser in den Hochbehälter Rickenbach. Das Wasser der Abhau- und Saalbrunnenquelle dient der Wasserversorgung Altenschwand und Rickenbach. Die Brunnenstube der Atdorfquelle 3.1 und 3.2 befindet sich rd. 75 m südwestlich der Quellfassung. Von dort wird das Wasser zunächst in den Hochbehälter Strick geleitet. Von dort wird das Wasser in den Hochbehälter Rickenbach geleitet. Das Wasser dient der Wasserversorgung der Gemeinde Rickenbach. Die Steinbühlquelle entwässert in die Brunnenstube Steinbühl, und von dort gelangt das Wasser in den Hochbehälter Steinbühl. Das Wasser wird für die Wasserversorgung von Altenschwand verwendet. Der mittlere Verbrauch der Jahre 2010 – 2013 für die jeweiligen Quellen sind in Tabelle 43 aufgelistet. Tabelle 43: Wasserwirtschaftliche Daten HochBehälter zugeleitete Quellen Mittlere Verbrauch (l/s) Wasserversorgung für Gemeinde Saalbrunnenquelle, Abhauquelle, Atdorf- 3.1 und Atdorf 3.2 Quellen, Mühlenweiherquellen 1-3, (Saalbrunnen-,Abhauquellen)* 4,47** Tannacker/ Tannen Rohrquellen 1-4 2,33** Herrischried Steinbühl Steinbühlquelle 0,54** Altenschwand/ Rickenbach Strick Rickenbach Rickenbach Rickenbach *aus Überlauf HB Strick, ** Mittelwert des Verbrauchs der Jahre 2010 - 2013 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 166 6.3 6.3.1 Vorhabensbereich Untertagebauwerke - Zufahrtsstollen (Sondierstollen) Bergwasser 6.3.1.1 Ort und Menge der Zuflüsse Der neu aufgefahrene Sondierstollen bildet die Fortsetzung eines bestehenden 518 m langen Stollens. Dieser wurde gegen Ende der 1970er Jahre aufgefahren und sollte in Richtung der künftigen Maschinenkavarne verlaufen. Dieser Stollen wurde damals Kabelstollen genannt. Die Längenangaben zum neu aufgefahrenen Sondierstollen integrieren diesen Stollen. Beim Vortrieb des Sondierstollens wurden neben längeren, trockenen Abschnitten regelmäßig auch Bereiche mit Tropf- und Fließstellen beobachtet. Diese Bereiche werden im Weiteren als Homogenbereiche bezeichnet, denen eine einheitliche mittlere Durchlässigkeit zugewiesen wird. Die Hauptwasserzutritte, die ca. 80 % der gesamten Bergwasserzutritte ausmachen, kommen aus Großklüften und/oder Störungszonen. Die Wasserführung der angetroffenen Störungszonen 1, 2 und 3 wird nachfolgend beschrieben. Störungszone 1 Der Hauptwasserzutritt wurde bei der Störungszone 1 im Bereich von 975 m (Ansatzpunkt Sondierbohrung: 972,5 m) festgestellt. Diese wurde Mitte April 2010 angetroffen. In dieser Störungszone wirkte eine nordost - südwest streichende Störung mit dickem Lehmbelag wasserstauend, so dass dahinter eine größere und druckhafte Bergwasserschüttung angetroffen wurde. Die Wasserwege bestanden aus zerrütteten und hydrothermal veränderten Gesteinspartien. Das Wasser war stark druckhaft (ca. 50 - 55 bar), so dass davon ausgegangen werden kann, dass eine hydraulische Verbindung zur Oberfläche besteht. Der anfänglich hohe Wasserdruck wurde durch Drainage mittels Sondierbohrungen auf unter 1 bar abgesenkt. Der Wasserzufluss lag anfänglich bei etwa 40-50 l/s (wenige Stunden). Nach einigen Tagen stabilisierte sich der Wasserzufluss bei ca. 15 l/s zurück. Jedoch wurden auf der restlichen Störungsstrecke bis ca. 1.004 m noch weitere Trennflächenelemente mit Bergwasserzuflüssen angetroffen, die mit ca. 5 l/s bis 8 l/s eingeschätzt wurden. Die mittlere Zuflussmenge stellte sich bei ca. 22 l/s ein. Störungszone 2 Ein weiterer größerer Bergwasserzutritt wurde bei Störungszone 2 bei 1.399 m registriert. Störungszone 2 wurde am 29.07.2010 angetroffen. Beim erstmaligen Antreffen dieses Wasserweges wurde die Zuflussmenge auf ca. 9,0 l/s geschätzt und es wurde trotz potentiellem Druckabbau an mehreren Sickerwasserstellen ein Druck von 15 bar gemessen. Nach Fertigstellung der Sondierbohrung ging der Bergwasserdruck jedoch ziemlich schnell auf < 1 bar zurück [siehe hierzu [71]) und die Bergwassermenge reduzierte sich auf ca. 5,5 l/s. Der Hauptwasserweg der Störung 2 besteht aus einer mehreren Zentimeter breiten offenen Kluft, deren Kluftflächen mit Kristallrasen belegt sind. Störungszone 3 Ein dritter größerer Bergwasserzutritt wurde im Bereich der Störungszone 3 zwischen 2.017 m und 2.022 m am 05.11.2010 angetroffen. Die Zuflussmenge wurde zu Beginn mit ca. 13 l/s eingeschätzt. Der Wasserzutritt war nur schwach druckhaft und ging schnell auf unter 1 bar ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 167 zurück, wobei sich der konstante Wasserzufluss bei ca. 7,5 l/s einpendelte. Gemäß Abbildung 34 und den Angaben in [71] können für die verschiedenen Zonen des Sondierstollens die in Tabelle 44 aufgelisteten Bergwasserzugtritte angegeben werden: Die Wasserzutritte in den oben genannten Hauptzuflussbereichen der drei Hauptstörungszonen wurden permanent beobachtet. Im wöchentlichen Turnus wurden Wasserproben entnommen. Standardmäßig wurden die Vorortparameter (Temperatur, Leitfähigkeit und pH-Wert) gemessen. Die bedeutenden Wasserzutritte, die während des Sondierstollenvortriebes angetroffen wurden, sind in der Tabelle 44 zusammengestellt. Tabelle 44: Entwicklung der Bergwasserzutritte im Sondierstollen Tunnelstrecke 0 m – 975 m Abschnitt 1 975 m – 1.005 m (Störung 1) 1.005 m – 1.394 m Abschnitt 2 1.394 m – 1.399 m (Störung 2) 1.399 m – 2.017 m Abschnitt 3 2.017 m – 2.022 m (Störung 3) 2+022 – 2+347 (+ 75 m Querschlag = 2422 m) Abschnitt 4 Bergwasseranfall Bergwasseranfall Bergwas- Teilstück kumulativ ser-anfall (l/s) (l/s) (l/s*100m) ungestört 3,2 3,2 0,33 gestört 21,8 25 - ungestört 1,2 26,2 0,31 gestört 5,5 31,7 - ungestört 0,9 32,6 0,14 gestört 7,5 40,1 - ungestört 4,1 44,2 1,03 Gebirgszustand Fazit Gemäß Abbildung 34 und Tabelle 44 wurde eine Gesamtbergwassermenge am Ende der Bauphase von 44,2 l/s gemessen. Das entspricht einem Bergwasserzutritt von 1,82 l/s * 100 m. Für den ungestörten Bereich (Homogenbereiche ohne Störungszonen) ergibt sich eine kumulative Bergwassermenge von ca. 9,4 l/s. Bei einer Länge der Homogenbereiche von ca. 2.382 m ergibt dies einen Bergwasserzutritt von im Mittel 0,4 l/(s*100 m) Stollenlänge. Demnach sind ca. 80 % der Bergwasserdrainagen an lokale Störungszonen gebunden. Die anteilige Länge dieser Zonen im Verhältnis zur Gesamtlänge des aufgefahrenen Stollens beträgt nur ca. 1,7 %. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 168 50 Bergwasseranfall im Sondierstollen Störung 3 = 7,5 l/s 45 40 Störung 2 = 5,5 l/s Schüttung l/s 35 30 Störung 1 = 21,8 l/s 25 20 15 10 5 0 01.08.11 01.07.11 01.06.11 01.05.11 01.04.11 01.03.11 01.02.11 01.01.11 01.12.10 01.11.10 01.10.10 01.09.10 01.08.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 01.02.10 01.01.10 01.12.09 Abbildung 34: Entwicklung der Bergwasserzutritte im Sondierstollen (unkorrigiert) 6.3.1.2 Hydrochemische Verhältnisse Aus dem Sondierstollen wurden im Bereich der Störungen und aus den Bohrungen, die bis auf die Tiefe der Sohlhöhen der geplanten Bauwerke reichten, Wasserproben für hydrochemische Analysen entnommen (Tabelle 46). Die Untersuchungen haben gezeigt, dass alle Proben nach DIN 4030, Teil 1 als nicht Beton angreifend einzustufen sind. Ebenso wurden in den untersuchten Wässern keine überhöhten Sulfatwerte gefunden, die auf aufsteigende stark sulfathaltige Tiefenwässer oder Thermalwässer hindeuten würden. Im Rahmen der isotopenhydrologischen Analysen der Proben aus den Störungen wurden weitere hydrochemische Analysen durchgeführt. Eine erste chemische Übersichtsanalyse der Störungszone 1 wurde am 22.04.2010 veranlasst. Darüber hinaus wurden Analysen auch im August 2010 und im Mai 2011 durchgeführt. Die Ergebnisse der chemischen Analysen sind in Tabelle 45 aufgelistet. Die gemessenen Leitfähigkeiten liegen höher als in den Quellen am Westhang des Abhaus, was auf den höheren Grad der Mineralisierung zurückzuführen ist. Die höhere Mineralisierung der Stollenwässer ist hauptsächlich auf Calcium und Natrium zurückzuführen. Die Mühlenweiherquellen haben Leitfähigkeiten im Bereich zwischen 100 – 120 µS/cm. Das Wasser der Störungszone 1 wurde mit 214 µS/cm bis 217 µS/cm bei den Proben niedriger gemessen als bei den Reihenmessungen, die zwischen 260 und 280 µS/cm liegen. Das Wasser der Störungszone 2 liegt zwischen 170 µS/cm und 200 µS/cm, und im Bereich der Störungszone 3 liegen die Leitfähigkeiten zwischen 140 µS/cm und 160 µS/cm. Die gemessenen Temperaturen liegen zwischen 22 und 26 Grad und geben damit keine Hinweise auf stärker temperiertes Tiefenwasser. Bezüglich der chemischen Zusammensetzung sind die Stollenwässer den Mühlenweiherquellen am Ähnlichsten. Die Mühlenweiherquellen liegen am Tiefsten, bzw. sind dem Ausstrich der Störungszone 1 am Nächsten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 169 Tabelle 45: Hydrochemische Analysen Sondierstollen Störungszonen 1, 2 und 3 MessStörung 3 Störung 1 975 m Störung 2 1.398 m ort 2.018 m Datum 22.04.2010 23.08.2010 31.08.2010 05.04.2011 23.08.2010 31.08.2010 05.04.2011 Parameter Dim. 33,2 16,0 20,2 31,6 29,0 20,4 14,9 Calcium mg/l 5,3 0,3 2,8 4,7 4,8 0,9 1,1 Magnesium mg/l 19,5 17,6 38,8 24,7 23,6 27,3 23,3 Natrium mg/l 2,4 2,5 1,4 1,1 1,2 0,7 0,7 Kalium mg/l 9,8 3,0 2,2 7,2 6,7 1,9 1,8 Chlorid mg/l 12,1 7,6 6,1 11,0 11,0 11,8 8,2 Sulfat mg/l <0,5 2,9 <0,5 <0,5 1,6 1,2 Nitrat mg/l Säurekap. 2,38 1,18 2,68 2,46 2,50 1,72 1,59 bis pH4.3 mmol/l Hydrogenmg/l 164,48 142,2 68,9 carbonat 7,91 8,39 8,25 8,10 8,12 8,37 8,55 pH-Wert 23,8 24,6 22,0 22,8 22,7 23,6 23,5 Temperatur °C Leitfähigkeit 283 151 214 215 217 175 162 (20°C) µS/cm 0,011 0,170 0,0146 0,0198 0,1482 0,1582 Arsen mg/l 300 40,0 38,0 36,0 34,0 200 32,0 150 30,0 28,0 100 26,0 24,0 50 22,0 LF Störung 1 LF Störung 2 LF Störung 3 Temp Störung 1 Temp. Störung 2 Temp. Störung 3 0 20,0 01.08.2010 31.08.2010 30.09.2010 30.10.2010 29.11.2010 29.12.2010 28.01.2011 27.02.2011 29.03.2011 28.04.2011 28.05.2011 27.06.2011 Abbildung 35: Grafische Darstellung der Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen an den Wässern der drei Störungen im Sondierstollen Atdorf Arsen Zur Bestimmung des Arsengehalts in den Bergwässern wurden weitergehende Beprobungen durchgeführt und Analysen vorgenommen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 46 aufgelistet. Es zeigt sich, dass die meisten Werte zwischen 10 μg/l und 60 μg/l und damit über dem Grenzwert ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 170 Temperatur Elektrische Leitfähigkeit (uS/cm) 250 der Trinkwasserverordnung (TVO) liegen (= 10 μg/l). Einzig in der Kernbohrung 3 liegen die Werte unter 1 μg/l. Die höchsten Werte wurden in den Störungszonen 2 und 3 mit 190 μg/l bzw. 179 μg/l gemessen. Als Grenzwert für die Einleitung von arsenhaltigem Bergwasser in das Wehrabecken nannte das LRA Waldshut in der wasserrechtlichen Entscheidung vom 28.05.2010 50 µg/l. Durch das in der Bauwasserbehandlungsanlage eingesetzte Flockungsmittel wurde das Arsen ausgefällt und erreichte im Ablauf Konzentrationen deutlich unterhalb dieses Grenzwerts. Wie die im Anschluss an die Verplombung des Sondierstollens gemessenen Werte in Tabelle 46 zeigen, werden die im Sondierstollen gemessenen Werte in den Quellen und Bächen im Bereich des Abhaus und Mühlegrabenbachtals nicht erreicht. Lediglich die Arsengehalte in der Atdorfquelle 2 übersteigen im Juli 2011 mit 39 μg/l den Grenzwert. Hier wurde bereits im Juli 2010 in der benachbarten Grundwassermessstelle AOG 05 ein Wert im Grundwasser von 117 μg/l gemessen. Bei einer Nachbeprobung der Grundwassermessstelle AOG 05 im August 2010 wurden abermals 108 μg/l analysiert. An diesem Termin wurde die Atdorfquelle 2 ebenfalls gemessen und 5,8 μg/l festgestellt. Drei weitere Proben im Jahr 2011 ergaben aber wieder Werte unter 10 μg/l. Die hier gemessenen höheren Werte sind also auf einen bereits vorhandenen geogenen Hintergrund im Umfeld zurückzuführen. Die Analysen auf Arsen in den Quellen am Abhau wurden durchgeführt, um zu untersuchen ob es im Gefolge der Verplombung des Sondierstollens und des dadurch befürchteten hydraulischen Kurzschlusses (Druckausgleich) im Untergrund über die Störungszonen zu einem Aufstieg von Arsen belasteten Bergwasser in die Quellen kommt. Die in Tabelle 47 aufgelisteten Werte lassen zumindest bis Dezember 2011 keinen entsprechenden Einfluss erkennen. Tabelle 46: Ergebnisse der Arsenbeprobungen im Bergwasser des Sondierstollens Ort der Probe/Datum (Werte in µg/l) Mischprobe 1 (Tunnelmeter 0+600 – 0+900) Mischprobe 2 (Tunnelmeter 0+200 – 0+494) Mischprobe 3 (aus Mischproben 1 und 2) Mischprobe bis Plombe Störung 1 Störung 2 Störung 3 Kernbohrung 3, gesamt Pumpensumpf Stollenweiche Einlauf Abwasserbehandlung Auslauf Abwasserbehandlung Block E, Kluftwasser (aus Kavernenbereich) Block E, Kluftwasser (aus Zufahrtsstollen) Wasseraufbereitung Rohwasser Kaverne Wehr Sondierstollen Plombe Druckschacht 11 Anzahl Proben: 28.05.10 04.08.10 23.08.10 31.08.10 05.11.10 27.05.11 10.10.11 - - - - - 35,0 - - - - - - 44,0 - - - - - - 40,0 - 19,5 18,2 51,8 27,4 8,7 190,0 < 1,0 - 14,6 148,2 - 19,8 158,2 - 11,0 43,0 - - 90,0 - 26,7 179,0 - - 59,0 - - - - - - - - - - - - - - - - 4,8 - - - - - - 9 2 2 2 2 3 1 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 - Seite 171 Tabelle 47: Ergebnisse der Arsenbeprobungen im Bereich Abhau und Mühlgrabenbachtal Ort der Probe/Datum (Werte in µg/l) Steinbühlquelle Saalbrunnenquelle Abhauquelle Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Mühlenweiherquelle 1 Mühlenweiherquelle 2 Mühlenweiherquelle 3 Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 Quellgebiet Abhau Ost OBM0070 = Möslequellen Atdorfquelle2 (1 Mischprobe aus Quelle 1+3) Quelle, M0078, Dole Quelle, OBM037 Quelle, OBM038 OBM039 Mühlgrabenbach1, OBM005 Mühlgrabenbach, OBM010 Sommerhaldeweg, OBM040 Anzahl Proben: 28.05.10 11.07.11 25.07.11 29.07.11 08.08.11 17.10.11 22.12.11 - < 1,0 1,0 3,0 1,0 3,0 3,0 1,0 1,0 < 1,0 < 1,0 - - < 1,0 1,0 - 1,0 < 1,0 1,0 3,0 8,0 4,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,0 3,0 2,0 - - - - - - - - - 39,0 - 9,0 - 8,0 3,0 1,3 < 0,5 1,5 3 < 1,0 < 1,0 < 1,0 < 1,0 5,0 5,0 17 < 1,0 1,0 2 1 2 1,0 < 1,0 1,0 5,0 5,0 18 3 6.3.1.3 Isotopenhydrologische Analysen Um eine Charakterisierung bzw. eine Abschätzung des Grundwasseralters und der Herkunft des anfallenden Bergwassers aus den Störungszonen im Sondierstollen (siehe Kapitel 5.3.1) vornehmen zu können, wurden an den Störungszonen wöchentlich Proben genommen und 14-tägig auf 18O untersucht. Die Proben wurden von der Fa. Hydroisotop analysiert und wie nachfolgend aufgeführt bewertet. In den Proben der Störung 1 und 2 wurde Tritium mit 6,5 ± 0,7 TU und 6,6 ± 0,5 TU nachgewiesen. Damit werden die Proben von Grundwasser dominiert, das innerhalb der letzten 55 Jahre neugebildet wurde. Die Tritiumgehalte liegen im unteren Wertebereich der aktuellen Niederschläge der Region sowie der Quellwässer im Bereich des Abhaus. Demnach handelt es sich um junge, tritiumhaltige Grundwässer. Störung 1 (0,972 km) = KB 2 Von der Störung 1 liegen bisher insgesamt 13 18O-Messungen aus dem etwa halbjährigen Untersuchungszeitraum von 09.08.2010 - 22.03.2011 vor. Alle Werte sind unter Berücksichtung der analytischen Messgenauigkeit von ± 0,15 ‰ als quasi identisch zu bezeichnen (Mittelwert: -10,08 ‰, Standardabweichung: ± 0,04 ‰, Variationsbreite: 0,14 ‰). Selbst bei detaillierter Betrachtung zeigen sich keine nennenswerten Variationen oder Trends (vgl. Abbildung 36). Nach den Tritiumuntersuchungen vom August 2010 handelt es sich um ein relativ junges Wasser mit Verweilzeiten von wenigen bis mehreren Jahren (< 10 Jahre). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 172 Abbildung 36: Grafische Gegenüberstellung der 18O-Zeitreihenuntersuchungen an den Wässern der drei Störungen im Sondierstollen Atdorf Störung 2 (1,395 km) Auch bei der Störung 2 sind die bisher vorliegenden 13 18O-Messungen quasi identisch (vgl. Abbildung 36: Mittelwert: -9,99 ‰, Standardabweichung: ± 0,06 ‰, Variationsbreite: 0,25 ‰). Markante Veränderungen bei der Komponentenzusammensetzung sind auch hier nicht angezeigt. Lediglich der Wert vom 02.02.2011 ist tendenziell als „Ausreißer“ anzusehen. Hier könnte die Schneeschmelze eine Rolle spielen. Die Tritiumuntersuchungen vom August 2010 deuten, entsprechend dem Grundwasser der Störung 1, auf Verweilzeiten von wenigen bis mehreren Jahren hin (Verweilzeit < 10 Jahre). Störung 3 (2,017 km) Auch die 11 18O-Messungen der Störung 3 sind noch als identisch zu bezeichnen, da die Variationsbreite von 0,30 ‰ gerade noch der analytischen Messgenauigkeit von ± 0,15 ‰ entspricht (vgl. Abbildung 36: Mittelwert: -10,10 ‰, Standardabweichung: ± 0,09 ‰). Bei detaillierter Betrachtung deutet sich ein Trend hin zu etwas höheren bzw. isotopisch schweren Werten an, was als Hinweis für geringe Einflüsse einer saisonalen Grundwasserkomponente gedeutet werden kann. Von der Störung 3 liegen keine Tritiumuntersuchungen vor. Die Lage der Isotopenwerte im Nahbereich bzw. auf der mittleren Niederschlagsgerade zeigt die meteorische Herkunft (Bildung aus Niederschlägen) des untersuchten Grundwassers an. Signifikante Einflüsse durch Verdunstung oder Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen bei erhöhten Temperaturen sind nicht nachzuweisen (kein Thermalwasser). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 173 6.3.1.4 Vergleich der Bergwässer der Störungen und der Quellwässer am Abhau Zwischen den 3 Störungen zeigen sich bei den bisher vorliegenden 18O-Untersuchungen keine wesentlichen Unterschiede (vgl. Abbildung 36), was auf vergleichbare Grundwasserkomponentenzusammensetzungen bzw. gute Vermischungsprozesse hinweist. Im Folgenden werden die Grundwässer der drei Störungen im Sondierstollen einheitlich als „Sondierstollenwässer“ bezeichnet. Die δ18O-Werte der „Sondierstollenwässer“ sind im Vergleich zu den Wässern der Quellen am Abhau geringer bzw. isotopisch leichter (vgl. Abbildung 37: die arithmetischen Mittel der Quellen am Abhau liegen zwischen -9,55 und -9,95 ‰). Vermutlich spielt hier eine Rolle, dass die Quellen am Abhau vergleichsweise hohe Anteile an jungen, oberflächennah zirkulierenden Komponenten von bis zu 25 % enthalten („direkt abfließende“ und „saisonale“ Komponenten mit Verweilzeiten von < 1 Jahr), während die „Sondierstollenwässer“ nur geringe oder keine Anteile und stattdessen fast ausschließlich tief zirkulierende „langfristige“ Grundwasserkomponenten mit Verweilzeiten von > 1 Jahr aufweisen. Diese langfristige Komponente ist nach den vorliegenden δ18O-Werten der „Sondierstollenwässer“ durch vergleichsweise „leichte“ 18O-Gehalte geprägt, was auf vergleichsweise hohe Anteile an im Winter neu gebildeter Grundwasserkomponenten (vgl. Abbildung 37) und/oder auf etwas höher liegende Grundwasserneubildungsgebiete hinweist. Letzteres ist vermutlich untergeordnet, da die am höchsten gelegenen Quellen (Bsp. Rohrquellen: ca. 950 m ü. NN) nur knapp unterhalb des Abhaus liegen, der mit ca. 1.000 m ü. NN zu den höchsten Erhebungen im Umfeld gehört. Es ist möglich, dass das unterirdische Einzugsgebiet der Stollenwässer noch bis in höher gelegene Bereiche als die der höchst gelegenen Quellen am Abhau reichen kann. Eine Abgrenzung dies bezüglich ist nicht möglich. Für die hohen Anteile an im Winter neu gebildeten Grundwasserkomponenten spricht die über mehrere Wochen bestehende Schneedecke, die isotopisch „leichte“ Winterniederschläge als Schnee fixiert und während der Schneeschmelze zu einer kontinuierlichen Versickerung bzw. Grundwasserneubildung beiträgt. Der Beitrag an sommerlichen Niederschlägen an der Grundwasserneubildung ist hingegen vergleichsweise gering, da die sommerlichen Niederschläge größtenteils über die Vegetation an die Atmosphäre zurückgeführt werden (Evapotranspiration). Auch die vergleichsweise geringen Tritiumgehalte sprechen für eine dominant winterliche Grundwasserneubildung. Die δ18O-Werte der Rohrquelle 3, Mühlenweiherquelle 1, Steinbühlquelle und Kreiselbachquelle (vgl. Abbildung 37: grüne Symbole) liegen den δ18O-Werten der Sondierstollenwässer am Nächsten, was für diese Quellen auf vergleichsweise hohe Anteile an tief zirkulierenden Grundwasserkomponenten, vergleichbar den Sondierstollenwässern, hinweist. Da die Anteile an „langfristigen“ Komponenten bei allen Quellen am Abhau vergleichbar sind, deuten sich im Zusammenhang mit den unterschiedlichen 18O-Niveaus der Quellen unterschiedliche 18O-Signaturen für „direkt abfließende“ und/oder „saisonale“ Komponenten an, was auf Mikroklima- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 174 Effekte zurück zu führen ist (lokal variierende Niederschlagsmengen, unterschiedliche Exposition). Bei der „langfristigen“ Komponente sind unterschiedliche δ18O-Niveaus in der Regel an den so genannten regionalen δ18O-Höheneffekt gebunden. Sollte die „langfristige“ Komponente für die unterschiedlichen δ18O-Niveaus der Quellen verantwortlich sein, lässt sich daraus schließen, dass die Einzugsgebiete der oben genannten Quellen im Vergleich zu ihren benachbarten Quellen – Rohrquelle 1, 2 und 4 bzw. Mühlenweiherquelle 1 und 2 – durchschnittlich höher liegen [59]. Abbildung 37: Grafische Gegenüberstellung der Sauerstoff-18-Zeitreihenuntersuchungen der „Sondierstollenwässer Atdorf“ im Vergleich zu den Quellen am Abhau und den Niederschlagsdaten der Stationen Schauinsland (1.200 m ü. NN) und Freiburg (270 m ü. NN) 6.3.2 Einfluss auf das Grundwasser am Abhau 6.3.2.1 Grundwasserstand Entsprechend der Trockenwetterphase während der ersten Hälfte des Jahres 2011 und dem zusätzlichen Einfluss der Bergwasserdrainage erreichen die Grundwasserstände im Vergleich zu den Jahren davor bis Mitte Juli 2011 ein deutlich niedrigeres Niveau, das üblicherweise erst im Spätjahr erreicht wird. Darüber hinaus zeigen einige Grundwassermessstellen einen Gang des Wasserspiegels, der deutlich vom üblichen Verlauf der Vorjahre abweicht. Da sich der Gipfelbereich des Abhaus im Drainagebereich der Störung 3 befindet, ist in den hier errichteten Grundwassermessstellen eine Reaktion auf die Bergwasserdrainage am deutlichsten sichtbar. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 175 Eine erste Reaktion ist bei der Grundwassermessstelle AOB 12 ab November 2010 mit Antreffen der Störungszone 3 des Sondierstollens anzunehmen. Ab diesem Zeitpunkt verläuft der Wasserstand auf einem deutlich niedrigeren Niveau als zuvor. Dies wird deutlich im Vergleich zum Gang des Wasserstandes in der Grundwassermessstelle AOG04 ab Mai 2011. Nachfolgend werden die Reaktionen der Messstellen bewertet bzw. eingestuft. Dabei erfolgt die Einstufung rein visuell auf der Grundlage des Verlaufs der Ganglinien (siehe Anlage 28). Stark Reaktion Bergwasser: AOB12, AOB10 Reaktion Plombe: AOB12, AOB10 Deutlich AOB15, AOG03, AOG04 AOB15, AOG03, AOG04 Schwach AOG01, AOG06, AOG08 AOG01, AOG06, AOG08 Am deutlichsten ist die Reaktion auf das Verschließen des Sondierstollens im Gang des Grundwasserspiegels der Grundwassermessstelle AOB 12 ersichtlich. Der Grundwasserstand steigt parallel zum Druckanstieg im Sondierstollen seit Ende Juli 2011 wieder kontinuierlich an, während der Wasserspiegel in einigen Grundwassermessstellen nach dem Niederschlagsereignis Ende Juli in der Tendenz weiter abfällt, bei anderen GWM bis zur starken Reaktion auf die hohen Niederschläge Anfang Dezember 2010 entweder keine eindeutige Reaktion zeigt und/oder auf die Niederschläge im Sommer und Herbst 2011 reagiert. Gleichwohl sind die relativ niedrigen Grundwasserstände im Jahr 2011 auch auf die extreme Trockenwetterphase im ersten Halbjahr 2011 zurückzuführen, sodass eine Überlagerung der Effekte vorhanden ist. Zur Verdeutlichung der Grundwasserverhältnisse im Bereich Abhau wurde am Ende der ersten, relativ trockenen Wetterphase im Sommer 2011 bzw. vor dem Verschließen des Sondierstollens mit einer Plombe ein Grundwassergleichenplan für den 18.07.2011 erstellt (siehe Anlage 6.5). Aus Abbildung 38 wird ersichtlich, dass der Grundwasserstand im Gipfelbereich des Abhaus nahezu 10 m tiefer liegt als der bisherige Tiefststand im August 2010. Besonders im Bereich Saalbrunnenquelle - AOB 12 - Möslequellen ist der Grundwasserspiegels deutlich tiefer (siehe Anlage 6.5) als bei normalem Niedrigwasserstand was auf den vermuteten Verlauf des Drainagebereichs der Störungszone 3 hinweist. 6.3.2.2 Quellschüttungen Die Mühlenweiherquellen 1 und 2, die im Drainagebereich der Störung 1 liegen, wurden eindeutig durch die Bergwasserdrainage und die dadurch entstehende Verminderung im Grundwasserhaushalt beeinflusst. Die Quellen reagierten seit Februar 2011 praktisch nicht mehr auf Niederschläge bzw. Grundwasserneubildungsvorgänge. Eine deutliche Reaktion war bei der Mühlenweiherquelle 2 nach ca. 3,5 Monaten nach dem Antreffen der Störungszone 1 im April 2010 festzustellen. Die im Mai 2011 endgültig trocken gefallene Quelle führte ab Anfang August 2011 wieder Wasser. Die Mühlenweiherquelle 3, die deutlich weiter weg von der Talachse und damit von dem potentiellen Ausstrich der Störung 1 liegt, reagierte trotz der ausgeprägten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 176 Trockenwetterphase in der 1. Hälfte 2011 noch auf Niederschläge, aber auch hier und noch deutlicher bei der Mühlenweiherquelle 1, ist vermutlich in Folge der Störung 3 ein stark abfallender Trend im Frühjahr 2011 auffällig. Die Mühlenweiher-Quelle 1 und 3 erreichten im Herbst 2011 den historischen Tiefstand, was auf den Einfluss des Sondierstollens zurückzuführen ist. Auch bei der Mühlenweiherquelle 2 wird der von Mitte Juni bis zum Oktober kontinuierlich verzeichnete Schüttungsrückgang bzw. das nahezu trocken fallen im Herbst 2011 auf den Einfluss des Sondierstollens zurückgeführt. Die Saalbrunnen- und Abhauquelle und Atdorfquelle 3.1 liegen im Drainagebereich der Störung 3. Unmittelbar nach Auffahrung der Störungszone 3 ist im Schüttungsgang keine direkte Reaktion feststellbar, da durch den erhöhten Niederschlag in den Wintermonaten ein möglicher Effekt überlagert wurde. Erst in Kombination mit dem trockenen Frühling 2011 wurde deutlich, dass diese Quellen unter die üblichen Niedrigschüttungen abfallen. Die Saalbrunnenquelle setzte unmittelbar nach dem Verschließen des Stollens wieder mit der Schüttung ein. Bei diesen Quellen ist das Einsetzen und kontinuierliche Ansteigen der Schüttung ab Juli 2011 neben den einsetzenden Niederschlägen sehr wahrscheinlich auch auf das Verschließen des Stollens am 18.07.2011 und dem einsetzenden Druckanstieg zurückzuführen. Die Möslequellen liegen ebenfalls im Drainagebereich der Störung 3 und scheinen, wenn auch stärker verzögert, auf den Abfluss von Bergwasser zu reagieren. Allerdings wurden hier zu Beginn der Messungen Ende Oktober 2009, also vor Beginn der Stollenbauarbeiten, schon niedrige Werte im Bereich von 0,1 – 0,3 l/s gemessen. Erst mit Beginn der starken Niederschläge im Dezember 2011 setzt die Schüttung der Quellen wieder ein. Der Vergleich der Quellschüttungen und der Grundwasserstände verdeutlicht, dass das Trockenfallen der Quellen seit Anfang Mai 2011 mit einem Absinken des Grundwasserstandes im Bereich der Grundwassermessstelle AOB 12 und AOG 03 unter ca. 17,00 - 18,00 m u. GOK einhergeht. Dieser Zeitpunkt markiert auch das Unterschreiten der bisher gemessenen tiefsten Grundwasserstände. Erstmals wurde die Schüttung der Möslequellen am Messpunkt (Quellbach am Einlauf zur Straßenunterführung) wieder am 12.12.2011 mit 0,66 l/s gemessen. Das Einsetzen der Schüttung erfolgte etwa ab einem Grundwasserspiegel von ca. 18 - 20 m unter Gelände im Bereich der o. g. Messstellen (siehe Anlagen 28). Auch bei der Atdorfquelle 3.2, der Steinbühl- und den Rohrquellen ist eine Reaktion auf die Bergwasserdrainage im Sondierstollen wahrscheinlich, wenn auch nicht unmittelbar am Verlauf der Schüttungsganglinie ablesbar, da sich die Trockenwetterphase Anfang 2011 und die Bergwasserdrainage überlagern. Die Quellen fielen erst seit Februar 2011 aufgrund der anhaltenden Trockenheit während der 1. Hälfte des Jahres 2011 konstant ab bzw. reagierten je nach Quelltyp noch auf einzelne Niederschlagsereignisse. Erst ab Anfang Dezember 2011 wurden aufgrund der zunehmenden Niederschläge in allen Quellen wieder stark steigende Schüttungen gemessen. Dieser Trend wurde auch bei Quellen außerhalb des Bereichs des Abhau im südlichen Hotzenwald festgestellt. Auch der Vergleich der NQ-Werte von den Rohrquellen und Quellen außerhalb des Abhau lässt einen Einfluss des Sondierstollens vermuten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 177 Abbildung 38: Grundwasserganglinien, Bergwasseranfall und Druckanstieg im Sondierstollen mit Tages- und Monatssummen der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 178 6.3.2.3 Trockenwetterfalllinien Quellen 2011 Um den Einfluss des Bergwasserzutrittes im Sondierstollen auf die Quellen am Abhau zu untersuchen, wurden die Trockenwetterfalllinien für eine erste Phase vor dem Bau (Herbst 2009; siehe Kapitel 6.2.6.2) und für eine zweite Phase mit der maximalen Bergwasserdrainage vor dem Verschließen des Sondierstollens (Frühjahr 2011) ausgewertet. Die ermittelten Auslaufkoeffizienten (α-Wert) sind in Tabelle 48 zusammengestellt. Bei der zusätzlichen Bestimmung wurde vorausgesetzt, dass der Abfluss in den Stollen stationär war. Es wurde deutlich, dass die Trockenwetterfalllinien nach dem Bau des Sondierstollens deutlich steiler ausfallen. Die Ursache für die Versteilung der Trockenwetterfalllinien ist wohl die nachhaltige Entleerung der Lockergesteine mit hohen alpha-Werten und die Verschiebung in die Systeme mit tiefen Werten. Die Mühlenweiherquelle 2 reagiert vermutlich bereits auf das Antreffen der Störung1. Dies wird durch die stark veränderten α-Werte in Tabelle 48 belegt. Einzig, wie bereits erwähnt, die gering oder gar nicht beeinflusste Steinbühlquelle und hier auch die Atdorfquelle 3.2 weisen keine Veränderungen auf. Tabelle 48: Vergleich der Auslaufkoeffizieten (α -Werte) 2009 und 2011 am Abhau Quelle Mühlenweiherquelle 1 Mühlenweiherquelle 2 Mühlenweiherquelle 3 Saalbrunnenquelle Abhauquelle Atdorfquellen 2 Atdorfquelle 3.1 Atdorfquelle 3.2 Abhau Ost Quellen Steinbühlquelle Rohrquelle 1 Rohrquelle 2 Rohrquelle 3 Rohrquelle 4 α -Werte α -Werte 2009* 2011** 0,00101 0,00740 0,00612 0,00786 0,00631 0,01415 0,00716 0,00888 0,02241 0,00183 0,00480 0,00217 0,00214 0,00746 0,01028 0,03736 0,05190 0,02851 0,02371 0,02940 0,01200 0,00820 0,06326 0,00169 0,01033 0,00667 0,00259 0,01654 Differenz -0,00927 -0,02996 -0,04578 -0,02065 -0,01740 -0,01525 -0,00484 0,00068 -0,04085 0,00015 -0,00553 -0,00450 -0,00045 -0,00908 Veränderung in % -917 -405 -748 -263 -276 -108 -68 8 -182 8 -115 -208 -21 -122 *Zeitraum der Auswertung: Juli 2009 - Februar 2010 **Zeitraum der Auswertung: Januar 2011 - Juli 2011 Des Weiteren wurden die Auslaufkoeffizienten von einigen Quellen und Abflussmessstellen, die im Rahmen des Sondierstollenmonitorings im Bereich des Mühlegrabenbachtals gemessen wurden, ermittelt und gegenübergestellt (siehe Tabelle 49). Hier sollte gezeigt werden, ob sich die Bergwasserdrainage im Homogenbereich des Stollens auch Übertage auf die Quellen auswirkt. Die Werte in Tabelle 49 belegen, dass keine so starken Veränderungen, wie sie bei Quellen an Abhau gemessen wurden, festgestellt werden konnten. Bei dem Zeitraum 2011 ist zu bemerken, dass es sich um keine reine Trockenwetterfalllinie handelt, da noch die Schneeschmelze bzw. die Frühjahrsniederschläge beteiligt sind. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 179 Tabelle 49: Bestimmung der α -Werte von Quellen und Abflussmessstellen im Mühlgrabenbachtal (siehe Anlage 2) Quelle M0005 M0037 M0040 Q0165 α -Werte α -Werte 2010* 2011** 0,03950 0,12523 0,03716 0,06047 0,05073 0,13125 0,03521 0,09497 Differenz -0,01123 -0,00601 0,00195 -0,03451 Veränderung in % -28,43 -4,80 5,24 -57,07 *Zeitraum der Auswertung: März 2010 - Mai 2010 **Zeitraum der Auswertung: Januar 2011 - Februar 2011 6.3.2.4 Gegenüberstellung der NQ-Werte Um die Niedrig-Schüttungen (NQ-Werte) der Messreihe des Zeitraums 2009 – 2011 zu bewerten, wurden die Daten vor 1992, die in den Gutachten zur Ausweisung der Wasserschutzgebiete aufbereitet wurden (monatlich/unregelmäßig), und die Messwerte der Gemeinden von 1994 - 2008 (monatlich) erhoben und ausgewertet. Die statistischen Daten sind in Tabelle 19 aufgelistet. In den Tabelle 50 und Tabelle 51 werden die NQ-Werte zusammengefasst. Wo möglich bzw. vorhanden wurde der vor der Messung gefallene Jahresniederschlag mit aufgeführt. Aus Tabelle 50 wird ersichtlich, dass im Zeitraum vor 1992 und dem nachfolgenden Zeitraum 1993 bis 2008 die NQ-Werte der Quellen am Abhau ähnlich sind. Es werden teils höhere, teils aber auch geringere Werte angegeben. Der Unterschied des Zeitraumes 2009 bis 2011 zu den Zeiträumen davor ist allerdings relativ groß. Im Zeitraum 2009 - 2011 liegen alle Quellen im Bereich des Abhaus, außer der Steinbühlquelle und den östlich gelegenen Quellen, unter den Werten der vorherigen Zeiträume. Dies wird auf die Bergwasserdrainage aus nicht abgedichteten Störungszonen im Sondierstollen während dessen Bau zurückgeführt. Es sei hier aber auch angemerkt, dass mit den wöchentlichen Messungen eine höhere Genauigkeit erreicht wird, und Extremwerte zuverlässiger erfasst werden als mit den unregelmäßigen historischen Werten, wie sie vor allem für den Zeitraum vor 1992 vorliegen. Zum Vergleich werden an dieser Stelle auch Quellen im Bereich des geplanten Unterwasserstollens ausgewertet. Die Daten für die NQ-Werte sind in Tabelle 51 zusammengefasst. Hier wird deutlich, dass die Werte aller Zeiträume ähnlich sind, also auch für den Zeitraum 2009 – 2011 keine außergewöhnlich niedrigen Werte vorliegen. Der deutliche Rückgang der NQ-Werte wie am Abhau im Messzeitraum 2009 - 2011 kann hier nicht beobachtet werden. Auch im Vergleich der historischen zu den Schüttungsquotienten (Messzeitraum 2009 - 2011) kann die Veränderung des Schüttungsverhaltens der Quellen gesehen werden. Fazit Es kann somit festgestellt werden, dass die Quellen am Abhau (außer der Steinbühlquelle) im Vergleich zu anderen Quellen in der Region im Zeitraum 2009 – 2011 deutlich niedrigere NQWerte im Vergleich zu den vorigen Zeiträumen aufweisen. Dies wird auf die Bergwasserdrainage aus nicht abgedichteten Störungszonen im Sondierstollen während dessen Bau zurückgeführt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 180 Tabelle 50: NQ-Werte der gefassten Quellen im Bereich des Abhaus und östlich davon NQ vor 1992 (aus WSG-Gutachten) Name der Quelle: NQ [l/s] Datum Jahresniederschlag [mm/a] NQ 1993 - 2008 (monatliche Messungen) NQ [l/s] Datum Jahresniederschlag [mm/a] NQ 2009 - 2011 (wöchentliche Messungen) NQ [l/s] Datum Jahresniederschlag [mm/a] Mühlenweiherquellen 1 1,66 öfter 1,06 15.07.2008 1897 0,232 11.07.2011 1457 Mühlenweiherquellen 2 0,25 28.08.1991 1744 0,19 15.07.2008 1897 0,000 26.04.2011 1640 Mühlenweiherquellen 3 0,66 17.09.1988 - 0,56 26.09.2003 1925 0,224 11.07.2011 1457 Abhauquelle 0,66 Dez 89 - 0,77 26.09.2003 1925 0,130 11.07.2011 1457 Saalbrunnenquelle 0,36 05.02.1990 - 0,57 26.09.2003 1925 0,000 06.06.2011 1437 Steinbühlquelle 1,66 05.02.1990 - 1,54 31.10.2003 1904 1,594 17.10.2011 1309 Atdorfquelle 1 0,44 Okt 89 - 0,13 28.07.2006 1821 Atdorfquelle 2.1 0,05 17.09.1990 - - - 0,028 14.06.2011 1437 Atdorfquelle 2.2 0,80 17.09.1990 - - - 0,000 16.05.2011 1627 - - Atdorfquelle 2.3 - - - - 0,006 14.06.2011 1437 Atdorfquelle 3.1 0,66 1717 0,63 29.08.2003 2027 0,437 11.07.2011 1457 Atdorfquelle 3.2 0,09 30.09.1991 Sept. / Okt. 89 - 0,11 26.09.2003 1925 0,070 18.07.2011 1457 Rohrquelle 1 0,88 Okt 91 1681 0,31 02.08.1994 2142 0,295 10.10.2011 1309 Rohrquelle 2 1,41 Okt 91 1681 1,28 24.11.2003 1825 0,985 04.10.2011 1309 Rohrquelle 3 2,78 Nov 91 1575 2,27 22.09.2003 1925 2,055 16.12.2009 1561 Rohrquelle 4 0,09 Okt 91 1681 0,03 22.09.2003 1925 0,011 04.10.2011 1309 Igelmoosquelle 0,65 29.01.1990 - 0,75 23.01.2006 1655 0,744 07.09.2011 1341 Rüttmattquelle 0,83 15.01.1990 - - - 0,930 01.09.2011 1341 Hinteres Rohr Quelle - - - - - 0,272 08.09.2011 1341 Weidenbachquellen 1 0,46 30.10.1989 - 0,48 22.09.2003 1925 0,530 14.07.2011 1457 Weidenbachquellen 2 0,81 14.12.1971 - 1,14 27.12.2005 1600 1,255 04.11.2010 1895 Weidenbachquellen 3 0,27 23.10.1989 - 0,32 27.10.2003 1904 0,364 07.07.2011 1457 In den Tannen-Quelle 1,01 11.12.1989 - 1,00 27.12.2005 1600 Ob der Stehlen-Quelle 1 0,47 11.12.1989 - - Ob der Stehlen-Quelle 2 0,23 25.09.1990 - Ob der Stehlen-Quelle 3 0,52 11.12.1989 - ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 - - - - - - - - - - - - - Seite 181 Tabelle 51: NQ-Werte gefasster Quellen im Bereich des Unterwasserstollens NQ vor 1992 (aus WSG-Gutachten) Name der Quelle: NQ 1993 - 2008 (monatliche Messungen) NQ 2009 - 2011 (wöchentliche Messungen) NQ [l/s] Datum Jahresniederschlag [mm/a] NQ [l/s] Datum Jahresniederschlag [mm/a] NQ [l/s] Datum Jahresniederschlag [mm/a] Hüttenermatten Quelle 1 0,19 11.11.1962 - 0,28 19.09.2003 1925 0,24 14.07.2011 1457 Hüttenermatten Quelle 2 0,29 13.10.1990 - 0,37 30.11.1993 1825 0,56 14.07.2011 1457 Untere Klinge-Quelle 2,66 Dez 85 - 1,54 01.10.2005 1759 - - Obere Klinge-Quelle 0,69 11.12.1989 - 0,69 19.09.2003 1925 0,75 30.06.2011 - - - - - 0,48 30.06.2011 Klinge Quelle 6 0,20 n.b. - - - - - Klinge Quelle 7 1,25 n.b. - - - - - Ziegquelle 8 (1) 0,29 n.b. - - - - - Ziegquelle 9 (2) 0,86 n.b. - - - - - Ziegquelle 10 (3) 0,06 n.b. - - - - - Ziegquelle 11 (5) 0,30 n.b. - - - - - Ziegquelle 12 (5a) 0,13 n.b. - - - - - Ziegquelle 13 (4) 0,67 n.b. - - - - - Schwammattquelle 1 0,42 n.b. - - - - - Schwammattquelle 2 1,20 n.b. - - - - - Schwammattquelle 3 3,00 n.b. - - - 1,97 12.08.2010 Schwammattquelle 4 0,29 n.b. - - - - - Kreiselbachquelle 5 2,50 n.b. - - - 2,82 02.11.2010 1895 Geißmattquelle 1 0,71 06.11.1971 - 0,74 27.11.2005 1592 0,75 15.09.2009 1571 Geißmattquelle 2 0,28 06.11.1971 - 0,29 29.10.2003 15.10.2009 1528 0,71 06.11.1971 - 0,69 27.11.2005 1904 1592 0,29 Geißmattquelle 3 0,67 15.10.2009 1528 Geißmattquelle 4 0,21 06.11.1971 - - - 0,25 15.08.2010 1650 Hofmattquelle 1 1,7 06.11.1971 - 2,00 07.08.2003 Jul. 10 1803 1,7 06.11.1971 - 0,82 24.09.2005 2027 1764 1,89 Hofmattquelle 2 0,84 Jul. 10 1803 Hofmattquelle 3 - - - 0,45 Aug. 08 2027 0,40 Okt. 09 1528 Obere Klinge-Quelle (Restbach) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 182 1437 1437 1650 6.4 Vorhabensbereich Untertagebauwerke 6.4.1 Aquiferaufbau, -mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung Der Aquiferbereich erstreckt sich über die schon im Kapitel 5.2.3 erwähnten Einheiten. Auf Grund petrographischer Ähnlichkeiten sowie der strukturgeologischen Verhältnisse kann man für die Quellen im Bereich des Albtalgranits eine ähnliche Mächtigkeits- bzw. Stockwerksgliederung postulieren wie im Bereich des Abhaus. Erkundungsbohrungen oder Grundwassermessstellen liegen in diesen Bereichen jedoch nicht vor, sodass die genaue Mächtigkeits- bzw. Stockwerksgliederung nicht verifiziert werden kann. Die geologisch-hydrogeologische Situation der Quellen im Bereich des Unterwasserstollens ist in den Gutachten des LGRB [79][84][88][89] zu den fachtechnischen Abgrenzungen der Wasserschutzgebiete dargestellt und wird im Folgenden zusammenfassend wiedergegeben. In Anlage 10 ist die Lage der Quellen grafisch dargestellt. Die Koordinaten der Quellen sind in Tabelle 52 aufgelistet, ebenso wie die Gesteinseinheiten in der Umgebung der jeweiligen Quellfassung. Die Hüttenermatten Quellen befinden sich im Bereich des tiefgründig (bis zu 10 m) verwitterten Albtalgranits. Rund 300 m süd-westlich der Hüttenermatten Quellen befindet sich ein Vorkommen von Buntsandstein (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Im Wasserschutzgebietsgutachten [84] heißt es hierzu: „Die Vernässung der Wiesenflächen sowie mehrere Quellaustritte auf der nordostexponierten Hangseite zeigen an, dass der Grenzbereich von klüftigem Buntsandstein zum wasserstauenden, tiefgründig verwitterten Albtalgranit einen Quellhorizont darstellt. Die Ergiebigkeit ist jedoch infolge des kleinen Einzugsgebiets gering.“ Die Zieg-, Kreiselbach- und Schwammattquellen und Klingequellen 6 und 7 liegen östlich der Bruchzone von Wehr Zeiningen (siehe Kapitel 3). Auf der geologischen Karte Blatt 8313 Wehr [95] sowie in der geologischen Kartierung im Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen sind im Bereich der Quellen keine Störungen eingezeichnet. Aufgrund der räumlichen Nähe der Quellen zu der Bruchzone von Wehr Zeiningen ist es jedoch wahrscheinlich, dass Störungen in diesem Gebiet vorhanden sind. Die Beobachtung intensiver Vergrusung der Gesteinseinheiten wird als Hinweis auf tektonische Beanspruchung der Gesteine gedeutet [89]. Mehrere Meter mächtiger, sandig-lehmiger Hangschutt ist in der Umgebung der Quellen weit verbreitet und stammt hauptsächlich von verwittertem Albtalgranit. Der Hangschutt stellt höchstwahrscheinlich den Grundwasserleiter für die Quellen dar. Des Weiteren werden Nord-Süd verlaufende Störungszonen als Grundwasserleiter vermutet [89]. Die Steineggquellen befinden sich im Bereich des Albtalgranits. Die Steigquellen 1 und 2 liegen unmittelbar südlich einer Kataklasitzone. Dort ist der Albtalgranit tektonisch bedingt stärker zerklüftet und zerschert. Für die hydrogeologische Situation ist auf die Verhältnisse der Zieg-, Kreiselbach- und Schwammattquellen und Klingequellen verwiesen [89]. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 183 Tabelle 52: Gefasste Quellen entlang des Unterwasserstollens Lage Name Quelle Rechtswert Hochwert Höhe (m ü. NN) Gestein (Formation) Hüttenermatten Quelle 1 3421717 5276247 825 Albtalgranit Hüttenermatten Quelle 2 3421690 5276305 822 Albtalgranit Untere Klingequelle 3420080 5277395 845 Albtalgranit Obere Klingequelle 3420290 5277650 863 Albtalgranit Ziegquelle 8 (1) 3420130 5275050 630 Gneisanatexit Typ Murgtal Ziegquelle 9 (2) 3420090 5275100 620 Gneisanatexit Typ Murgtal Ziegquelle 10 (3) 3420030 5275160 615 Gneisanatexit Typ Murgtal Ziegquelle 11 (5) 3419885 5275200 580 Gneisanatexit Typ Murgtal Ziegquelle 12 (5a) 3419890 5275200 580 Gneisanatexit Typ Murgtal Ziegquelle 13 (4) 3419920 5275200 580 Gneisanatexit Typ Murgtal Schwammattquelle 1 3420795 5275486 810 Albtalgranit Schwammattquelle 2 3420734 5275358 789 Albtalgranit Schwammattquelle 3 3420745 5275316 789 Albtalgranit Schwammattquelle 4 3420670 5275305 783 Albtalgranit Kreiselbachquelle 5 Geißmattquelle 1 Geißmattquelle 2 Geißmattquelle 3 Geißmattquelle 4 3420535 3421700 3421579 3421577 3421589 5274970 5274781 5274800 5274779 5274750 738 766 774 773 773 Hofmattquelle 1 3422040 5274794 738 Hofmattquelle 2 3422118 5274665 734 Hofmattquelle 3 3422109 5274912 55 Albtalgranit Albtalgranit Albtalgranit Albtalgranit Albtalgranit Gneisanatexit Typ Murgtal Gneisanatexit Typ Murgtal Gneisanatexit Typ Murgtal Klinge Quelle 6 3419370 5277400 620 Klinge Quelle 7 3419520 5277050 630 Steineggquellen 3419800 5278500 720 - 740 Gneisanatexit Typ Murgtal Gneisanatexit Typ Murgtal Albtalgranit Grundwasser- Fläche des Wasneubildungs- serschutzgebiets spende (l/(s*km²)) (ha) 22 17,8 61 15,5 150* 16,5 85 15,5 15 15,5 15 15,5 15 *Fachtechnisch abgegrenztes Schutzgebiet ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 184 Die Geißmattquellen 1-4 sind im tiefgründig (bis zu 10 m) verwittertem Albtalgranit gefasst (Blatt 8313 Wehr [95]). Den Beschreibungen im Wasserschutzgebietsgutachten [79][88] folgend hat der Albtalgranit ein massiges Gefüge mit bis zu mehreren Zentimeter großen Kalifeldspäten. Der Boden besteht aus einer 1 m mächtigen grusig-lehmigen Schicht gefolgt von grusigen Massen. Die Deckschichten haben eine günstige Filter- und Retentionswirkung. Für eine Beschreibung der geologischen Verhältnisse der Hofmattquelle 1 sei auf den vorangegangenen Abschnitt verwiesen. Gemäß Wasserschutzgebietsgutachten [79] sind die geologischen Verhältnisse für die Hofmattquelle 1 identisch zu denen der Geißmattquellen. Die Hofmattquelle 2 entspringt nach [79] jedoch einem Cordieritgneis-Anatexit des Hotzenwalds (Typ Hauensteiner Murg). Nach der Geologischen Karte (Anlage 1) besteht der Untergrund in diesem Bereich aus dem Gneisanatexit Typ Murgtal. 6.4.2 Gebirgsdurchlässigkeiten – Wasseranfall Da die Trasse des Unterwasserstollens nicht mit Tiefbohrungen erkundet wurde, basieren entsprechende Angaben zur Gebirgsdurchlässigkeit auf der Literatur. Hier sei auf das Kapitel 7.2.4 verwiesen. 6.4.3 Quellen und Gewässer Im Bereich des Unterwasserstollens befinden sich folgende Gewässer: - Seelbach/Schneckenbach - Heidenwuhr bzw. Schöpfebach - Seelbach - Zieggraben, Klingengraben, Fischgraben, - Trifligs- und Kohlgraben, Finstergraben - Sitthäslegraben - Bächgraben, Moosgraben, Mättlengraben, Rötelbach Bei allen Gewässern handelt es sich um Gewässer 2. Ordnung. Zieggraben, Sitthäsle-, Bäch, Moos- und Mättlengraben entwässern nach Westen in die Wehra. Rund 600 m südlich von Glashütten teilt sich der Seelbach/Schneckenbach in das Heidenwuhr (einem künstlich angelegten Kanal) und den Seelbach. Während der Seelbach nach Osten hin in die Murg entwässert, fließt das Heidenwuhr in geschwungenen Bahnen in südliche Richtung. Rund 1 km südwestlich der Schaltanlage Kühmoos wird das Heidenwuhr umbenannt in den sogenannten Schöpfebach. Dieser wiederum teilt sich rund 350 m nördlich vom Bergsee auf in einen Arm, der durch eine Felsrippe zum Bergsee geleitet wird, und einen Arm, der nun als sogenannter Gewerbebach weiter Richtung Süden fließt, um dann in den Rhein zu münden. In Bereichen mit mächtigem Hangschutt und geringer Wasserführung kann es zu Flussschwinden (Versickerungen) kommen. Nach SCHNEIDER [138] handelt es sich um silikatreiche, kalkarme Mittelgebirgsbäche. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 185 Die nicht gefassten (naturnahen) Quellen stellen hauptsächlich Sickerquellen dar. Sickerquellen zeichnen sich durch flächigen Grundwasseraustritt an mehreren Stellen aus. Ein klar definierter Bachlauf stellt sich erst weiter hangabwärts ein und ist somit im Bereich der Quelle nicht direkt zu erkennen. Eine detaillierte Beschreibung der gefassten Quellen befindet sich im nachfolgenden Kapitel 6.4.4. 6.4.4 Quellschüttungsmessungen Das Schüttungsverhalten der Quellen im Bereich des Unterwasserstollens wird in den Gutachten [79][84][88] des LGRB zu den fachtechnischen Abgrenzungen der Wasserschutzgebiete zum Teil ausführlich dargestellt. Die in den Gutachten enthaltenen Statistiken und Werte zur Quellschüttung sind in Tabelle 54 zusammengefasst und mit Werten der Schüttungsmessungen ergänzt. Die Ganglinien der Schüttungsmessungen (2009-2010) sind in Abbildung 39 zusammen mit dem Niederschlag der Wetterstation Jungholz-Kühmoos dargestellt. Das Schüttungsverhalten der Quellen lässt sich wie folgt beschreiben: Hüttenermattenquellen 1 und 2 Gemäß den Ausführungen im Wasserschutzgebietsgutachten [84] reagieren beide Quellen nur mäßig und verzögert auf Niederschlagsereignisse. Die Schüttungsquotienten betragen 0,23 (Quelle 1) und 0,29 (Quelle 2). Betrachtet man die geomorphologischen Bedingungen sowie den Verlauf der Schüttungsganglinien, ist eine Ähnlichkeit mit der Steinbühlquelle zu erkennen. Die Schüttungsquotienten der Messreihe 2009 – 2014 betragen 0,08 für die Hüttenermattenquelle 1 und 0,14 für die Hüttenermattenquelle 2. Auffällig ist, dass die NQ und HQ Werte der Messreihe der Jahre 2009 – 2014 im Vergleich zu den langjährigen Messreihen im Wasserschutzgebietsgutachten deutlich höher liegen. Die Schüttungsquotienten aus dieser Messreihe sind deutlich niedriger, was wohl auf die kürzeren Messintervalle und die damit verbundene genauere Erfassung der Extremwerte zurückzuführen ist. Zieg-, Kreiselbach- und Schwammattquellen Eine Auswertung der Schüttungsganglinien gibt folgendes Bild wieder. Die Schwammatt- und Kreiselbachquellen, die morphologisch auf der Hotzenwald-Hochfläche liegen, zeigen einen verhältnismäßig ausgeglichenen Schüttungsverlauf. Dies wird durch eine tiefgründige Verwitterung des Albtalgranits im Bereich der Quellfassung erklärt. Somit sind die Schwammatt- und Kreiselbachquellen als Verwitterungsdeckenquellen anzusprechen. Eine Ausnahme bildet die Schwammattquelle 4, die vermutlich einen höheren Anteil an Oberflächenwasser bezieht. Im Hangschutt in der Umgebung der Quellen können hohe Abstandsgeschwindigkeiten auftreten, die bis zu ca. 75 m pro Tag betragen. Im Gutachten des LGRB [89] wird als Bespiel hierfür ein Markierungsversuch bei Furtwangen zitiert. Von der Kreiselbachquelle und der Schwammattquelle 3 liegen wöchentliche Messungen vor (Tabelle 54). Bei der Schwammattquelle 3 ist eine deutliche Abweichung beim NQ-Wert festzustellen, was sich wiederum im niedrigeren Schüttungsquotienten bemerkbar macht. Der HQWert der Messreihe des Zeitraums 2009 - 2011 der Kreiselbachquelle ist deutlich niedriger als ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 186 der HQ-Wert in der Messreihe des Schutzgebietsgutachtens. Der Schüttungsquotient der Kreiselbachquelle nimmt dementsprechend zu. Im entsprechenden Wasserschutzgebietsgutachten [89] wird jedoch bemerkt, dass die Schüttungsmessungen aller Quellen (Kreiselbach- und Schwammattquellen) für eine eingehende hydrogeologische Interpretation nicht ausreichen (zu geringer Messzeitraum) und zu ungenau sind. Für die Kreiselbach- und Schwammattquelle 3 sind demnach die wöchentlichen Messungen der Messreihe (2009 – 2011) aussagekräftiger. Die Ziegquellen liegen am westexponierten Steilanstieg vom Wehratal zur Hochfläche des Hotzenwalds und entspringen dem Gneisanatexit Typ Murgtal. Der Grundwasserleiter ist der Hangschutt, der erhebliche Anteile von hangabwärts transportiertem Material des Albtalgranits enthält. Auf Grund der regionalen Nähe zur Bruchzone von Wehr-Zeiningen werden nord-süd streichende Störungen vermutet, die potentielle Wasserwegsamkeiten darstellen. Die Schüttungsquotienten belegen jedoch, dass es sich insgesamt um Hangschuttquellen handelt, die evtl. einen nicht quantifizierbaren Anteil an Kluftgrundwasser enthalten. Dies trifft zum Beispiel auf die Ziegquelle 13 mit einem Schüttungsquotienten von 0,36 zu. Die Schüttungsquotienten der übrigen Ziegquellen liegen zwischen 0,085 und 0,180. Die Schüttungsmessungen der Ziegquellen im Wasserschutzgebietsgutachten [89] sind jedoch, wie für die Schwammatt- und Kreiselbachquelle, für eine ausführliche Interpretation nicht repräsentativ. Geißmattquellen 1-4 Die Schüttungsquotienten der Geißmattquellen sind in Tabelle 53 aufgelistet. Beim Vergleich der Schüttungsquotienten fällt auf, dass die Geißmattquellen sehr hohe Schüttungsquotienten aufweisen (zwischen 0,42 und 0,71 (Tabelle 54)). Dies spricht für einen hohen Anteil an Kluftgrundwasser. Als Grundwasserleiter kommt demnach ein Kluftkörper in Frage, der in den darüber liegenden grusigen Granit bzw. Gneis entwässert [79]. Auf eine detaillierte Auswertung von Schüttungsganglinien wurde im Wasserschutzgebietsgutachten [79] auf Grund einer zu geringen Datenmenge verzichtet. Von den Geißmattquellen liegen monatliche Messungen der Gemeinde Rickenbach aus den Jahren 2003 bis 2014 vor (Tabelle 53). Die monatlichen Messungen zeigen ebenfalls hohe Schüttungsquotienten zwischen 0,14 und 0,35. Hierbei ist zu beachten, dass die Extremwerte, bedingt durch die monatlichen Messinterwalle, vermutlich nicht erfasst worden sind. Tabelle 53: Monatliche Schüttungsmessungen der Geißmattquellen 1-4 und Hofmattquellen 1-3 der Gemeinde Rickenbach Zeitraum NQ in l/s HQ in l/s MQ in l/s Schwankung (NQ-HQ) NQ/HQ Geißmatt 1 Geißmatt 2 Geißmatt 3 Geißmatt 4 Hofmatt 1 Hofmatt 2 2003 2014 0,74 3,13 1,23 2003 2014 0,29 2,14 0,69 2003 – 2014 0,67 1,89 1,00 2003 2014 0,23 0,69 0,29 2003 2014 1,89 6,56 3,31 2003 2014 0,82 1,63 1,15 2,39 0,24 1,85 0,14 1,22 0,35 0,46 0,33 4,67 0,29 0,81 0,50 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Hofmatt 3 abgeleitet 2003 - 2014 0,38 1,70 0,73 1,32 0,22 Seite 187 Tabelle 54: Quellschüttungsdaten aus den Gutachten des LGRB zur Abgrenzung der Wasserschutzgebiete Quellschüttungsdaten aus Wasserschutzgebietsgutachten [79][89] NQ HQ Mittelwert1) SchüttungsZeitraum Anzahl der Quelltyp [l/s] [l/s] [l/s] quotient Messungen Hüttenermatten Quelle 1 0,84 0,23 1983 – 1991 36 Verwitterungsdeckenquelle [40] Hüttenermatten Quelle 2 0,79 0,29 1983 – 1991 36 Verwitterungsdeckenquelle [40] 2,66 5,08 3,50 0,13 99 vor 1992 Kluftquelle [40] Untere Klinge-Quelle 0,69 6,56 1,63 0,29 99 vor 1992 Hangschuttquelle [84] Obere Klinge-Quelle Obere Klinge-Quelle (Restbach) Steineggquelle 1 0,56 6,80 1,44 0,08 1983 – 1998 42 Hangschuttquelle [89] Steineggquelle 2 0,05 6,00 0,74 0,01 1983 – 1998 42 Hangschuttquelle [89] Steineggquelle 3 0,30 1,50 0,55 0,20 1983 – 1998 42 Hangschuttquelle [89] Steineggquelle 4 0,17 1,80 0,53 0,09 1983 – 1998 42 Hangschuttquelle [89] Steineggquelle 5 0,03 0,67 0,14 0,05 1983 – 1998 42 Hangschuttquelle [89] Steineggquelle 5.1 0,03 1,80 0,29 0,02 1983 – 1998 35 Hangschuttquelle [89] Klingenquelle 6 0,20 5,00 1,15 0,04 1983 – 1998 42 Hangschuttquelle [89] Klingenquelle 7 1,25 7,50 3,13 0,17 1983 – 1998 42 Hangschuttquelle [89] Ziegquelle 8 (1) 0,29 2,50 0,85 0,12 42 Hangschuttquelle [89] 1983 – 1998 Ziegquelle 9 (2) 0,86 5,00 1,71 0,17 42 Hangschuttquelle [89] 1983 – 1998 Ziegquelle 10 (3) 0,06 0,71 0,28 0,09 42 Hangschuttquelle [89] 1983 – 1998 Ziegquelle 11 (5) 0,30 1,67 1,00 0,18 42 Hangschuttquelle [89] 1983 – 1998 Ziegquelle 12 (5a) 0,13 0,77 0,22 0,17 42 Hangschuttquelle [89] 1983 – 1998 Ziegquelle 13 (4) 0,67 1,85 1,22 0,36 42 Hangschutt- /Kluftquelle [89] 1983 – 1998 Schwammattquelle 1 0,42 3,33 1,25 0,13 42 Verwitterungsdeckenquelle [89] 1983 – 1998 Schwammattquelle 2 1,20 3,33 1,82 0,36 10 Verwitterungsdeckenquelle [89] 1983 – 1998 Schwammattquelle 3 3,00 5,00 4,8 0,60 10 Verwitterungsdeckenquelle [89] 1983 – 1998 Schwammattquelle 4 0,29 4,60 1,04 0,06 42 Hangschuttquelle [89] 1983 – 1998 Kreiselbachquelle 5 2,50 10,0 4,61 0,25 42 Verwitterungsdeckenquelle [89] 1983 – 1998 Geißmattquelle 1 0,71 1,50 0,92 0,47 48 Verwitterungsdeckenquelle 1964 – 1990 Geißmattquelle 2 0,28 0,66 0,39 0,42 48 Verwitterungsdeckenquelle 1964 – 1990 Geißmattquelle 3 0,71 1,00 0,84 0,71 48 Verwitterungsdeckenquelle 1964 – 1990 Geißmattquelle 4 0,21 0,40 0,25 0,53 48 Verwitterungsdeckenquelle 1964 – 1990 Hofmattquelle 1 1,70 4,00 2,63 0,29 48 Verwitterungsdeckenquelle [40] 1964 – 1990 Hofmattquelle 2 1,67 2,40 1,92 0,71 48 Verwitterungsdeckenquelle 1964 – 1990 1) Bei den Hüttenermattenquellen liegen die Messungen vorwiegend in trockenen Zeiträumen, sodass die mittlere Schüttung vermutlich höher liegt. Name der Quelle ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 188 Tabelle 54a: Quellschüttungsmessungen im Zeitraum 2009 - 2014 Messreihe 2009 - 2014 SchütDatum NQ Datum HQ tungsquotient Anzahl der Messungen NQ [l/s]3) HQ [l/s]3) MQ [l/s] 139 0,24 2,94 0,78 14.07.2011 10.12.2010 0,08 139 0,52 3,61 1,21 06.10.2011 12.01.2011 0,14 102 0,75 4,83 1,68 30.06.2011 15.12.2012 0,16 65 0,48 13,73 2,14 30.06.2011 12.01.2011 0,03 Schwammattquelle 3 50 1,97 5,00 3,19 12.08.2010 05.01.2010 0,39 Kreiselbachquelle 5 51 2,82 5,36 3,85 02.11.2010 26.08.2010 0,53 Name der Quelle: Hüttenermatten Quelle 1 Hüttenermatten Quelle 2 Obere Klinge-Quelle Obere Klinge-Quelle (Restbach) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 189 Bemerkungen Messzeitraum 2009 - 2011 Messzeitraum = 19.11.2009 08.11.2010 Messzeitraum = 19.11.2009 08.11.2010 6 Schüttungsganglinien der Hüttenermattenquellen 1 + 2, Schwammatt- und Kreiselbachquelle Hüttenermattenquelle 1 Hüttenermattenquelle 2 Schwammmattquelle 3 Kreiselbachquelle Schüttung in l/s 5 4 3 2 1 200 50 180 45 160 40 140 35 120 30 100 25 80 20 60 15 40 10 20 5 0 0 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 0 01.01.12 01.12.11 01.11.11 01.10.11 01.09.11 01.08.11 01.07.11 01.06.11 01.05.11 01.04.11 01.03.11 01.02.11 01.01.11 01.12.10 01.11.10 01.10.10 01.09.10 01.08.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 01.02.10 01.01.10 01.12.09 01.11.09 Abbildung 39: Schüttungsganglinien der Hüttenermattenquellen 1+2, Schwammatt- und Kreiselbachquelle im Zeitraum 2009-2011 mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz-Kühmoos ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 190 Hofmattquellen 1 - 3 Tabelle 54 listet die aus dem Wasserschutzgebietsgutachten [79] entnommenen, wichtigen Quellschüttungsstatistiken für die Hofmattquellen 1 und 2 auf. Die Hofmattquelle 1 weist einen Schüttungsquotient von 0,29 auf, während die Hofmattquelle 2 einen Schüttungsquotienten von 0,71 aufweist. Diese hohen Werte sprechen ebenfalls für einen hohen Anteil an Kluftgrundwasser, das in die Deckschichten entwässert. Die Schüttungsmessungen der Hofmattquellen sind jedoch hauptsächlich bei Niedrigwasser erfolgt. Demnach ist die Aussagekraft der Schüttungsquotienten vermindert. Die Werte der monatlichen Schüttungsmessungen durch die Gemeinde Rickenbach (Tabelle 53) bestätigen diese Interpretation. Hier ist ebenfalls darauf zu achten, dass durch die monatlichen Messungen die Extremwerte möglicherweise nicht erfasst worden sind. Die Hofmattquelle 3 wurde erst nach der Erschließung der Hofmattquellen 1 und 2 gefasst, sodass im Wasserschutzgebietsgutachten lediglich die Hofmattquellen 1 und 2 beschrieben werden. Für die Hofmattquelle 3 liegen jedoch die monatlichen Schüttungsmessungen der Gemeinde Rickenbach vor. Hiernach zeichnet sich die Hofmattquelle 3 durch einen im Vergleich zur Hofmattquelle 1 und 2 niedrigeren Schüttungsgang aus. Der Schüttungsquotient ist mit 0,22 recht hoch, sodass anzunehmen ist, dass auch bei der Hofmattquelle 3 ein signifikanter Anteil an Kluftgrundwasser vorliegen muss. 6.4.5 Hydrochemische Verhältnisse In Abbildung 40 ist der Verlauf der Temperatur und der Leitfähigkeit der Hüttenermattenquellen 1 und 2, der Schwammattquelle 3 und der Kreiselbachquelle aus der Messreihe 2009 2011 dargestellt. Tabelle 55 fasst die gemessenen Daten zusammen. Tabelle 55: Zusammenfassung der Temperatur und Leitfähigkeitsmessungen im Bereich des Unterwasserstollens (Messzeitraum Hüttenermattenquellen: 12.11.2009 - 15.12.2011 Messzeitraum Schwammatt- und Kreiselbachquelle: 19.11.2009 - 08.11.2010) Auslaufhöhe (m ü. NN) Minimum Maximum Mittelwert Schwankungsbereich 825 822 789 738 8,1 7,8 7,1 8,5 9,3 8,7 9,3 9,2 8,6 8,1 8,1 8,9 1,2 0,9 2,2 0,7 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Kreiselbachquelle Schwammattquelle 3 Hüttenermattenquelle 2 Hüttenermattenquelle 1 Leitfähigkeit (µS/cm) Kreiselbachquelle Schwammattquelle 3 Hüttenermattenquelle 2 Hüttenermattenquelle 1 Temperatur (°C) 825 822 789 738 51,1 73,7 73,1 149,8 95,8 112,8 105,4 198,0 61,7 87,5 82,4 166,5 44,7 39,1 32,3 48,2 Seite 191 Leitfähigkeit in µS/cm 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 10 Temperatur °C 9 8 7 6 Hüttenermattenquelle 1 Hüttenermattenquelle 2 Schwammmattquelle 3 Kreiselbachquelle 5 01.01.12 Seite 192 01.12.11 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 01.11.11 01.10.11 01.09.11 01.08.11 01.07.11 01.06.11 01.05.11 01.04.11 01.03.11 01.02.11 01.01.11 01.12.10 01.11.10 01.10.10 01.09.10 01.08.10 01.07.10 01.06.10 01.05.10 01.04.10 01.03.10 01.02.10 01.01.10 01.12.09 01.11.09 Abbildung 40: Temperaturen und Leitfähigkeiten der Hüttenermatten-, Schwammatt- und Kreiselbachquellen Der Verlauf der Temperatur (Abbildung 40) ist invers zur Schüttung (Abbildung 39) und nimmt im Verlauf des Sommers bis in den Oktober hinein zu (Phasenverschiebung). Auch die Leitfähigkeit nimmt bei den meisten Quellen analog zur abfallenden Schüttung zu. Dies kann unter anderem damit begründet werden, dass die Verdünnung des Grundwassers durch kurzfristig neu gebildetes Wasser zum Herbst hin abnimmt. Für die gefassten Quellen im Bereich des Unterwasserstollens sind die hydrochemischen Verhältnisse in den Gutachten zur Abgrenzung der Schutzgebietszonen zum Teil ausführlich beschrieben. Grundsätzlich haben die Quellwässer im Bereich des geplanten Unterwasserstollens ähnliche hydrochemische Eigenschaften. Es handelt sich bei allen Wässern um mineralstoffarme, sehr weiche Quellwässer mit korrodierenden Eigenschaften. Dementsprechend liegen die pH-Werte bei knapp 7, und die Härtebildner sind in geringen Konzentrationen vertreten. Weitere Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Hüttenermattenquellen 1 und 2 Die Nitratkonzentration ist in der Regel kleiner als 10 mg/l, jedoch können vereinzelt erhöhte Nitratwerte auftreten (Bsp. 14.07.1980 15,5 mg/l). Schwermetallkonzentrationen wurden für die Hüttenermattenquellen im Gutachten [84] nicht beschrieben. Zieg-, Kreiselbach- und Schwammattquellen Die Kreiselbach- und Schwammattquellen weisen leicht erhöhte Nitratgehalte zwischen 13 bis 15 mg/l auf, die auf landwirtschaftlich genutzte Flächen in der Umgebung der Quellen zurückgeführt werden können. Die am Steilhang liegenden Ziegquellen weisen dagegen niedrigere Nitratgehalte auf. Während der Wintermonate ist bei den Ziegquellen der Einfluss von Streusalz auf der Straße nach Bergalingen erkennbar. Die Chloridgehalte betragen bei den Ziegquellen 6,6 – 8,0 mg/l. Ebenfalls bei den Ziegquellen wurden deutlich erhöhte Arsengehalte zwischen 5 und 8 µg/l nachgewiesen. Dies wird auf eine Vererzung im Zusammenhang mit der Bruchzone von Wehr Zeiningen zurückgeführt. Geißmattquellen 1-4 Insgesamt sind für die Geißmattquellen 1-4 Mischwasseranalysen aus den Jahren 1976, 1984, 1987 und 1989 im Schutzgebietsgutachten beschrieben [88]. Die Geißmattquellen weisen erhöhte Nitratgehalte bis zu 28 mg/l auf. Erhöhte Eisen-, Kupfer- und Phosphatgehalte sind auf die Behandlung der Wasserleitungen zurückzuführen. Schwermetalle sind entweder nicht nachweisbar oder liegen weit unter den Grenzwerten der Trinkwasserverordnung (TVO). Hofmattquellen 1 und 2 Die hydrochemischen Eigenschaften der Hofmattquellen ähneln in allen Punkten derjenigen der Geißmattquellen 1-4. Deswegen sei hier auf den vorangegangenen Abschnitt verwiesen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 193 6.4.6 Isotopenhydrologische Analysen Ziel der Isotopen-Zeitreihenuntersuchungen ist es, Aussagen zur Altersstruktur, Komponentenzusammensetzung sowie Herkunft der Quellwässer zu treffen. Die Analyseergebnisse wurden unter Berücksichtigung der vor Ort gemessenen Parameter (Temperatur, Leitfähigkeit und Schüttung) vom Büro Hydroisotop [59] interpretiert. Für die Quellen im Bereich des Unterwasserstollens sei auf die Zusammenfassung von Hydroisotop [59] in Kapitel 6.2.9 und den in diesem Kapitel aufgeführten Abbildungen und Tabellen verwiesen. 6.4.7 Wasserbilanzdaten Im Folgenden werden die Glieder der Wasserhaushaltsgleichung vorgestellt bzw. die Grundlagendaten aufgeführt. Weiterhin werden Abflussdaten ausgewertet und zur Ermittlung der Grundwasserneubildung angewandt. 6.4.7.1 Datengrundlage Folgende Datenquellen werden für die Erstellung bzw. Abschätzung einer Wasserbilanz verwendet Regionale Daten – Regionalisierungsatlas und Wasser und Bodenatlas Daten des LGRB in Wasserschutzgebietsgutachten im Bereich des Unterwasserstollens Daten der Wetterstation Jungholz – Kühmoos (Schluchseewerk AG) Regionale Daten – Regionalisierungsatlas und Wasser- und Bodenatlas (WaBoA) Im WaBoA [105] zeigt sich ein sehr unregelmäßiges Bild in der Verteilung der Grundwasserneubildungsspenden im Bereich des Unterwasserstollens. So wird die Grundwasserneubildungsspende bei Bergalingen mit 7,2 l/(s*km²) und rd. 500 m westlich bzw. oberhalb von Wehr mit 17,4 l/(s*km²) und 19 l/(s*km²) angegeben. Für die Angaben im WaBoA gelten die gleichen Einschränkungen hinsichtlich der Repräsentativität der Daten für lokal begrenzte Bereiche des Unterwasserstollens wie bereits in Kapitel 6.2.10.2 erwähnt. Tabelle 56 zeigt die Gewässerabflussdaten für die Gewässereinzugsgebiete im Bereich des Unterwasserstollens (siehe auch Anlage 10) aus dem Regionalisierungsatlas. Im Regionalisierungsatlas liegen das Heidenwuhr im Einzugsgebiet des Hochrheins und die Einzugsgebiete am Wehrabhang im Einzugsgebiet der Wehra. Diese sind jedoch nicht repräsentativ für diese Gewässer, daher werden für die weitere Bewertung Referenzgewässer verwendet (siehe hierzu Antragsteil D.I Schutzgut Wasser). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 194 Daten LGRB in Wasserschutzgebietsgutachten im Bereich des Unterwasserstollens Niederschlag Für den Bereich der Hüttenermatten-, Obere und Untere Klingenquelle werden Niederschlagswerte von 1.400 mm angegeben [84]. Dieser Wert basiert auf den Daten der Wetterstation Jungholz-Kühmoos (1951 – 1980) und der Niederschlagskarte des Deutschen Wetterdienstes (Zeitraum 1891 – 1930). Tabelle 56: Daten aus dem Regionalisierungsatlas für die Gewässereinzugsgebiete im Bereich des Unterwasserstollens Seelbach (ohne Dorfbach) AEO[km²] 5,00 Seelbach (ohne Schneckenbach) 0,74 Heidenwuhr (Abflussgebiet Hochrhein) 34320,81 MNQ/Mnq NQ2/Nq2 NQ5/Nq5 NQ10/Nq10 NQ20/Nq20 NQ50/Nq50 0,017 0,017 0,013 0,011 0,009 0,008 [l/ (s * km²)] 3,46 3,35 2,51 2,12 1,83 1,52 MQ/Mq 0,06 11,72 0,03 41,26 1029,5 MHQ/Mhq HQ2/Hq2 HQ5/Hq5 HQ20/Hq20 HQ50/Hq50 3,290 2,930 4,320 6,290 7,620 660 590 860 1260 1520 0,760 0,740 0,950 1,230 1,410 1030 1000 1280 1660 1910 2733,39 2765,24 3261,55 3797,85 4087,86 [m³/s] 0,008 0,007 0,005 0,004 0,004 0,003 [l/ (s * km²)] 10,18 9,83 7,24 6,03 5,12 4,18 473,7 476,1 401,0 367,5 343,2 319,5 [l/ (s * km²)] 13,80 13,87 11,68 10,71 10,00 9,31 [m³/s] [m³/s] Zuflüsse zur Wehra (Abflussgebiet Untere Wehra) 114,81 0,680 0,654 0,475 0,394 0,332 0,269 [l/ (s * km²)] 5,92 5,70 4,14 3,43 2,89 2,34 30,00 3,71 32,29 80,00 80,57 95,03 110,66 119,11 32,84 28,79 43,97 66,01 81,31 290 250 380 570 710 [m³/s] Abkürzungen siehe Tabelle 38 Grundwasserneubildung Gemäß Tabelle 52 werden in den Wasserschutzgebietsgutachten im mittleren bis nördlichen Bereich des Unterwasserstollens Grundwasserneubildungsspenden bis 17,8 l/(s*km²) angegeben (ca. 40 % des Niederschlags [84]). Für die mittleren und weiter südlich gelegenen Quellen wird ein unterirdischer Abfluss von 35 % des Niederschlags auf Grund erhöhter Verdunstung als Folge zunehmender Bewaldung angegeben. Das entspricht einer Grundwasserneubildungsspende von 15,5 l/(s*km²) (siehe [89][90]). Daten der Wetterstation Jungholz – Kühmoos (Schluchseewerk AG) Für die Jahre 2006 bis 2014 wurden Klimadaten (Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, Temperatur) der Wetterstation Jungholz Kühmoos ausgewertet (siehe Tabelle 57). Die zunächst unkorrigierten Niederschlagswerte wurden nach RICHTER [122] mittels eines gebietsspezifischen Koeffizienten korrigiert. Gemäß RICHTER beträgt der mittlere prozentuale Niederschlagsmessfehler in der Region Jungholz-Kühmoos 15,4 %. Die unkorrigierten und korrigierten Niederschlagswerte für die Jahre 2006 – 2014 sind in Tabelle 57 und Tabelle 58 aufgeführt. Aus ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 195 dieser Reihe werden die Trockenwettersituationen der Jahre 2010 und 2011 sehr deutlich. Der Mittelwert aus dem Zeitraum 2006 - 2013 beträgt 1.264 mm/a. Betrachtet man nur den Zeitraum 2006 – 2009, ohne die sehr trockenen Jahre 2010 und 2011, beträgt der Mittelwert 1.696 mm/a. Der Wert von 1.400 mm gemäß den langjährigen Daten aus den Gutachten des LGRB kann als repräsentativ angesehen werden. Tabelle 57: Gemessener (unkorrigierter) Niederschlag der Wetterstation Jungholz-Kühmoos (Schluchseewerk AG) Monat Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember SUMME 2006 2007 2008 2009 2010 2011 [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] 70,6 109,1 71,2 29,7 67,1 14,4 64,3 113,4 45,2 84,4 84,8 5,4 216,3 119,9 86,6 166,0 77,7 10,1 174,0 9,7 133,1 20,7 40,7 7,2 195,0 215,0 46,3 130,4 59,4 12,8 60,3 220,9 84,7 74,3 59,1 25,0 34,9 183,0 106,0 158,3 93,5 90,6 314,4 158,1 123,4 87,7 165,4 26,4 169,9 76,3 127,8 80,2 21,4 44,2 135,8 16,8 186,1 80,5 27,5 36,2 62,0 75,8 47,2 154,1 50,7 0,2 96,4 104,4 110,9 172,7 36,9 160,0 1.593,9 1.402,4 1.168,5 1.239,0 784,2 432,5 2012 2013 2014 [mm/a] [mm/a] [mm/a] 146,4 94,4 104,6 32,4 139,1 94,1 32,8 97,3 26,4 140,6 147,3 70,4 90,9 218,2 84,9 235,9 75,2 55,4 164,3 139,9 276,7 150,7 81,4 196,2 112,2 157,5 65,6 137,7 173,2 139,7 209,7 187,1 162,6 118,7 1616,2 1629,3 Tabelle 58: Korrigierter Niederschlag der Wetterstation Jungholz Kühmoos (Schluchseewerk AG) Monat Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember SUMME Korrek2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 tur nach RICHTER [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] [mm/a] (%)* 93,0 143,7 93,8 39,1 88,4 19,0 192,8 124,3 137,8 31,7 83,9 148,0 59,0 110,1 110,7 7,0 42,3 181,5 122,8 30,5 271,7 150,6 108,8 208,5 97,6 12,7 41,2 122,2 33,2 25,6 206,7 11,5 158,1 24,6 48,4 8,6 167,0 175,0 83,6 18,8 215,3 237,4 51,1 144,0 65,6 14,1 100,4 240,9 93,7 10,4 65,2 238,8 91,6 80,3 63,9 27,0 81,3 59,9 59,9 8,1 37,7 197,5 114,4 170,8 100,9 97,8 177,3 151,0 298,6 7,9 340,2 171,1 133,5 94,9 179,0 28,6 88,1 212,3 212,3 8,2 9,6 13,4 21,3 26,9 186,2 83,6 140,1 87,9 23,5 154,0 19,1 211,0 91,3 75,2 91,9 57,3 186,9 122,3 132,5 140,7 219,2 1.851,3 1.625,6 1.359,3 1.457,6 31,2 61,5 46,8 917,3 48,4 123,0 172,6 71,9 41,1 156,2 196,4 0,2 254,4 227,0 203,0 206,3 150,6 507,5 1630,1 2013,7 158,4 507,5 *Werte aus [122], Tabelle 18, Seite 88 mit Karte Abbildung 28 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 196 6.4.7.2 Wasserbilanz – Bewertung der Ergebnisse Da für den überwiegenden Bereich des Unterwasserstollens keine Abflussmessungen vorliegen, wird als mittlere Grundwasserneubildungsspende für den mittleren Bereich des Unterwasserstollens gemäß Wasserschutzgebietsgutachten des LGRB ein Wert von ca. 15 l/(s*km²) vorgeschlagen (siehe Tabelle 52). Weiter nördlich ist auf Grund der zunehmenden topographischen Höhe und der damit einhergehenden Zunahme des Niederschlags von einer Zunahme der Grundwasserneubildungsspende auszugehen die ab dem Bereich des Altbachs bis zur Umgebung des Abhau bis zu 20,0 l/(s*km²) beträgt. Im südlichen Bereich des Unterwasserstollens nimmt gemäß Wasserschutzgebietsgutachten der Anteil an unterirdischem Abfluss auf Grund erhöhter Verdunstung und geringerem Niederschlag ab. Der WaBoA gibt hier Werte von ca. ca. 10,0 l/(s*km²) an. Für den Bereich weiter südlich vom Spatzenhof bis Günnenbach können also Werte ab 10 l/(s*km²) bis 15,0 l/(s*km²) angenommen werden. Im Bereich des Haselbeckens bzw. am Gebirgsrand zum Rheintal hin liegt die Grundwasserneubildungsspende bei ca. 7 l/(s*km²) bis 10 l/(s*km²) (siehe Kapitel 6.5.7). 6.4.8 Wasserwirtschaftliche Situation Private Quellen Im Rahmen der Kartierungs- und Erhebungsarbeiten wurde festgestellt, dass im Bereich der geplanten Stollentrasse alle Verbraucher bis auf eine Ausnahme an das öffentliche Trinkwassernetz angeschlossen sind. Vereinzelt werden Quellen zusätzlich zur Brauchwasserversorgung genutzt. Die kartierten Quellen sind im Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser, Gewässerbenutzungen Dritter aufgeführt. Am sogenannten Spatzenhof rd. 0,5 km west-nordwest von Jungholz wird zurzeit eine gefasste Quelle zur Eigenwasserversorgung genutzt. Die Quelle befindet sich rd. 70 m östlich des Hofes am Waldrand. Im oberstromigen Einzugsgebiet befindet sich eine Weide, die zur Viehwirtschaft genutzt wird. Die Brunnenstube besitzt nach Angaben des Eigentümers einen 2,5 m3 großen Speicher, in dem anlässlich einer Begehung die Temperatur, Leitfähigkeit und Schüttung gemessen wurde. Eine zweite gefasste Quelle dient als Ersatzversorgung und wird zurzeit nicht genutzt. Wasserversorgung Rickenbach Im Bereich des Unterwasserstollens dienen nachstehende Quellen der öffentlichen Wasserversorgung der Gemeinden Rickenbach: - Untere/Obere Klingequelle Hüttenermatten Quellen Geißmattquellen 1-4 Hofmattquellen 1-2 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 197 Das Quellwasser der Hüttenermattenquellen fließt in die Brunnenstube Hüttenermatten und wird hier z.Z. abgeleitet. Vorhanden ist eine Ableitung in das Pumpwerk Bergalingen. Anschließend kann das Wasser in den Hochbehälter Hütten gepumpt werden. Seit 2011 werden die Hüttenermattquelle nicht mehr für die öffentliche Wasserversorgung genutzt. Die Geißmatt- und Hofmattquellen fließen zunächst in das Pumpwerk Breitenbach. Von dort gelangt das Wasser in den Hochbehälter Hütten, der die Ortsnetze Hütten, Bergalingen, Jungholz, Egg, Willaringen, Wickartsmühle, Wieladingen, Schweikhof und Rüttehof der Gemeinde Rickenbach versorgt. Die mittlere Entnahmemenge der Jahre 2010 – 2013 beträgt 1,51 l/s. Die mittlere Entnahmemenge der Oberen und unteren Klingequelle für denselben Zeitraum beträgt 2,04 l/s. Wasserversorgung Wehr Im Bereich des Unterwasserstollens dienen nachstehende Quellen der öffentlichen Wasserversorgung der Gemeinden Wehr: - Steineggquellen Klingequelle 6+7 Schwammattquellen Kreiselbachquellen Ziegquellen Die Ziegquellen, Schwammatt- und Kreiselbachquellen dienen der Wasserversorgung der Stadt Wehr. Das Wasser der Ziegquellen wird zunächst in die Hochbehälter Hölzle und Zieg geleitet und dient der Versorgung des Stadtteils Hemmet. Die mittlere Entnahmemenge der Jahre 2010 – 2013 beträgt 3,7 l/s. Das Quellwasser der Kreiselbach- und Schwammattquelle läuft dem Hochbehälter Faad zu und dient in erster Linie der Wasserversorgung von Öflingen. Die mittlere Entnahmemenge der Jahre 2010 – 2013 beträgt 6,11 l/s. Falls es einen Überschuss an Wasser aus den o.g. Quellen gibt, wird es zur Versorgung der Stadt Wehr zur Verfügung gestellt. Die Steinegg- und die Klingequellen dienen ebenso der Wasserversorgung Wehr. Das Wasser wird zunächst in den Hochbehälter Forst geleitet und dient der Versorgung der Hochzone Meierhof. Die mittlere Entnahmemenge der Jahre 2010- 2013 beträgt 4,85 l/s. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 198 6.5 6.5.1 Vorhabensbereich Unterbecken - Bereich Haselbachtal Aquiferaufbau /-mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung Im Bereich des Unterbeckens lassen sich keine einheitlichen voneinander abgegrenzten Aquiferbereiche definieren. Die in den Grundwassermessstellen gemessenen Potentiale repräsentieren zum Teil ein Mischpotenzial aus unterschiedlichen lithologischen bzw. geologischen Einheiten. Weitere Erläuterungen zur Repräsentativität bzw. der Zuordnung der gemessenen Potentiale finden sich in Kapitel 9. Die Messstellen am Südwestrand des Beckens, also im Bereich des westlichen Duttenbergs, sind im Rotliegenden verfiltert. Hier ist nur das sogenannte Basiskonglomerat (Brekzie) eingeschränkt als Grundwasserleiter einzustufen, das aber meistens mit der Verwitterungszone des unterlagernden Gneises in hydraulischem Kontakt steht. Im Bereich der Beckenmitte und nördlich davon stehen an der Basis des Quartärs kristalline Gesteine an (Gneise). Bei den vorliegenden Festgesteinen des Unterbeckens handelt es sich um Kluftgrundwasserleiter. Die Wasserbewegungen erfolgen hier nur auf den Trennfugen (Klüfte, Schicht- bzw. Schieferungsfugen, Störungen). Das ungestörte Festgestein kann als relativ gering durchlässig angesehen werden. Aufgrund der starken Heterogenität und Anisotropie ist die Grundwasseroberfläche in Kluftgrundwasserleitern häufig sehr unruhig. Die quartäre Talfüllung besteht aus Beckentonen, unter denen bereichsweise rinnenförmig abgelagerte Hangschuttmassen lagern. Die Hangschuttmassen verfügen gegenüber den Beckentonen über höhere Durchlässigkeiten und zeigen am Ausgang des Tals artesisch gespanntes Grundwasser. Die Schichten des Rotliegenden und des Kristallins sind als Grundwassergeringleiter anzusprechen, die keine Verbindung zum quartären Porengrundwasserleiter des Hochrheintals haben. 6.5.2 Durchlässigkeiten – Auswertung der Wasserdruckversuche In der bereits früher im Bereich des ASD II erstellten und in der quartären Talfüllung des Haselbachtals verfilterten Sondierbohrung ATU 9 war im Auftrag der Stadt Bad Säckingen im Jahr 2000 eine Pumpversuch durchgeführt worden [31]. Die Auswertung des Versuchs hatte eine Transmissivität von 5,00 * 10-3 m2/s erbracht, was bei einer anteilig erschlossenen Mächtigkeit des Grundwassers von 4,43 m einem k-Wert von 1,13 * 10-3 m/s entspricht. Die außerordentlich hohe Durchlässigkeit bezieht sich auf kiesig-steinige Gehängeschutt-Ablagerungen (qu) im Untergrund des ASD II, welche nach Westen von schluffig-tonigen Ablagerungen abgelöst werden (siehe Anlage 15_4). Die Angaben zur Durchlässigkeit und zur Durchlässigkeitsverteilung der Festgesteine basieren auf insgesamt 290 Wasserdruckversuchen (WD-Tests). Bei WD-Tests wird die Durchlässigkeit zunächst in Lugeon angegeben, wobei 1 Lugeon ein Liter pro Minute pro 1 m Bohrlochlänge bei einem Druck von 10 bar entspricht. Aus den ermittelten Lugeon Werten lässt sich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 199 ein kf-Wert für den Untergrund abschätzen. Eine Auswertung und Interpretation der Untersuchungsdaten befindet sich in Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken. Nachfolgend werden die Ergebnisse zusammengefasst: Erwartungsgemäß treten in den oberen Bereichen der Bohrungen erhöhte Wasseraufnahmen auf. Häufig geht dies auf eine erhöhte Gebirgsauflockerung zurück, die mit einer Öffnung von Trennfugen verbunden ist und als Folge von Entlastungsvorgängen durch Abtragung der Sedimentauflast zu verstehen ist. Die Zone erhöhter Wasseraufnahme (10 bis >100 Lugeon) bzw. Gebirgsauflockerung reicht im Gneis durchschnittlich 10 m bis 15 m unter Oberkante-Fels. Die beschriebene oberflächennahe Auflockerung, gekennzeichnet durch erhöhte Wasseraufnahmen, beschränkt sich aber nicht allein auf die Gneise. In den Bohrungen, in denen nahe der Oberfläche Ton- oder Ton-/Schluffsteine des Rotliegenden anstehen, konnten vergleichbare Werte ermittelt werden. Örtlich reicht die Auflockerung nur 5 m unter die Felsoberkante. Nicht selten scheint sie auch völlig zu fehlen. Unterhalb dieser Verwitterungszone sind die Wasseraufnahmen generell stark reduziert. Abgesehen von lokalen Anomalien liegen die Durchlässigkeiten meist unter 5 Lugeon. Es zeigt sich, dass erhöhte Wasseraufnahmen außerhalb der beschriebenen Verwitterungszone immer wieder im Grenzbereich Rotliegend/Gneis auftreten. Dies ist offenbar eine Folge früherer Gebirgsauflockerungsvorgänge. Andere Bereiche erhöhter Wasseraufnahme gehen möglicherweise auf tektonische Störungszonen zurück. In den oberen Hangbereichen scheint die Auflockerung stärker ausgeprägt zu sein. Erhöhte Wasseraufnahmen traten insbesondere in den Bohrungen AUD 14, AUD 15, AUH 21, ATU 1 und ATU 7 auf. Im Talbereich ist die Zone erhöhter Wasseraufnahme auf wenige Meter beschränkt. Stärkere Gebirgsauflockerungen und erhöhte Durchlässigkeiten treten in den Gneisen unweit des südlichen Widerlagers des Abschlussdammes II auf (AUH 32). Die Verwitterungszone reicht hier rd. 20 m u. GOK. Die Auswertung der WD-Tests ergab folgende Durchlässigkeiten: Tabelle 59: Hydraulische Leitfähigkeit des Gebirges (vgl. Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken) Rotliegend oben Rotliegend unten Rotliegend Basis Gneis oben Gneis unten Arithm. Mittelwert kf,mittel [m/s] 4,9 * 10-6 1,5 * 10-7 2,5 * 10-6 4,7 * 10-6 2,1 * 10-7 Bandbreite kf,min [m/s] 1,3 * 10-6 5,0 * 10-8 5,0 * 10-7 1,3 * 10-6 5,0 * 10-8 kf,max [m/s] 1,7 * 10-5 1,1 * 10-6 1,3 * 10-5 2,3 * 10-5 1,2 * 10-6 Aus dem Bereich der Lockergesteine liegen mit Ausnahme der durchgeführten Sedimentationsanalyse keine Versuchsergebnisse vor. Aufgrund des hohen Feinkornanteils und des hohen Ungleichförmigkeitsgrades von U >> 5 liefern die gängigen Ableitungen aus der Korngrößenverteilung keine verlässlichen Ergebnisse. Für die weitere Betrachtung der Beckendichtigkeit werden die hydraulischen Leitfähigkeiten der Lockergesteine geschätzt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 200 Tabelle 60: Geschätzte hydraulische Leitfähigkeit der Lockergesteine (siehe Antragsteil F.VII Geotechnik Unterbecken) Einheit Hanglehm Hangschutt Beckenton und Junge Talfüllung Durchlässigkeit kf m/s 10-8 -10-7 10-8 -10-3 10-8 -10-7 6.5.3 Grundwasserganglinien, Flurabstände, Schwankungsbereiche Für die Lockergesteine des Haselbachtals liegen mangels Grundwassermessstellen keine Ergebnisse der regelmäßigen bzw. kontinuierlichen Messungen des Wasserstandes vor. Der Grundwasserstand in den gut durchlässigen Hangschutt-Ablagerungen (qu) am oberen Ende des Haselbachtals (Standort Abschlussdamm II) kann aus Messungen des Wasserstandes in einem Piezometer älteren Baujahrs von einem Pumpversuch (ATU 9) bzw. in Bohrlöchern am Ende längerer Pausen während der Bohrarbeiten abgeleitet werden (siehe Abbildung 41). Eine Zusammenstellung belastbarer Daten enthält Tabelle 61. Tabelle 61: Zusammenstellung von Messungen des Grundwasserstandes in der quartären Talfüllung des Haselbachtales Mess- Datum/Zeit stelle Teufe m u. GOK Ansatz Wasserstand Bemerkung m ü. NN m u. GOK m ü.NN ATU9 14.11.00 11:10 Bis -19,8 384,70 15,37 369,33 RWS vor Pumpversuch AUD33 22.12.08 07:30 33 383,80 13,50 370,30 RWS nach 3-tägiger Ruhe AUD32 16.03.09 14:00 24 384,50 11,45 373,05 RWS nach 3-tägiger Ruhe AUD31 19.12.09 12:15 26-27 395,00 26,17 368,83 „teileingespiegelt“ Für die Erstellung eines Grundwassergleichenplans ist der heterogene Datensatz nicht geeignet. Er zeigt jedoch, dass der Grundwasserstand im Bereich des Abschlussdamm II in den Lockergesteinen deutlich tiefer liegt als im unterlagernden Gneis (ca. 370 gegenüber ca. 383 m ü. NN). Zudem geben sie eine Vorstellung vom Ausmaß jahreszeitlich bedingter Schwankungen (4-5 m, vgl. Abbildung 41). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 201 Abbildung 41: Ermittlung repräsentativer Grundwasserstände anhand der Angaben im Beiblatt zum Schichtenverzeichnis der Bohrfirma am Beispiel der Bohrung AUD 33 (Drillexpert) In Tabelle 62 sind die Wasserstände bzw. Flurabstände eines erhöhten Mittelwasserstandes im Festgestein vom 18.05.2010 dargestellt, der zur Erstellung des Grundwassergleichenplans (Anlage 16) und der Flurabstandskarte (Anlage 17) verwendet wurde. Die für diesen Zeitpunkt verwendeten Daten entstammen den kontinuierlich überwachten Grundwasserständen gemäß Abbildung 42 und Abbildung 43. Für den Grundwassergleichenplan wurden Daten aller Messstellen verwendet, ungeachtet der damit erschlossenen geologischen Einheit und Horizonte. Aufgrund des Ausbaus der Grundwassermessstellen stellen die gemessenen Werte des Wasserstandes ein Mischpotential von Verwitterungs- und Übergangszone dar (Rotliegend und Gneis oben und unten). Dieses Vorgehen schien in Anbetracht des Umstandes, dass die für die Druckverteilung maßgeblichen, durchlässigeren Einheiten (qj, qu, Gg, rSWg, Verwitterungszonen rSWt und gnM) in der Regel in direktem Kontakt zueinander stehen, zulässig. Die gute Übereinstimmung mit dem Gleichenplan von Anlage 21, der sich auf die Verwendung von Daten von Messstellen im Gneis beschränkt, jedoch um Höhenkoten von Gewässern und Quellen ergänzt wurde, stützt die Plausibilität der Darstellung. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 202 Die mittleren Grundwasserstände, Niedrig- und Hochwasserstände sind zusammen mit den Flurabständen und den Schwankungsbereichen in Tabelle 63 zusammengestellt. Die Flurabstände im Gipfelbereich des Duttenbergs liegen bei über 10 – 20 m. In der Grundwassermessstelle AUH 23 sogar bei 45 m bei Mittelwasserverhältnissen. Zur Talmitte hin verringern sich die Abstände deutlich und liegen bei 7 – 10 m. Am Ausgang des Tals bei Grundwassermessstelle AUD 5 liegt der hier artesisch gespannte Grundwasserspiegel bei 6,5 m ü. GOK bei Mittelwasser. An der Nordseite des Tals steigt der Flurabstand entsprechend dem Relief wieder stark an (siehe Anlage 17). In Abbildung 42 und Abbildung 43 sind Grundwasserganglinien zusammen mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz Kühmoos dargestellt. Die Schwankungsbereiche liegen zwischen 2,51 m (AUD16) und 25, 34 m (AUH27). Der mittlere Schwankungsbereich (= Mittelwert aus allen Grundwassermessstellen) beträgt 9,98 m. Da die stark unterschiedlichen Schwankungen des Grundwasserspiegels verschiedenen hydrogeologischen Bereichen wie Tallage oder Kuppenlagen zuzuordnen sind, ist der mittlere Schwankungsbereich nicht repräsentativ. Die höchsten Schwankungen des Grundwasserspiegels treten im Bereich des Kammes des Duttenbergs auf. Die hier vorhandene Grundwasserscheide ist ein Grund für diese starken Schwankungen (siehe hierzu auch Kapitel 9.1.2 und Anlage 30). In den Grundwassermessstellen AUS10 und AUH04 liegt der Grundwasserspiegel dauerhaft über dem Speicherschwerpunkt im Normalbetrieb von 383 m ü. NN. Der Grundwasserspiegel in den Grundwassermessstellen AUH08, AUD15, AUH28 und AUH32 liegt bei Hochwasserständen deutlich über 383 m ü. NN. In allen anderen Grundwassermessstellen liegt der Grundwasserspiegel unterhalb des Speicherschwerpunkts von 383 m ü. NN. 6.5.4 Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit Die Interpretation der gemessenen Grundwasserstände vom 18.05.2010 ist in Anlage 16 und 17 in Form eines Grundwassergleichenplans und einer Flurabstandskarte dargestellt. Wie weiter oben bereits erwähnt, stellen die gemessenen Werte ein Mischpotential zwischen Verwitterungs- und Übergangszone dar. Auch sind die Werte der Messstellen im Rotliegenden und im Gneis gleichermaßen verwendet worden. Dies scheint vor dem Hintergrund, dass der Grundwasserleiter der basalen Konglomerate des Rotliegenden in hydraulischem Kontakt zu der im Liegenden folgenden Verwitterungszone der Gneise steht, zulässig. Innerhalb des Rotliegenden herrschen somit bereichsweise gespannte Verhältnisse, wenn der Druckspiegel der Verwitterungszone der Gneise höher als die Oberkante der wasserführenden Rotliegendkonglomerate liegt. Der Grundwassergleichenplan zeigt, dass der Höhenrücken des Duttenbergs bis zum Bergsee und der Pass nördlich vom Bergsee das Einzugsgebiet des Haselbachtals nach Süden und nach Osten begrenzen. Es wird angenommen, dass der Bergsee trotz dichter Sohle lateral in hydraulischem Kontakt zur Verwitterungszone der Gneise steht. Je nach Grundwasserstand bildet der Bergsee in diesem Bereich die Wasserscheide. Der Grundwasserstrom verläuft vom Duttenberg nach Süden zum Rheintal und nach Norden zum Becken hin. Entlang der Talachse des Haselbachtals strömt das Grundwasser von Südosten nach Nordwesten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 203 Das Grundwassergefälle ist entlang der Talachse am geringsten und steigt zu den Flanken stark an. Entsprechend dem Relief steigt das Gefälle an der Nordflanke des Tals stärker an als an der Südflanke. Im Kammbereich des Duttenbergs sind wieder flachere Bereiche vorhanden. In Tabelle 64 ist für verschiedene Bereiche das Grundwassergefälle für den dargestellten Stichtag aufgelistet. Weitere Ausführungen zum Grundwasserfließgeschehen in den Gneisen folgen im Kapitel 9. Tabelle 62: Grundwasserstandsdaten bei erhöhtem Mittelwasserstand (18.05.2010) GWM Rechtswert Hochwert GOK MOK Geologie/ Lithologie* (m ü. NN) (m ü. NN) AUD 1 AUD 2 AUD 5 AUD 6 AUD 9 AUD 10 AUD 12 AUD 14 AUD 15 AUD 16 AUD 23 AUD 24 AUD 31 AUD 31a AUH 4 AUH 6 AUH 8 AUH 10 AUH 21 AUH 23 AUH 27 AUH 28 AUH 29 AUH 30 AUH 31 AUH 32 AUS 10 3419145,30 3419312,30 3419218,80 3419068,40 3419211,80 3419077,40 3419139,30 3419229,40 3419386,30 3419445,00 3419318,20 3419384,20 3420018,30 3420019,00 3419592,00 3419724,30 3419902,40 3419922,30 3419224,00 3419258,00 3419406,00 3419640,00 3419740,00 3419846,00 3419904,00 3419982,00 3419621,80 5271988,00 5271979,20 5271897,00 5271840,40 5271769,50 5271761,30 5271671,00 5271540,40 5272101,60 5272082,60 5271299,90 5271261,20 5271204,80 5271206,50 5271790,00 5271619,60 5271539,40 5271341,00 5271485,00 5271436,00 5271136,00 5271103,00 5271053,00 5271060,00 5271049,00 5271022,00 5271884,60 335,20 377,50 335,00 339,10 365,10 356,80 361,90 402,40 406,90 415,70 388,10 399,00 395,00 395,00 422,20 376,40 414,30 399,00 409,50 408,10 405,10 410,20 418,90 408,10 408,90 412,40 444,50 336,23 378,46 336,07 340,06 366,08 357,82 362,86 403,60 408,03 415,62 387,97 399,96 396,20 395,63 423,31 376,25 414,19 398,84 410,21 408,98 405,73 409,93 420,17 409,13 410,11 413,38 445,71 gnM gnM gnM gnM(rSW) gnM/G gnM(rSW) gnM gnM(rSW) gnM gnM gnM/q(rSW) gnM gnM/q gnM gnM Q gnM gnM rSW gnM(rSW) gnM gnM gnM gnM gnM gnM gnM Erhöhter MWStand Flurabstand (18.05.2010) (m ü. NN) (m u. GOK) 332,42 357,02 341,57 327,53 346,72 347,79 355,79 382,05 400,46 398,42 379,09 386,25 371,66 388,94 413,59 368,77 400,84 389,44 389,94 366,24 395,91 402,51 391,55 381,04 383,63 396,49 427,56 2,78 20,48 +6,57 11,57 18,38 9,01 6,11 20,35 6,44 17,28 9,01 12,75 23,34 6,06 8,61 7,63 13,46 9,56 19,56 41,86 9,19 7,69 27,35 27,06 25,27 15,91 16,94 * gnM: Murgtal-Gneisanatexit; /G: Ganggranit; q: Quartär; rSW: Ober-Rotliegendes (Weitnau-Formation) Für die verschiedenen Bereiche wurden auf der Basis des Grundwassergefälles auch die Grundwasserfließgeschwindigkeiten berechnet (Tabelle 64). Die verwendeten kf-Werte wurden dem Bericht zur Beurteilung der Stauraumdichtigkeit (vgl. Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken) entnommen. Die Berechnung der Abstandsgeschwindigkeiten erfolgt analog zu dem in Kapitel 6.2.4 dargestellten Verfahren. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 204 Tabelle 63: Mittlere Grundwasserstände, Niedrig- und Hochwasserstände [m ü. NN] und Flurabstände [m] im Bereich des Unterbeckens GWM GOK (m ü. NN) MOK (m ü. NN) AUD 1 AUD 2 AUD 5 AUD 6 AUD 9 AUD 10 AUD 12 AUD 14 AUD 15 AUD 16 AUD 23 AUD 24 AUD 31 AUD 31a AUH 4 AUH 6 AUH 8 AUH 10 AUH 21 AUH 23 AUH 27 AUH 28 AUH 29 AUH 30 AUH 31 AUH 32 AUS 10 335,20 377,50 335,00 339,10 365,10 356,80 361,90 402,40 406,90 415,80 388,10 399,00 395,00 395,00 422,20 376,40 414,30 399,00 409,50 408,10 405,10 410,20 418,90 408,10 408,90 412,40 444,50 336,23 378,46 336,07 340,06 366,08 357,82 362,86 403,60 408,03 415,62 387,97 399,96 396,20 395,63 423,31 376,25 414,19 398,84 410,21 408,98 405,73 409,94 420,17 409,13 410,11 413,38 445,71 MW (m ü. NN) 331,66 355,30 343,67 327,21 344,70 345,02 354,10 376,20 397,25 398,05 376,36 383,91 370,17 390,01 407,91 366,70 397,39 385,69 389,89 363,01 379,67 399,81 384,63 379,78 383,10 391,26 425,88 NW (m ü. NN) 330,40 349,46 337,25 325,95 343,03 341,00 350,91 370,10 394,18 396,30 365,28 381,24 366,51 383,98 401,79 364,53 395,14 381,60 388,51 360,38 373,06 396,92 379,77 377,29 381,65 382,67 422,35 Datum 02.12.11 27.10.09 20.12.11 26.11.11 02.12.11 05.12.11 03.12.11 08.12.11 12.01.11 08.12.11 10.11.10 02.12.11 03.12.11 07.07.10 16.08.11 30.11.11 04.12.11 03.12.11 04.01.12 16.12.11 06.12.11 05.12.11 08.12.11 02.12.11 30.11.11 03.12.11 06.01.12 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 HW (m ü. NN) 333,10 363,11 344,95 331,84 347,17 348,49 358,40 385,70 400,46 398,81 380,75 390,04 375,66 395,63 418,72 369,73 410,97 389,45 395,48 368,88 398,40 403,44 398,54 384,04 384,71 401,35 430,54 HW-NW Datum 08.06.13 05.05.13 03.03.14 03.02.11 24.12.12 24.12.12 11.08.14 15.06.13 18.05.10 08.06.13 26.12.12 23.12.12 27.12.12 14.01.11 08.12.10 01.06.13 01.06.13 14.01.11 07.07.09 16.06.13 01.04.10 14.01.11 08.12.09 02.06.13 05.06.13 02.02.13 03.07.13 (m) 2,70 13,65 7,7 5,88 4,14 7,49 7,49 15,60 6,28 2,51 15,47 8,80 9,15 11,65 16,93 5,20 15,83 7,84 6,97 8,50 25,34 6,51 18,77 6,75 3,06 18,68 8,19 Flurabstand Flurabstand Flurabstand MW (m) 3,54 22,20 artesisch 11,89 20,40 11,78 7,80 26,20 9,65 17,75 11,74 15,09 24,83 4,99 14,29 9,70 16,91 13,31 19,61 45,09 25,43 10,39 34,27 28,32 25,80 21,14 18,62 Seite 205 NW (m) 4,80 28,04 artesisch 13,15 22,07 15,80 10,99 32,30 12,72 19,50 22,82 17,76 28,49 11,02 20,41 11,87 19,16 17,40 20,99 47,72 32,04 13,28 39,13 30,81 27,25 29,73 22,15 HW (m) 2,10 14,39 artesisch 7,27 17,93 8,31 3,50 16,70 6,44 16,99 7,35 8,96 19,34 0,00 3,48 6,67 3,33 9,56 14,02 39,22 6,70 6,76 20,36 24,06 24,19 11,05 13,96 Zeitraum 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 2009 - 2014 0 5 Absenkung (m u. ROK) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 AUD06 AUD09 AUD10 AUD12 AUD14 AUD23 AUD24 AUH23 AUH27 AUH28 AUH29 AUH30 AUH31 AUH32 AUH21 250 100 200 80 150 60 100 40 50 20 0 0 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 60 01.09.14 01.09.13 01.09.12 01.09.11 01.09.10 01.09.09 Abbildung 42: Grundwasserganglinien am Südwestrand des Haselbachtals (Duttenberg) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz Kühmoos ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 206 0 Absenkung (m u. ROK) 5 10 15 20 25 30 AUD 01 AUD 02 AUD 15 AUD 16 AUD 31 AUD 31a AUH 04 AUH 06 AUH 08 AUH 10 AUS 10 250 100 200 80 150 60 100 40 50 20 0 0 Niederschlag in mm/Tag Niederschlag in mm/Monat 35 01.09.14 01.09.13 01.09.12 01.09.11 01.09.10 01.09.09 Abbildung 43: Grundwasserganglinien am Nordostrand des Haselbachtals (Günnenbach/ Rötekopf) mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz Kühmoos ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 207 Tabelle 64: Grundwassergefälle, kf-Werte und Abstandsgeschwindigkeiten für verschiedene Bereiche des Haselbachtals bei erhöhten Mittelwasserverhältnissen (Stichtag 18.05.2010) Bereich Nordhang Hauptsperre Gneis oben Talachse Hauptsperre Hangschutt Südhang Hauptsperre Rotl. oben Gefälle kf-Wert (m/s) vo * (m/Tag) 0,230 2,00 * 10-6 1,32 0,043 1,00 * 10-5 0,200 5,00 * 10-6 1,23 2,88 * Nutzbare Porosität ca. 0,03 (siehe Tab. 15) 6.5.5 Quellen und Gewässer Anlage 13 zeigt das Ergebnis der Kartierung der Quellen im Bereich des Haselbachtals. Am Fuße des Nordhangs des Duttenbergs befindet sich eine gefasste, nicht mehr genutzte Quelle. In unmittelbarer Umgebung zu dieser Quelle befindet sich ein Quellgebiet mit mehreren Quellaustritten. Die Schüttung der gefassten Quelle wurde am 19.11.2009 gemessen und betrug 0,71 l/s. Am nördlichen Talrand befinden sich ebenfalls einige Quellen, die hier gehäuft an der Grenzfläche Rotliegendes zu unterlagerndem Gneis austreten. Hierbei handelt es sich vermutlich um Schichtquellen (Anlage 13.2), die sehr häufig nach einigen Metern wieder im z.T. mächtigen Hangschutt des Kristallin versickern. Die Quellen sind zudem im Quellkataster, Antragsteil D.I Schutzgut Wasser aufgeführt. Je nach Witterung - nass oder trocken - entspringt die Quelle des Haselbachs an verschiedenen Stellen entlang der Talachse. Zum Zeitpunkt der Kartierung befand sich die Quelle rd. 150 m westlich der Bohrung AUD31 (vgl. Anlage 13). Laut topographischer Karte befindet sich die Quelle des Haselbachs jedoch südlich von AUD31, also rd. 150 m talaufwärts. Die Abflussmessungen des Haselbachs (Abbildung 45) scheinen auf den ersten Blick nicht mit den Niederschlagsdaten zu korrelieren. Es ist jedoch deutlich zu erkennen, dass die Abflussmaxima im Frühjahr, also im Zusammenhang mit der Schneeschmelze gemessen werden. Des Weiteren ist es möglich, dass Abflussmaxima auch auf Grund des Messintervalls nicht immer erfasst werden. 6.5.6 Hydrochemische Verhältnisse 6.5.6.1 Messungen an den Quellen Die während der Quellen- und Gewässerkartierung vorgenommenen Messungen der Leitfähigkeiten an den Quellen sind im Vergleich zu den Quellen in den Bereichen Unterwasserstollen und Abhau relativ hoch und liegen zwischen 33,9 µS/cm und 471 µS/cm. Bei den Werten handelt es sich um Einzelmessungen. Die Daten sind im Quellkataster dokumentiert (siehe Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser). Im Bereich des Duttenbergs wurden tendenziell hö- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 208 here Leitfähigkeiten gemessen als auf der nördlichen Talflanke. Die Temperaturen der gemessenen Quellen schwanken zwischen 7,3 °C und 15,4 °C um einen Mittelwert von 10,8 °C. Da es sich bei diesen Messungen um Einzelmessungen handelt, kann keine statistische Auswertung vorgenommen werden. 6.5.6.2 Messungen in den Grundwassermessstellen Die Analysenergebnisse der genommenen Grundwasserproben werden gemäß Abbildung 44 wie folgt beschrieben werden (siehe auch Tabelle 65). Bei den untersuchten Grundwässern handelt es sich entsprechend dem Ausbau der Grundwassermessstellen um Mischwasseranalysen, die der Verwitterungszone und Übergangszone des Kristallins bzw. dem Rotliegenden zuzuordnen sind (siehe hierzu Tabelle 62). Es handelt sich bei den Grundwässern im Bereich Unterbecken um schwach mineralisierte, überwiegend Hydrogenkarbonat geprägte, erdalkalische Wässer mit zum Teil höheren Alkaligehalten (siehe Abbildung 44). Das Grundwasser in den Grundwassermessstellen AUD15 und AUH31 weicht jedoch von dieser Beschreibung ab (siehe Abbildung 44). Das Wasser der Messstelle AUD15 ist sulfatisch geprägt und bei AUH31 handelt es sich um ein überwiegend hydrogen-karbonatisches, alkalisches Wasser. Der pH-Wert schwankt zwischen 5,89 und 7,83 und die Leitfähigkeiten liegen in der Regel zwischen 60 und 582 µS/cm. Durchschnittlich liegt der Nitratgehalt aller Messstellen bei 7,21 mg/l. In den Messstellen AUD15, AUH21 und AUH27 sind erhöhte Nitratwerte über 10 mg/l nachgewiesen worden. Dies kann zumindest bei AUD15 durch die Lage auf einer weidewirtschaftlich genutzten Wiese erklärt werden. Die Messstellen AUH21 und AUH27 liegen dagegen nicht in der Nähe von weidewirtschaftlich genutzten Wiesen. Die Ursache der erhöhten Nitratwerte könnte hier in erhöhter bakterieller Nitrifikation liegen. Die Proben in den Grundwassermessstellen im Bereich des Unterbeckens wurden innerhalb von einer Woche aus den Probenentnahmestellen entnommen. Es wurde Arsen in allen Proben nachgewiesen. Die Konzentrationen schwanken zwischen 6,7 * 10-3 mg/l (= 6,7 µg/l) und 0,664 mg/l um einen Mittelwert von 0,18 mg/l. Die Grundwassermessstelle 151/124-8 liegt im Bereich der Restentleerungsleitung. Die Arsenkonzentration ist hier mit 4,5 * 10-3 mg/l am niedrigsten. Generell erscheinen die Arsengehalte im Talbereich geringer zu sein als an den Talflanken. Die unfiltrierte Grundwasserprobe der Messstelle AUS10 weist mit 0,664 mg/l den höchsten Arsengehalt auf. Nördlich des Haselbachtales liegt die G’sellenmattquelle deren Nutzung für die Trinkwasserversorgung auf Grund erhöhter Arsenbelastung bereits vor einiger Zeit aufgegeben wurde. Die erhöhte Arsenbelastung hängt vermutlich ursächlich mit der Bruchzone von Wehr Zeiningen zusammen und hat somit geogene Hintergründe. Eine ausführliche Auswertung der gemessenen Arsenkonzentrationen befindet sich in Antragsteil E.II Arsengutachten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 209 Tabelle 65: Grundwasserbeprobung Unterbecken - Juli 2010 GWM: Datum: Parameter: Färbung, qualitativ Geruch, qualitativ Trübung, qualitativ Förderstrom Temperatur elektr. Leitfähigkeit (20°C) pH-Wert Sauerstoff O2 Sättigungsindex Bodensatz, qualitativ Redox-Spannung Säurekapazität bis pH4.3 Basekap. bis pH8,2 Gesamthärte Gesamthärte Natrium Kalium Calcium Magnesium Phosphor, gesamt Ammonium Hydrogencarbonat Eisen, gesamt Mangan, gesamt Dim: l/s °C µS/cm mg/l Gew% mV mmol/l mmol/l mmol/l °dH mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l °dH mg/l mg/l AUD 1 AUD 5 AUD 6 AUD 9 AUD 12 AUD 14 AUD 15 AUD 23 AUH 6 29.07.2010 29.07.2010 05.08.2010 30.07.2010 29.07.2010 29.07.2010 30.07.2010 29.07.2010 30.07.2010 Messwerte: braun farblos braun leicht braun braun braun leicht braun braun leicht braun geruchlos schw. trüb 0,1 11,5 geruchlos klar n.n. 11,0 geruchlos trüb 0,1 11,6 geruchlos trüb 0,1 12,3 geruchlos stark trüb n.n. 12,1 geruchlos stark trüb 0,1 12,0 geruchlos trüb 0,1 13,3 geruchlos stark trüb 0,15 12,8 H2S Geruch 390 7,52 1,2 343 7,55 0,6 147 6,44 7,5 208 7,06 6,5 281 7,23 5,9 267 7,83 6,8 244 5,89 1,5 380 7,59 5,0 227 6,77 0,5 12 Wenig 310 4,22 0,21 1,88 10,5 25,9 4,4 58,5 10,2 0,007 0,02 10,5 <0,005 0,146 6 ohne 350 3,95 0,27 1,504 8,4 26,0 5,9 44,8 9,5 <0,005 0,08 8,4 <0,005 0,018 73 wenig 400 1,57 0,68 1,002 5,6 7,8 1,9 31,6 4,9 0,242 0,32 4,4 0,014 0,012 64 ohne 420 1,95 0,42 1,074 6,0 5,5 3,2 35,8 4,3 0,027 0,05 5,5 <0,005 0,011 58 wenig 360 2,95 0,30 1,665 9,3 3,0 2,3 49,1 10,7 0,060 <0,01 8,3 <0,005 <0,005 67 wenig 360 2,81 0,05 1,557 8,7 3,6 4,5 42,6 11,8 0,039 <0,01 7,9 <0,005 <0,005 16 ohne 430 0,84 2,11 0,877 4,9 15,5 5,4 25,6 5,6 0,015 0,02 2,4 <0,005 0,387 50 wenig 320 4,13 0,21 2,291 12,8 2,8 2,5 62,6 17,6 0,023 <0,01 11,6 <0,005 <0,005 5 ohne 250 2,15 0,83 1,146 6,4 6,2 1,0 32,8 7,7 <0,005 0,07 6,0 <0,005 2,902 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 210 trüb 0,1 11,1 Tabelle 65: Fortsetzung GWM: Datum: Parameter: Nitrat Nitrit Chlorid Arsen Blei Cadmium Chrom, gesamt Kupfer Nickel Quecksilber Zink Sulfat Phosphat, gesamt TOC[1] DOC[2] Silizium Aluminium Phosphor, gesamt Dim: mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l AUD 1 AUD 5 AUD 6 AUD 9 AUD 12 AUD 14 AUD 15 AUD 23 AUH 6 29.07.2010 29.07.2010 05.08.2010 30.07.2010 29.07.2010 29.07.2010 30.07.2010 29.07.2010 30.07.2010 Messwerte: 1,2 <0,5 3,2 5,6 5,9 4,2 12,3 9,1 <0,5 <0,01 <0,01 <0,01 0,05 <0,01 <0,01 0,01 <0,01 <0,01 5,4 1,3 1,4 2,6 2,0 2,4 34,8 3,2 5,6 0,0330 0,1704 0,1065 0,1140 0,4928 0,3167 0,0067 0,3929 0,0263 <0,001 <0,001 <0,001 0,005 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,002 <0,001 <0,001 0,004 <0,001 <0,001 0,001 <0,001 0,004 0,002 0,001 0,002 0,017 0,003 0,001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 0,003 0,001 0,003 0,156 0,001 0,011 0,093 0,005 0,005 17,6 13,1 18,9 16,2 13,9 13,9 24,5 13,1 17,8 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 211 Tabelle 65: Fortsetzung Parameter: Färbung, qualitativ Geruch, qualitativ Trübung, qualitativ Förderstrom Temperatur elektr. Leitfähigkeit (20°C) pH-Wert Sauerstoff O2 Sättigungsindex Bodensatz, qualitativ Redox-Spannung Säurekapazität bis pH4,3 Basekap. bis pH8,2 Gesamthärte Gesamthärte Natrium Kalium Calcium Magnesium Phosphor, gesamt Ammonium Hydrogencarbonat Eisen, gesamt Mangan, gesamt GWM: Datum: Dim: l/s °C AUH 10[3] AUH 21 AUH 27 AUH 30 AUH 31 AUH 32 AUS 10[3] 151/124-8 30.07.2010 05.08.2010 29.07.2010 29.07.2010 05.08.2010 30.07.2010 30.07.2010 05.08.2010 braun leicht braun leicht braun geruchlos geruchlos Geruchlos braun geruchlos rotbraun geruchlos stark trüb 0,15 11,3 trüb 0,10 11,5 Trüb 0,10 12,0 stark trüb 0,15 11,9 stark trüb n.n. 12,0 60 5,91 6,1 389 7,66 3,2 138 6,27 5,2 126 6,57 5,1 158 6,68 4,0 74 6,00 6,0 538 7,23 5,9 582 7,31 6,3 59 wenig 430 0,43 1,00 0,412 2,3 4,7 3,5 11,9 2,9 0,59 0,21 1,2 3,418 0,41 31 wenig 300 3,50 0,25 2,005 11,2 8,8 7,0 58,9 13,0 0,043 0,02 9,8 0,007 0,005 51 wenig 400 0,73 0,90 0,501 2,8 7,2 2,3 14,2 3,5 0,005 <0,01 2,0 <0,005 0,042 50 wenig 390 0,99 0,64 0,519 2,9 6,6 1,4 15,1 3,3 0,009 0,07 2,8 0,025 0,027 39 wenig 390 0,91 0,35 0,376 2,1 19,6 1,6 10,7 2,7 0,078 0,01 2,1 0,082 0,141 60 wenig 410 0,47 1,02 0,269 1,5 4,9 2,1 8,0 1,6 0,021 0,14 1,3 0,043 0,022 58 ohne 380 2,96 0,46 1,826 10,2 1,6 1,9 48,9 14,5 0,05 <0,01 8,3 0,031 0,006 63 wenig 360 5,32 0,69 3,383 48,9 14,3 1,3 107,0 17,2 0,042 0,05 14,9 <0,005 <0,005 µS/cm mg/l Gew% mV mmol/l mmol/l mmol/l °dH mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l °dH mg/l mg/l ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 212 braun leicht braun geruchlos geruchlos schwach stark trüb trüb 0,10 0,15 13,0 11,8 braun geruchlos stark trüb 0,10 13,2 Tabelle 65: Fortsetzung Parameter: Nitrat Nitrit Chlorid Arsen Blei Cadmium Chrom, gesamt Kupfer Nickel Quecksilber Zink Sulfat Phosphat, gesamt TOC[1] DOC[2] Silizium Aluminium Phosphor, gesamt [1] GWM: Datum: Dim: mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l AUH 10[3] AUH 21 AUH 27 AUH 30 AUH 31 AUH 32 AUS 10[3] 151/124-8 30.07.2010 05.08.2010 29.07.2010 29.07.2010 05.08.2010 30.07.2010 30.07.2010 05.08.2010 0,9 <0,01 3,1 0,1805 0,014 <0,0001 0,006 0,023 0,019 <0,0001 0,043 8,2 0,11 0,62 0,54 11,740 5,984 <0,005 12,8 <0,01 12,0 0,1579 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 0,004 <0,0001 0,045 26,8 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. 15,6 <0,01 2,9 0,0067 <0,001 0,0003 <0,001 0,001 0,007 <0,0001 0,068 17,6 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. 3,9 <0,01 3,5 0,0526 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 0,002 <0,0001 0,012 9,6 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. 3,4 <0,01 15,1 0,0778 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 0,004 <0,0001 0,012 10,1 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. organisch gebundener Kohlenstoff (TOC); [2] gelöster organischer Kohlenstoff (DOC); [3] unfiltrierte Probe ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 213 3,0 <0,01 2,1 0,0134 <0,001 <0,0001 <0,001 0,001 0,010 <0,0001 0,026 11,6 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. 8,0 <0,01 12,8 0,6640 <0,001 <0,0001 <0,001 0,001 0,002 <0,0001 0,021 7,6 0,78 2,44 2,12 6,185 0,016 0,049 19,0 <0,01 25,7 0,0045 <0,001 <0,0001 <0,001 <0,001 0,003 <0,0001 0,003 41,1 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. Abbildung 44: Piper Diagramm und Schöller Diagramm der Grundwässer im Bereich Unterbecken ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 214 6.5.7 Wasserbilanzdaten 6.5.7.1 Datengrundlage Folgende Datenquellen wurden verwendet: Regionale Daten – Regionalisierungsatlas und Wasser und Bodenatlas Daten des LGRB der Wasserschutzgebietsgutachten für die Tiefbrunnen Großfeld [92] und Nagelfluh [83][90][91] Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) – Station Bad Säckingen Abflussmessungen (siehe Kapitel 4.5.7) Regionale Daten – Regionalisierungsatlas und Wasser und Bodenatlas Die für das Flussgebiet Hochrhein aufgeführten Abflussdaten sind in Tabelle 66 aufgeführt. Die Daten des Regionalisierungsatlas werden in der weiteren Umgebung des Haselbachtals, wo keine lokalen Abflussmessungen zur Verfügung stehen, verwendet. Für den Bereich des Haselbachtals wird im WaBoA eine Grundwasserneubildungsspende von ca. 7,9 l/(s*km²) angegeben. Im Regionalisierungsatlas liegt der Haselbach im Einzugsgebiet des Hochrheins. Dieses ist jedoch nicht repräsentativ, da es eine sehr große Einzugsgebietsfläche hat. Daher wird für die weitere Bewertung ein Referenzgewässer mit ähnlicher Topographie und Gefälle verwendet (siehe hierzu Antragsteil D.I Schutzgut Wasser). Tabelle 66: Daten aus dem Regionalisierungsatlas für das Gewässereinzugsgebiet „Teilbereich Hochrhein“ [106] GKFV*_Nummer=231390 Teilgebiet Hochrhein AEO[km²] NQ2 / Nq2 34320,81 [m³/s] [l/skm²] 473,70 13,80 476,10 13,87 NQ5 / Nq5 401,00 11,68 NQ10 / Nq10 367,50 10,71 NQ20 / Nq20 343,20 10,00 NQ50 / Nq50 NQ100 / Nq100 319,50 9,31 476,10 13,87 MQ / Mq 1029,50 30,00 MHQ / MHq HQ2 / Hq2 2733,39 2765,24 80,00 80,57 HQ5 / Hq5 3261,55 95,03 HQ10 / Hq10 k.A. k.A. HQ20 / Hq20 3797,85 110,66 HQ50 / Hq50 HQ100 / Hq100 4087,86 4294,16 119,11 125,12 MNQ / MNq Abkürzungen siehe Tabelle 38; *GKFV = Gewässerkundliches Flächenverzeichnis; k.A. = keine Angabe ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 215 Daten des LGRB in Wasserschutzgebietsgutachten im Bereich Bad Säckingen Niederschlag Im hydrogeologischen Abschlussgutachten zur Abgrenzung des Wasserschutzgebietes der Tiefbrunnen Großfeld 2-6 Obersäckingen [92] wird nach ARMBRUSTER 2002 [1] ein durchschnittlicher Niederschlag von 1.350 mm/a angegeben. Dieser Wert liegt etwas niedriger als die Niederschlagsdaten der Wetterstationen Jungholz-Kühmoos (1.400 -1.500 mm/a). Für Bad Säckingen werden vom DWD 1.239 mm/a angegeben. Es handelt sich jeweils um korrigierte Werte. Im hydrogeologischen Abschlussgutachten der Tiefbrunnen Nagelfluh I und II sowie für den Tiefbrunnen Wallbach-Studenacker ist ein mittlerer Jahresniederschlag von 1.070 mm/a zur Ermittlung der Grundwasserneubildungsspende angesetzt worden. Die Daten beruhen auf mittleren Jahresniederschlägen der Wetterstation Rheinfelden und Bad Säckingen aus den Jahren 1881 – 1950 sowie aus der Niederschlagskarte des DWD (Zeitraum 1891 – 1930). Grundwasserneubildung Gemäß den Angaben im Wasserschutzgebietsgutachten [83] beträgt der unterirdische Abfluss ca. 30 % des Niederschlags. Somit ergibt sich eine Grundwasserneubildungsspende von 10,18 l/(s*km²) für das Einzugsgebiet der Tiefbrunnen Nagelfluh I, II und Wallbach-Studenacker. Für den Bereich des Schwarzwaldabhangs östlich von Bad Säckingen wird im Schutzgebietsgutachten der Tiefbrunnen Großfeld eine Grundwasserneubildungsspende nach ARMBRUSTER [1] von 7,9 l/(s*km²) angegeben. Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) – Station Bad - Säckingen Beim Deutschen Wetterdienst wurden der mittlere korrigierte Jahresniederschlag sowie die mittlere Gras-Referenzverdunstung der Wetterstation Bad Säckingen der Jahre 1990-2013 erhoben (Tabelle 67). Die Station liegt mit 339 m ü. NN ähnlich hoch wie das Haselbachtal und kann somit für diesen Bereich als repräsentativ angesehen werden. Die mittlere Niederschlagshöhe für diesen Zeitraum beträgt 1.239 mm/a. Tabelle 67: Klimadaten der Wetterstation Bad Säckingen (DWD) Mittel (mm) Maximum (mm) Minimum (mm) Durchschnitt der jeweiligen Monatsmittelwerte im Zeitraum 1990 – 2013 Σ Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 81 82 84 95 109 114 127 110 100 104 109 125 1239 192 223 303 208 183 226 220 219 178 237 251 263 1742 18 31 22 6 39 27 58 35 49 7 3 58 826 Gras-Referenzverdunstung (339 m ü. NN) Mittel (mm) Maximum (mm) Minimum (mm) Jan Feb Mrz Apr 15 22 42 62 20 34 62 95 12 17 30 47 Niederschlagshöhe Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jahr 85 96 103 90 59 36 18 13 642 107 131 129 115 72 44 23 18 748 61 83 88 65 45 25 14 11 608 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 216 Abflussmessungen Die Ergebnisse der in Kapitel 4.5.7 beschriebenen Abflussmessungen sind in Tabelle 68 und Tabelle 69 aufgelistet. Die Lage der Messstellen sind in Abbildung 8 dargestellt. Bei den Einzelmessungen handelt es sich um gezielt vorgenommene Trockenwettermessungen, die jeweils im Herbst 2009 und 2010 durchgeführt wurden. Zusätzlich zu diesen Messungen werden Werte für den Schöpfe-/Gewerbebach aus der Arbeit von SCHNEIDER [138] aufgelistet. Weiterhin wurden zur Abschätzung der lokalen Grundwasserneubildungsspende die wöchentlichen Abflussmessungen der Jahre 2010 - 2012 des Haselbachs mit den Verfahren nach NATERMANN [117] (siehe Abbildung 46), W UNDT [163] und KILLE [67] (siehe Abbildung 47) ausgewertet. Die Abflussganglinie des Haselbachs und des Rötelbachs für diesen Zeitraum ist in Abbildung 45 dargestellt. Die Auswertungen sind in Tabelle 70 zusammengefasst. Tabelle 68: Trockenwetterabflussmessungen im Bereich Haselbachtal Gewässer Messung 2009 Messung 2010 Einzugsgebiet (l/s) 1,0 0,9 (l/s) 1,8 3,4 (km2) 1,1 0,8 Trockenwetter Abflussspende (l/(s*km²)) 0,9; 1,6 1,1; 4,2 - - 11,4 5,0 Haselbach Rötelbach Schöpfebach Abflussspende 20022004 (aus SCHNEIDER [138]) Tabelle 69: Periodische Abflussmessungen des Hasel- und Rötelbachs 2010 - 2012 Gewässer NQ HQ MQ E.G. (km2) Mittlere Abflussspende (l/(s*km²)) Trockenwetter Abflussspende (l/(s*km²)) (l/s) (l/s) (l/s) Haselbach 0,91 90,0 12,3 1,10 11,9 0,8 Rötelbach 0,42 40,0 8,32 0,83 10,02 0,5 zusammen 1,33 130,0 20,62 1,93 10,7 0.7 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 217 Abbildung 45: Schüttungsganglinie Haselbach und Rötelbach mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Jungholz-Kühmoos (Messort siehe Abbildung 8) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 218 Abbildung 46: Darstellung der Ganglinie zur Ermittlung der Grundwasserspende nach dem Natermann-Verfahren (Zeitraum 2010-2011) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 219 Abbildung 47: Ermittlung der Grundwasserneubildung nach Kille [67] Tabelle 70: Grundwasserneubildungsspenden für das Einzugsgebiet des Haselbachs nach Natermann [117], Wundt [163] und Kille [67] NQ (l/(s*km²)) MQ (l/(s*km²)) HQ (l/(s*km²)) 0,8 5,1 16,6 WUNDT - 6,21 - KILLE - 3,0 - Mittelwert - 4,77 - NATERMANN 6.5.7.2 Wasserbilanz – Bewertung der Ergebnisse Gemäß obigen Auswertungen nach NATERMANN und W UNDT UND KILLE für den Messzeitraum 2010 - 2012 ergibt sich ein Mittelwert für die Grundwasserneubildungsspende von 4,8 l/(s*km²). Beim Auswertungszeitraum handelt es sich um relativ trockene Jahre, vor allem das Jahr 2011 war in der ersten Hälfte sehr trocken. Der ermittelte Wert repräsentiert daher keinen Mittelwert. Es wird daher vorgeschlagen, für den Bereich des Schwarzwaldabhangs/Vorbergzone die Werte aus dem Wasserschutzgebietsgutachten für die Tiefbrunnen Obersäckingen des LGRB [92] zu verwenden. Dort wird für diesen Bereich östlich von Bad Säckingen eine Grundwasserneubildungsspende nach ARMBRUSTER [1] von 7,9 l/(s*km²) ermittelt. Auch der WaBoA gibt für den Bereich des Haselbachtals diesen Wert an. Somit kann gemäß Wasserhaushaltsgleichung (N = V+A) für den Bereich des Haselbachtals folgende Bilanz aufgestellt werden: Niederschlag (N) Verdunstung (V) Abfluss (Ao + Au) Direktabfluss (Ao) Basisabfluss (Au) = 1.239 mm = 642 mm = 597 mm = 347 mm = 250 mm = 7,9 l/(s*km²) (Grundwasserneubildungsspende) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 220 Der Anteil des in den Untergrund versickernden Niederschlags, der zur Grundwasserneubildung beiträgt, ist unter anderem abhängig von der Art der Flächennutzung. Zur Veranschaulichung der Landnutzung im Bereich des Haselbachs wurde eine Landnutzungskarte anhand einer Luftbildauswertung erstellt (Anlage 18; vgl. Tabelle 71). Tabelle 71: Flächennutzung im Einzugsgebiet Hasel- und Rötelbach Fläche in km2 Anteil in % Siedlung Wald Wiese Acker Gesamt 6.5.8 0,084 1,430 0,567 0,040 2,121 3,96 67,42 26,73 1,89 100,00 Wasserwirtschaftliche Situation Private Quellen Aufgrund der durchgeführten Erhebungen kann festgehalten werden, dass im Bereich des Haselbachtals alle Verbraucher an das öffentliche Trinkwassernetz angeschlossen sind. Private Quellen sind, soweit erfasst, im Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser, Gewässerbenutzungen Dritter aufgeführt. Öffentliche Quellen Im Bereich des Unterbeckens befinden sich keine gefassten Quellen, die für die öffentliche Wasserversorgung genutzt werden. Die gefasste Quelle am Nordhang des Duttenbergs wurde früher für die Wasserversorgung des Dampflockbetriebs bei Brennet genutzt (Wehratalbahn). Nördlich von Günnenbach befindet sich die G’sellenmattquelle. Auf Grund erhöhter Arsengehalte wird diese Quelle bereits seit einiger Zeit nicht mehr zur Trinkwasserversorgung genutzt. Die Tiefbrunnen Nagelfluh I und II sowie Wallbach/Studenacker liegen im Bereich des Rheintals. Sie dienen der Trinkwasserversorgung der Städte Wehr und Bad Säckingen (Notwasserversorgung Tbr. Wallbach/Studenacker). Eine genaue Beschreibung dieser Brunnen folgt in Kapitel 6.6. 6.6 Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Rheintal Die in Kapitel 4.6 erwähnte bautechnische Zweigliederung in einen Stollenbereich und eine erdverlegten Leitung kann auch auf die hydrogeologischen Verhältnisse übertragen werden, da die Bauteile in zwei Gebieten mit jeweils eigenen hydrogeologischen Eigenschaften liegen. Diese sind: 1.) Stollen im Bereich Haselbachtal/ Duttenberg (Kluftgrundwasserleiter) 2.) Erdverlegte Leitung in der Rheintalebene (Porengrundwasserleiter) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 221 Der Stollen verläuft überwiegend im Festgestein unterhalb des Haselbachtals und des Duttenbergs (kristallines Grundgebirge und Rotliegendes), wo das Grundwasser entlang von Klüften und Entlastungsbrüchen zirkuliert. Eine detaillierte hydrogeologische Beschreibung der Verhältnisse in der Umgebung des Stollens befindet sich in Kapitel 6.5. Im vorliegenden Kapitel wird daher nur auf den Bereich der erdverlegten Leitung (Bereich Rheintal) eingegangen. Die Lage der erdverlegten Leitung ist in Anlage 13.1 zusammen mit den Wasserschutzgebieten dargestellt. Das gemeinsame Wasserschutzgebiet der Tiefbrunnen Nagelfluh I, Nagelfluh II und Wallbach Studenacker liegt im Bereich der erdverlegten Leitung (siehe Anlage 13_1). Die Stammdaten der Brunnen sind in Tabelle 72 zusammengestellt. 6.6.1 Aquiferaufbau /-mächtigkeit, Stockwerksgliederung, Grundwasserüberdeckung Der Aquiferbereich erstreckt sich über die schon im Kapitel 5.2.5 erwähnten quartären Kiese (Niederterrassenschotter). Die Aquifermächtigkeiten betragen für den Tiefbrunnen Nagelfluh I 11,0 m, für Nagelfluh II 12 m und beim Tiefbrunnen Wallbach/Studenacker 8,0 m. Die Bodenkarte Blatt L8512 [103] zeigt, dass der Boden (=Grundwasser-Überdeckung) im Bereich der erdverlegten Leitung aus einerseits braunem Auenbond-Auengley bzw. Auensand und Lehm besteht und andererseits aus Auenbraunerde. Die Auenbraunerde ist z. T. lessiviert. 6.6.2 Durchlässigkeiten- Grundwasserneubildung In den Wasserschutzgebietsgutachten [83][90][91] werden Pumpversuche und die Ermittlung der Durchlässigkeiten für die quartären Schotter beschrieben. Ein 4-tägiger Pumpversuch wurde im hydrogeologischen Folgegutachten 2001 [91] beschrieben, konnte jedoch auf Grund von Messungenauigkeiten nicht ausgewertet werden. Grundsätzlich nimmt die Transmissivität vom Gebirgsrand Richtung Rheintalrinne zu. Am Gebirgsrand betragen die Transmissivitäten < 0,05 m2/s. Für die Rheintalrinne werden Werte zwischen 0,06 – 0,15 m2/s angegeben. Die Schwankungen werden durch unterschiedliche Auswertungsverfahren und den darin enthaltenen Ungenauigkeiten erklärt. Die resultierenden Durchlässigkeiten (kf-Werte) sind in Tabelle 72 aufgeführt, sie liegen bei 7,3 * 10-3 m/s (Nagelfluh I) und 6,7 * 10-3 m/s (Nagelfluh II). Die höhere Grundwasserneubildungsspende von 10,1 l/(s*km²) im Bereich der Tiefbrunnen Nagelfluh I, II und Wallbach-Studenacker ist auf die gute Durchlässigkeit der Rheinkiese und das flache Gelände zurückzuführen. Im Bereich des Haselbachtals mit seinen steilen Hängen und der niedrigeren Durchlässigkeit ist ein größerer Anteil des Direktabflusses anzunehmen. 6.6.3 Grundwasserganglinien, Flurabstände, Schwankungsbereiche Aktuelle, kontinuierliche Messreihen des Grundwasserstandes im Bereich der erdverlegten Leitung stehen nicht zur Verfügung. Wöchentliche Wasserstandsmessungen wurden für die Tiefbrunnen im Zeitraum vom 17.09.1990 - 24.12.1990 gemessen. Beim Tiefbrunnen Nagelfluh I schwankt der Grundwasserstand zwischen 280,75 und 281,03 m ü. NN um 0,28 m, beim Tiefbrunnen Nagelfluh II zwischen 280,74 und 281,06 m ü. NN um 0,32 m. Beim Tiefbrunnen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 222 Wallbach/Studenacker beträgt die Grundwasserstandsschwankung gemäß Gutachten [83] 0,53 m (Zeitraum 02.11.1990 bis 10.05.1991; 280,69 m ü. NN bis 281,22 m ü. NN). Die Grundwasserflurabstände betragen je nach Lage zum Talrand zwischen 5 m und 8 m. 6.6.4 Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit Anlage 16 zeigt einen Grundwassergleichenplan aus dem Projekt INTERREG II [63]. Die Grundwasserströmung zu den Brunnen kommt aus nordöstlicher Richtung bei einem Gefälle von i0 = 0,015 in der Nähe des Gebirgsrands und bis i0 = 0,007 in der Nähe der Brunnen, und flacht dort in Richtung Rhein bis auf ca. 0,001 ab. Weitere Grundwassergleichenpläne sind in den Gutachten zur Wasserschutzgebietsabgrenzung [83][90][91] enthalten. Die Abstandsgeschwindigkeiten variieren entsprechend dem Gefälle. Laut Wasserschutzgebietsgutachten [91] betragen die Abstandsgeschwindigkeiten in der Nähe der Brunnen zwischen 15,6 und 32,9 m/d (siehe Tabelle 72). Tabelle 72: Kenndaten der Tiefbrunnen Nagelfluh I, II und Wallbach/Studenacker [83][90][91] Tiefbrunnen Na- Tiefbrunnen Nagelfluh I gelfluh II Tiefbrunnen Wallbach/Studenacker Rechtswert 3418080 3418141 3418784 Hochwert 5271550 5271387 5270915 286,9 286,3 289,0 Flurabstand (m u. GOK) 5,5 6,0 8,0 maximale Entnahmemenge Qd (m3/s) 0,03 0,06 0,01 mittlere Transmissivität T (m2/s) 0,07 0,11 0,15 mittlere Durchlässigkeit kf (m/s) 0,0073 0,0067 0,0190 11 12 8 durchflusswirksames Porenvolumen p (-) 0,15 0,15 0,15 natürliches Grundwassergefälle i0 (-) 0,001 0,001 0,003 mittlere Abstandsgeschwindigkeit v0 (m/d) 4,2 3,9 32,9 Isochronenabstand der 50Tage Linie auf Höhe der Fassung 2*y (m) 187,0 375,0 12,7 Strecke (m) oberstromig der Fassung mit der Laufzeit 50 Tage nach W YSSLING 320 360 1670 Strecke (m) unterstromig der Fassung mit der Laufzeit 50 Tage nach W YSSLING 60,0 119,0 4,0 GOK (m ü. NN) Aquifermächtigkeit (m) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 223 6.6.5 Hydrochemische Verhältnisse Gemäß den Gutachten zur fachtechnischen Abgrenzung des Wasserschutzgebiets [83][90][91] stammt das Wasser in den Tiefbrunnen Nagelfluh I und II aus 4 hydrogeologischen Bereichen: - Niederterrassenschotter (lokales, mittelhartes bis hartes Grundwasser) aus dem Bereich des anstehenden Muschelkalkes (Bruchzone von Wehr-Zeiningen, hartes Wasser) aus dem Bereich des anstehenden Oberrotliegenden (Schwarzwald, weiches Wasser) Rheinwasser (mittelhartes Wasser) Tiefbrunnen Nagelfluh I Es handelt sich um hartes Grundwasser mit anthropogenen Verunreinigungen, wobei sich die Karbonathärte deutlich von der Gesamthärte unterscheidet. Die Gesamthärte liegt zwischen 22,6 °dH bis 24,4 °dH und die Karbonathärte zwischen 12,0 °dH bis 12,9 °dH. Der Nitratgehalt liegt gemäß Analysen aus den Jahren 2009 - 2011 bei ca. 11,5 mg/l. Die Untersuchungen auf Schwermetalle ergaben, dass alle Schwermetallkonzentrationen unterhalb der Richtwerte der Trinkwasserverordnung liegen. Der Arsengehalt liegt zwischen 3 und 5 µg/l. Halogenierte Kohlenwasserstoffe wurden bis auf eine Ausnahme nicht nachgewiesen. Am 07.09.1983 wurde eine Spur von Trichlorethen (0,5 µg/l) nachgewiesen. Die oben erwähnten anthropogenen Verunreinigungen beziehen sich auf Herbizide, die in 2 von 3 Untersuchungen Gehalte aufwiesen, die über den Grenzwerten der Trinkwasserverordnung liegen. Tiefbrunnen Nagelfluh II Folgende Unterschiede liegen im Vergleich zum Wasser des Tiefbrunnens Nagelfluh I vor: - die Herbizidwerte liegen unterhalb der Grenzwerte der Trinkwasserverordnung höhere Karbonathärte (16,7 °dH bis 17,2 °dH) bei insgesamt niedrigerer Gesamthärte (19,8 °dH bis 20,2 °dH) Nitratgehalte von rd. 20 mg/l Sulfatgehalte von 35 mg/l bis 45 mg/l Tiefbrunnen Wallbach/Studenacker Das Wasser des Tiefbrunnens Wallbach/Studenacker ist durch die umliegenden, versickernden Wässer insgesamt weniger mineralisiert als die Tiefbrunnen Nagelfluh I und II. Dies drückt sich in niedrigeren Härtegraden, geringerer elektrischer Leitfähigkeit und geringeren Sulfatund Nitratgehalten aus. Die Untersuchungen auf Schwermetalle ergaben, dass alle Gehalte an untersuchten Schwermetallen unterhalb der Grenzwerte der Trinkwasserverordnung lagen. Leicht erhöhte Konzentrationen von Blei und Arsen wurden nachgewiesen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 224 6.6.6 Mikrobiologie In den Schutzgebietsgutachten der Tiefbrunnen Nagelfluh I, II und Wallbach/Studenacker wurden mikrobiologische Untersuchungen aus den Jahren 1970 - 1990 ausgewertet und zusammengefasst [83][90][91]. Grenzwertüberschreitungen liegen bei den Tiefbrunnen Nagelfluh I und Nagelfluh II in Form von erhöhten Keimzahlen vor. Diese werden beim Tiefbrunnen Nagelfluh I auf Grund von zu geringem Vorpumpen, nachdem der Brunnen mehrere Tage nicht in Betrieb war, erklärt. Eine Erklärung für die erhöhten Keimzahlen im Tiefbrunnen Nagelfluh II wird im Wasserschutzgebietsgutachten [91] nicht gegeben. Escherichia coli und coliforme Keime wurden im Tiefbrunnen Nagelfluh I in nur einer einzigen Untersuchung am 02.07.1980 nachgewiesen. Im Tiefbrunnen Nagelfluh II wurden seit dem 15.06.1977 keine Escherichia coli und coliforme Keime nachgewiesen. Beim Tiefbrunnen Wallbach/Studenacker wurden keine E. Coli und coliformen Keime festgestellt. 6.6.7 Wasserwirtschaftliche Situation Im Bereich der erdverlegten Leitung liegen in unmittelbarer Nähe die Tiefbrunnen Nagelfluh I und II. Diese Tiefbrunnen dienen der öffentlichen Wasserversorgung der Stadt Wehr. Bei Position R: 3418123 H: 5271727 befindet sich der Tiefbrunnen der Firma Kostar, der zur Eigenwasserversorgung genutzt wird. Für die Jahre 2006, 2007, 2009 und 2010 wurden von der Stadt Wehr die Verbrauchszahlen der Tiefbrunnen Nagelfluh I und Nagelfluh II bereitgestellt. Die wesentlichen Eckdaten sind in Tabelle 73 zusammengestellt. Seit einem Brand in der Firma Kostar wird der Tiefbrunnen Nagelfluh I nur noch als Reservebrunnen genutzt, soll jedoch zukünftig wieder an die öffentliche Trinkwasserversorgung angekoppelt werden. Der Tiefbrunnen Nagelfluh II wird dagegen regelmäßig für die Wasserversorgung der Stadt Wehr genutzt. Tabelle 73: Eckdaten des Wasserrechts der Tiefbrunnen Nagelfluh I und Nagelfluh II Nagelfluh I Nagelfluh II Wasserrecht vom 03.04.1952 04.11.1952 Erlaubnis 20 l/s 60 l/s Jahresdurchschnittliche 13.22** -* Wasserentnahme *Erläuterung siehe Text.; ** Mittelwert der Jahre 2010 - 2013 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 225 7 7.1 Wirkprognose - Grundlagen Allgemeines In den voranstehenden Kapiteln ist das Projektgebiet im südlichen Hotzenwald ausführlich beschrieben. Auf dieser Basis werden nachfolgend die Grundlagen für die hydrogeologische Wirkprognose abgeleitet und dargestellt. 7.2 7.2.1 Konzeptionelles hydrogeologisches Modell Einführung Zum besseren Verständnis der komplexen hydrogeologischen Verhältnisse und der darauf aufbauenden Wirkungsprognosen wird im Folgenden die hydrogeologische Modellvorstellung für den Untersuchungsraum (Konzeptionelles hydrogeologisches Modell) gesamthaft zusammengefasst. Die wesentlichen Daten zur Geologie und Tektonik sowie zu den hydrogeologischen Verhältnissen sind in den vorigen Kapiteln bereits ausführlich dargestellt worden. Sie sollen im Folgenden in Bezug auf das gesamte Projektgebiet zusammengefasst werden und somit den konzeptionellen Aufbau der hydrogeologischen Modellvorstellung des Projektgebietes erläutern. Es sei darauf hingewiesen, dass der tiefere Untergrund nur im nördlichen Bereich des Prognoseraums mit dem Bau des Sondierstollens untersucht werden konnte. Da im Bereich des mittleren und südlichen Prognoseraums für den Unterwasserstollen aber vergleichbare Lithologien und geohydraulische Eigenschaften erwartet werden, die auch durch andere Bestandsbauwerke der Schluchseewerk AG bestätigt werden, können die aus dem Sondierstollen gewonnenen Erkenntnisse übertragen werden. 7.2.2 Hydrogeologischer Wirkraum und Bilanzgebiet Es wird zwischen hydrogeologischem Wirkraum und Bilanzgebiet unterschieden (siehe Anlage 10_1). 7.2.2.1 Hydrogeologischer Wirkraum Der hydrogeologische Wirkraum wird als der Bereich definiert, innerhalb dessen geohydraulische Auswirkungen der Untertagebauwerke möglich sind. Er wird auf einen maximal möglichen Bereich ausgedehnt, außerhalb dessen hydraulische Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden können. Dieser Bereich ist in der Anlage 10.1 dargestellt. Die Ränder dieses maximalen hydrogeologischen Wirkbereiches werden in erster Linie entlang von geohydraulischen Grenzen wie Störungszonen und Vorflutern angenommen. Im Westen verläuft die Grenze entlang der Bruchzone von Wehr-Zeiningen, die auch in einem Grundwassermodell der NAGRA als hydraulisch wirksamer Rand angesehen wird [145]. Die Bruchzone von Wehr-Zeiningen erstreckt sich entlang einer alten Schwächezone (Duktile ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 226 Scherzone) und begrenzt den Albtalgranit bzw. die Hotzenwald- und die Vorwaldscholle im Westen. Die Durchlässigkeit der Störungszonen erster Ordnung werden in [145] mit ca.1*10-7 m/s angegeben. Im Norden verläuft die Grenze entlang der Bestandsbauwerke des KW Wehr. Dies wird damit begründet, dass auch hier die bereits bestehenden Bauwerke eine hydraulische Grenze darstellen. Im Nordosten und Osten verläuft die Grenze überwiegend entlang der Gewässer bzw. deren Einzugsgebietsgrenzen. Von den Gewässern wird angenommen, dass sie mit dem Grundwasser in hydraulischem Kontakt stehen, und somit ebenfalls eine hydraulische Grenze bilden. Im Nordosten ist dies das Einzugsgebiet des Altbachs. Der Wirkraum wird in diesem Bereich über die reine Vorflutgrenze und eine vermutete vorhandene Störungszone in Talmitte (Altbachstörung) aus Sicherheitsgründen weiter nach Osten ausgedehnt. Im Osten verläuft die Grenze zunächst entlang des Dorfbachs und des Seelbachs und weiter im Süden folgt sie dem Schöpfebach. Im Süden wird der hydrogeologische Wirkraum durch den Einflussbereich des Haselbeckens am Fuß des Duttenbergs begrenzt. 7.2.2.2 Bilanzgebiet Das Bilanzgebiet das in Abbildung 56 graphisch dargestellt ist, reicht über den hydrogeologischen Wirkraum hinaus. Es ist das Gebiet in dem eine gesamthafte Wasserbilanz erstellt wird. Das Gebiet umfasst über den hydrogeologischen Wirkraum hinaus auch weitgehend die oberirdischen Einzugsgebiete der relevanten Gewässer. Das Bilanzgebiet erstreckt sich von der Wehra im Westen (Vorfluter) bis zu den oberirdischen Einzugsgebietsgrenzen des Altbachs, Dorfbachs, Seelbachs und Schöpfebachs im Osten, die dort die oberirdische Wasserscheide zur Murg bilden. Im Süden begrenzt der Rhein den Bilanzraum, dadurch wird das nordwestliche Einzugsgebiet der Thermalquellen Bad Säckingen in das Bilanzgebiet integriert. Im Norden endet der Bilanzraum an den Einzugsgebietsgrenzen des Altbachs, Schneckenbachs und Mühlgrabenbachs den. Diese Grenze orientiert sich an der oberirdischen Wasserscheide und dem Bestandsbauwerk Hornbergbecken I. 7.2.3 Grundwasserleiter – Hydrostratigraphische Einheiten Verwitterungs- und Übergangszone Der Bereich des Kristallins, in dem der überwiegende Grundwasserumsatz stattfindet, ist die Auflockerungs- bzw. Verwitterungs- und Übergangszone der Granite und Gneise, die bis in eine Tiefe von wenigen 10er Metern reicht. Beim Granit reicht dieser Bereich zum Teil etwas tiefer als beim Gneis. Die spezielle, tiefgründige Verwitterung besitzt in dieser Zone bereichsweise Eigenschaften eines Porengrundwasserleiters (Berglesand). Im Bereich des Abhau erreicht die Verwitterungszone eine durchschnittliche Tiefe von ca. 25 m und maximal ca. 50 m Tiefe. Diese Tiefen werden qualitativ auch durch ältere Erkundungsbohrungen entlang des Ibach-Murg Beileitungsstollens belegt, die in einer vergleichbaren Lithologie niedergebracht wurden (Archivauswertung der Schluchseewerk AG). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 227 Tiefes Kristallin – Homogenzone des Festgesteins Nach einer Übergangszone von wenigen Metern folgen die relativ dichten und homogenen Bereiche des Festgesteins, die lokal von Störungszonen (Abschiebungen) und Mineral- und Erzgängen unterbrochen sein können. Die unverwitterten Granite und Gneise haben eine stark herabgesetzte Durchlässigkeit. Im Vergleich zum Auflockerungshorizont (außer im Bereich von Störungszonen) findet ein deutlich geringerer Grundwasserumsatz statt. Im südlichen Projektgebiet sind im Bereich des Haselbachtals die kristallinen Gesteine von Sedimenten des Rotliegenden und des Muschelkalks sowie von quartären, eiszeitlichen Sedimenten überdeckt. Die Gesteine des Rotliegenden und des Muschelkalks werden dabei wie Festgesteine betrachtet. Aufgrund der angetroffenen Verhältnisse in den Bohrungen wird davon ausgegangen, dass alle Zonen miteinander in hydraulischen Kontakt stehen. Es ist daher nicht anzunehmen, dass voneinander getrennte Grundwasserstockwerke existieren, die durch undurchlässige Schichten voneinander getrennt sind. Die Grundwasserneubildung des tieferen Kristallin findet durch Zusickerung von Wasser aus der Verwitterungszone statt. Quartäre Schotter - Hangschutt Im Bereich des Rheintals treten die quartären Schotter der ca. 15 - 20 m mächtigen Talfüllung als Hauptgrundwasserleiter in den Vordergrund. Untergeordnet finden sich in der quartären Füllung des Haselbachtales Ablagerungen von z.T. stark kiesigen Hangschuttlagen. 7.2.4 Durchlässigkeitsbeiwerte Im Folgenden werden die Durchlässigkeitsbeiwerte (kf-Werte) für den Berglesand, den Verwitterungshorizont und für das Kristallin auf Basis von Literaturwerten, Berechnungen und Feldversuchen hergeleitet. 7.2.4.1 Methodik Die Gebirgsdurchlässigkeiten in unmittelbarer Umgebung der geplanten Bauwerke wurden von BIEHLER [9] aus dem Gesamtsickerwasserzufluss bereits existierender Stollen anhand von zwei verschiedenen Ansätzen abgeschätzt. Beim Ansatz von HEITFELD [46] für Stollen im Rheinischen Schiefergebirge wird unter der Annahme eines hydraulischen Gefälles von 1 das Darcy Gesetz angewendet: Q = kf * F Q: kf: F: (6) Gesamt-Sickerwasserzufluss (m3/s) Durchlässigkeitsbeiwert (m/s) durchströmte Grundfläche des Stollens = Länge * Breite (m2) Ein den tatsächlichen Verhältnissen wesentlich besser entsprechender Ansatz für die Berechnung der Durchlässigkeiten bzw. zur Abschätzung des Bergwasserandrangs ist die Formel von GOODMAN et al. [39], die auch über die Modellrechnungen bestätigt werden konnte (siehe ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 228 auch Kapitel 7.2.4.2). Dieser Ansatz wird auch von MASSET & LOEW (2010) [109] bzw. MASSET [110] angewendet. Die Formel lautet: Q0 Q0: kf: Ho: r: L: 2 k f L H 0 2,3 log 2 H 0 / r (7) Bergwasserzufluss (m3/s) Durchlässigkeitsbeiwert (m/s) Höhe des stationär abgesenkten Wasserspiegels über Stollensohle (m) Stollenradius (m) Länge des Stollens (m) Diese Formel nach GOODMAN [39] gilt unter der Annahme eines homogenen Grundwasserleiters und stationärer Strömungsbedingungen. Für die Berechnung des Stollenradius r wird folgende Formel verwendet (siehe [9]): r mit r: F: F (8) Stollenradius (r) Stollenquerschnittsfläche (m2) Abbildung 48: Schematische Längsprofile (links) und Querprofile (rechts) für hydraulische Modelle zur Berechnung der Transmissivität. a: radiale Tunnelanströmung ohne äußere Berandung. b: radiale Tunnelanströmung mit Festpotentialrand. c: laterale Tunnelanströmung mit variablem Wasserspiegel. Abbildung und Text aus [109] und [104] ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 229 In Abbildung 48 sind drei schematische Darstellungen zur Modellierung von Transmissivitäten aus [109] abgebildet. Das Modell (b) entspricht dem von GOODMAN verwendeten Ansatz, der eine radiale Tunnelanströmung mit Festpotentialrand im stationären Zustand darstellt. Bei den folgenden Berechnungen wird davon ausgegangen, dass im Projektgebiet der Bereich des Berglesands bzw. des Verwitterungshorizonts mit hoher Grundwasserneubildung und erhöhter Durchlässigkeit als Festpotentialrand fungiert, und somit der stationäre Ansatz nach GOODMAN verwendet werden kann. 7.2.4.2 Berechnung der Durchlässigkeitsbeiwerte nach GOODMAN Anhand der in Tabelle 2 aufgeführten Messungen der Bergwasserdrainagen ist es möglich, die Gebirgsdurchlässigkeit zu berechnen. Unsicherheiten bestehen jedoch in der Angabe der Höhe des stationär abgesenkten Wasserspiegels. Auf der Basis von Druckaufbaumessungen im Eggberg- und Ibach-Fensterstollen nimmt BIEHLER [9] an, dass 10-20 % des sich über dem Stollen befindenden Gebirges wassergesättigt ist. Bei einer Gebirgsüberdeckung von ca. 50 100 m war zu beobachten, dass der Bergwasserspiegel auf das Niveau der Stollensohle absank. Bei Gebirgsüberdeckungen über ca. 50 m bis 100 m befinden sich dagegen alle Stollen im Bereich der gesättigten Zone des Kluftgrundwasserleiters. Im Bereich des Abhaus (bei Überdeckungen von > 700 m) folgen die in den Grundwassermessstellen dokumentierten Grundwasserganglinien, außerhalb des Einflussbereichs der Drainagewirkung von Störungszonen, den üblichen jahreszeitlichen Schwankungen, sodass man davon ausgehen kann, dass der Grundwasserspiegel außerhalb des Drainagebereiches der Störungszonen weitgehend unbeeinflusst vom Bergwasseranfall im Sondierstollen verläuft. Dies deckt sich mit Aussagen aus MASSET & LOEW [109], nach denen der Drainageeffekt auf den Grundwasserspiegel von Tunneln im Gotthardtmassiv bei Tiefen zwischen 500 - 1.500 m gering ist. Auch von BLINDE & HÖTZL [12] wurden diese Beobachtungen im Bereich des Lindaustollens, der in einer Tiefe von ca. 50 m bis 150 m verläuft, dokumentiert. Für eine Abschätzung der Gebirgsdurchlässigkeit nach GOODMAN wird daher von einer Höhe des stationären Wasserspiegels im Bereich des mittleren Bergwasserspiegels in der Umgebung des jeweiligen Stollens ausgegangen. In Tabelle 74 sind die für die Bereiche der vorhandenen Bauwerke ermittelten kf-Werte aufgelistet und den jeweiligen Gesteinsformationen zugeordnet. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 230 Tabelle 74: Berechnung von kf-Werten nach GOODMAN [39] Länge [m] Überdeckung [m]* Radius [m] Bergwasseranfall [l/s*100m] kf-Wert nach GOODMAN [m/s] Lithologie** Belüftungsstollen 1425 230 1,69 0,95 (gesamt) 2,6 * 10-9 diW Zufahrtsstollen 1375 300 4,10 0,30 8,0 * 10-9 diW/GM A 975 495 1,72 0,33 6,8 * 10-9 GMA 389 565 1,72 0,31 5,6 * 10-9 diW 618 660 1,72 0,14 2,3 * 10-9 diW 400 700 1,72 1,03 1,6 * 10-8 diW 660 100 1,72 0,30 2,3 * 10-8 GAL PSW Atdorf KW Wehr Kraftwerk / Stollen Sondierstollen Abschnitt 1 Sondierstollen Abschnitt 2 Sondierstollen Abschnitt 3 Sondierstollen Abschnitt 4 Lindaustollen * = mittlerer Bergwasserspiegel; ** diW = Wiese-Wehra Formation (Granite, Gneise, Anatexite); GMA = Malsburggranit; GAL = Albtalgranit 7.2.4.3 Durchlässigkeitsbeiwerte auf Basis von Feldversuche Nachfolgend werden die durchgeführten Feldversuche zur Ermittlung von Durchlässigkeitsbeiwerten beschrieben und die Ergebnisse der Wasserdruckversuche(WD-Tests) bewertet. Folgende Versuche wurden durchgeführt: Wasserdruckversuche (WD-Tests) im Sondierstollen Wasserdruckversuche (WD-Tests) im Haselbachtal Pumpversuche im Bereich Abhau Die ermittelten Durchlässigkeitsbeiwerte (kf-Werte) werden bei den numerischen Modellrechnungen berücksichtigt (siehe Kapitel 7.2.7.1.1). 7.2.4.3.1 Wasserdruckversuche im Sondierstollen Im Rahmen der geotechnischen Untersuchungen der Hohlraumbauten des PSW Atdorf wurden im Bereich der zukünftigen Maschinenkaverne in 3 Bohrungen (MK06, MK07 und MK10) Wasserdruckversuche (WD-Tests) durchgeführt. Die Dokumentation der WD-Tests ist im Bericht zu den Geotechnischen Untersuchungen im Sondierstollen abgelegt [71]. Aufgrund von festgestellten Umläufigkeiten waren insgesamt nur 10 Versuche auswertbar. Die zunächst von Lahmeyer International durchgeführten Auswertungen wurden einer weiteren Auswertung seitens der Schluchseewerk AG und dem Büro Funk unterzogen. Die Abweichungen der Ergebnisse aus [71] zu den in diesem Kapitel aufgeführten Ergebnissen lassen sich im Wesentlichen durch die Berücksichtigung der Schräglage der Bohrungen und die Korrektur der Drücke bzw. der Länge der Druckleitungen erklären. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 231 Bestimmung der Lugeon-Werte: Die während der Versuche registrierten Drücke wurden gemäß den Versuchsbedingungen (Schräglage der Bohrungen, Länge der Druckleitungen etc.) korrigiert und nach dem Verfahren von HOULSBY [53][56] ausgewertet. Hierbei werden aus dem Versuchsverlauf, den gemessenen Durchflüssen und der Länge der Teststrecke im Bohrloch die so genannten Lugeon-Werte abgeleitet. 1 Lugeon entspricht 1 Liter/Meter Bohrloch pro Minute bei 10 bar Wasserdruck. Nach HOULSBY werden 5 charakteristische Versuchsabläufe unterschieden, die auf die speziellen geohydraulischen Verhältnisse im Bohrloch zurückzuführen sind (siehe Abbildung 49). Die Druckkorrektur erfolgte anhand der Bohransatzhöhe, der Bohrlochneigung und der mittleren Höhe der Bohrung. Die mittlere Höhe der Bohrung bezieht sich auf die mittlere Höhe des jeweiligen Testabschnittes der Bohrung. Die so errechnete Druckkorrektur wurde von dem gemessenen Druck abgezogen. Bei nach unten gerichteten Bohrungen wurde die Druckkorrektur zu dem gemessenen Druck addiert. Bestimmung der Gebirgsdurchlässigkeit: Aus den Lugeon-Werten können die Gebirgsdurchlässigkeiten für den Bereich der Bohrlöcher annähernd bestimmt werden. Hierzu wird nach HOULSBY 1 LU (=Lugeon), gemessen bei einem Einpressdruck von 10 bar, einem kf-Wert von 1,3 * 10-7 m/s gleichgesetzt. Eine weitere Methode, um die Gebirgsdurchlässigkeiten von den LU-Werten abzuleiten stellt das Verfahren nach HEITFELD [47] dar. Hier werden die Durchlässigkeiten mit LU-Werten, gemessen bei einem Einpressdruck von 5 bar (!), nach folgender, empirisch ermittelter Formel berechnet: k f 3,3 QWD5 1,3 QWD5 108 kf QWD5 2 (9) = Durchlässigkeitsbeiwert (m/s) = Wasseraufnahme pro Testabschnitt über die Zeit bei 5 bar in l/(min*m) Die Gültigkeit dieser Formel erstreckt sich auf einen Durchlässigkeitsbereich von 2,0 * 10-8 m/s - 2,0 * 10-5 m/s. Die Ergebnisse der WD-Test Auswertungen sind in Tabelle 75 zusammengestellt. Die Formel nach HEITFELD ist bei weniger als 1 LU nicht mehr anwendbar. In drei Fällen liegen die Durchlässigkeiten demnach unter 2,0 * 10-8 m/s. Bewertung der Ergebnisse: Nach der Methode von HOULSBY [53][56] ergibt sich ein mittlerer kf-Wert von rd. 4,95 * 10-7m/s. Bei der Auswertung nach HEITFELD [46][47] errechnet sich ein Mittelwert von 7,35 * 10-7 m/s. Ohne die drei Versuche, die nachweislich im Bereich stärker wasserführender Zonen durchgeführt wurden und daher vergleichsweise hohe Durchlässigkeiten von annähernd 1,0 * 10-6 m/s ergeben, errechnet sich ein kf-Wert, der etwa eine Zehnerpotenz niedriger ist. Aus der Stollenkartierung gemäß [71] geht sehr deutlich hervor, dass vor allem der Bereich der Bohrlöcher MK06 und MK07, in denen der Großteil der WD-Tests durchgeführt wurde, durch lokal überdurchschnittlich zerlegtes Gebirge mit geringen RQD-Werten (siehe Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen) gekennzeichnet ist. Letztere liegen in den meisten Stollenabschnitten zwischen 75 und 90, in dem Bereich, in dem die WD-Tests durchgeführt wurden, ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 232 jedoch nur bei 25-50. Zudem wurden größere Kluftöffnungen (bis 5 mm) angetroffen als in den anderen Stollenabschnitten (bis 0,1mm). Damit kann ein Teil der getesteten Gebirgsbereiche als überdurchschnittlich durchlässig eingestuft werden, was die höheren LU-Werte erklärt. Bei WD-Tests ist zudem zu beachten, dass durch den Verpressdruck die ursprünglichen Gebirgsverhältnisse beeinflusst werden können. Bei hohen Drücken kann es zu einer Aufweitung von Klüften kommen, was lokal zu einer höheren Wasseraufnahme führt. Die Aussagekraft von WD-Tests hinsichtlich der tatsächlichen hydraulischen Gebirgsdurchlässigkeit ist damit herabgesetzt. Vergleicht man die aus den WD-Tests ermittelten kf-Werte mit den nach GOODMAN [39] und den numerischen Modellrechnungen ermittelten kf-Werten aus dem Wasserzufluss der Homogenbereiche des Sondierstollens (siehe Tabelle 77, ca. 7,5 * 10-9 m/s), scheinen die Werte der WD-Tests als Datengrundlage für die Ermittlung der Bergwasserzuflüsse aus den Homogenbereichen nicht repräsentativ bzw. geeignet zu sein. Tabelle 75: Auswertung der WD-Tests im Bereich der Maschinenkaverne des PSW Atdorf Bohrung Teufenbereich [m] MK 06 10 MK 07 5 20 25 30 35 40 MK 10 10 15 20 Teufe [m] Lugeon bei 10/5 bar [l/(min*m)] kf-Wert nach HOULSBY [m/s] kf-Wert nach HEITFELD [m/s] 5,0 - 10,0 0,10/0,05 1,30 * 10-8 <2,00 * 10-8 1,5 - 5,0 13,0 - 18,0 18,0 - 23,0 23,0 - 28,0 28,0 - 33,0 35,0 - 40,0 9,08/4,54 0,70/0,35 3,70/1,85 0,60/0,3 3,80/1,9 5,80/2,9 1,18 * 10-6 9,10 * 10-8 4,81 * 10-7 7,80 * 10-8 4,94 * 10-7 7,54 * 10-7 6,20 * 10-6 <2,00 * 10-8 8,89 * 10-8 <2,00 * 10-8 9,44 * 10-8 2,40 * 10-7 10,0 - 17,0 17,0 - 21,0 21,0 - 25,0 2,20/1,1 3,40/1,7 8,70/4,35** 2,86 * 10-7 4,42 * 10-7 1,13 * 10-6 2,56 * 10-8 7,33 * 10-8 5,68 * 10-7 ** Randbedingungen nach Houlsby nicht eindeutig 7.2.4.3.2 Wasserdurckversuche Haselbachtal (siehe Kapitel 6.5.2) Die WD-Tests im Haselbachtal wurden bereits ausführlich in Kapitel 6.5.2 beschrieben. In Tabelle 76 werden die Mittelwerte der Daten nochmals zusammengefasst. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 233 Tabelle 76: Zusammenfassung der WD-Tests in Sondierbohrungen im Haselbachtal (Mittelwerte) kf-Wert (m/s) Einheit rSWt* rSWg* gnM* Verwitterungszone 4,9 * 10-6 4,7 * 10-6 2,5 *10-6 (5 – 15 m) 1,5 * 10-7 2,1 * 10-7 Tiefere Zone 15 – 70 m *rSWt = Schluffstein, Feinsandstein (Rotliegendes); rSWg = Arkose-Sandsteine, Fanglomerate (Rotliegendes); gnM = Gneise, Anatexit Typ Murgtal (Karbon = Metamorphosealter). 7.2.4.3.3 Pumpversuche Bereich Abhau (siehe Kapitel 6.2.2) Im Bereich des Oberbeckens wurden in den offenen Bohrlöchern der Erkundungsbohrungen Pumpversuche durchgeführt. Die dabei nach COOPER & JACOB [20] mit dem Geradlinienverfahren ermittelten kf-Werte streuen zwischen 3,31 * 10-6 m/s und 4,40 * 10-4 m/s. Bei den Versuchen kann aufgrund der erbohrten Lithologie der Verwitterungs- bzw. Auflockerungshorizont im Bereich des Abhaus in einen oberen und unteren Bereich mit folgenden Durchlässigkeiten gegliedert werden. Stark verwitterter Granit/-grus (Berglesand): Stark bis mäßig klüftiger Fels: 1,40 * 10-4 – 5,30 * 10-4 m/s 3,30 * 10-6 – 3,32 * 10-5 m/s 7.2.4.3.4 Kalibrierung des kf-Wertes am Sondierstollen Mit der Kalibrierung eines Vertikalschnittmodells am Sondierstollen konnte gezeigt werden dass die Durchlässigkeit aus dem Wasserzufluss der Homogenbereiche des Stollens bei ca. 7,5 * 10-9 m/s liegen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 234 Abbildung 49: Auswertung von WD - Tests nach Houlsby [53] ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 235 7.2.4.4 Zusammenstellung der Durchlässigkeitsbeiwerte Gemäß den oben aufgeführten Datengrundlagen sind in Tabelle 77 die Ergebnisse der Berechnungen zu den kf-Werten für die verschiedenen Lithologien zusammengefasst. Daraus werden Mittelwerte abgeleitet, die für die gesamthafte Ermittlung der Bergwasserdrainagen aus den Homogenbereichen verwendet werden. Wie die Bergwasserzuflüsse im Sondierstollen gezeigt haben, variieren die Zuflüsse von absolut trockenen, bis zu tropfenden bzw. nassen Bereichen. Tabelle 77: Zusammenstellung der Gebirgsdurchlässigkeiten (kf-Wert) Lithologie (Formation) Verwitterungszone Berglesand Verwitterungszone Gneise, Granite (diW) Tiefes Kristallin Gneise, Granite (diW) Verwitterungszone Albtalgranit (GAL) Tiefes Kristallin Albtalgranit (GAL) Verwitterungszone Gneise, Anatexite (gnM) Tiefes Kristallin Gneise, Anatexite (gnM) Störungszonen Mächtigkeit [m] kf-Wert Streuung [m/s] Empfehlung bzw. Mittelwert [m/s] ca. 6,0* 1,4 * 10-4 - 5,3 * 10-4 3,3 * 10-4 ca. 25 - 50 3,3 * 10-6 - 4,4 * 10-4 1,0 * 10-5 > 50 -1000 4,9 * 10-9 - 9,2 * 10-9 7,5 * 10-9 ca. 25 - 50 1,0 * 10-5** > 70 - 1000 7,5 * 10-9** bis ca. 25 bis ca. 70 1,0 * 10-6 - 1,0 * 10-5 1,0 * 10-7 - 1,0 * 10-6 > 70 - 500 1 - 100 5,0 * 10-6 1,5 * 10-7; 2,0 * 10-7 1,5 * 10-8 *** 1,0 * 10-5**** * Mittelwert; Maximalwert 33,9 m; ** für entspr. Bereiche des Albtalgranits analog Gneise, Granite (diW), *** abgeleitet aus Lindaustollen für flachere Bereiche; ****angenommener Wert 7.2.5 Dynamik – Grundwasserfließrichtung, -gefälle, -geschwindigkeit Die lokalen Grundwasserfließrichtungen im Bereich des Abhau und des Haselbachtals werden in den Anlagen 6_1 – 6_5, 16 und 21 dargestellt. Die interpretierten Potentiale repräsentieren überwiegend eine Mischung aus Verwitterungszone und Übergangsbereich zum tiefen Kristallin. Wie die Darstellungen zeigen, folgt der Grundwasserabstrom der vorherrschenden Topographie mit entsprechend steilen Gradienten zu den lokalen Vorflutern hin. Daher ergibt sich eine entsprechend differenzierte lokale Verteilung des Drucks in Oberflächennähe. Um dies zu illustrieren, wurde für den hydrogeologischen Wirkraum ein Grundwassergleichenplan erstellt. Bei der Konstruktion des Grundwassergleichenplans wurde in Ermangelung von flächendeckenden Grundwasseraufschlüssen auf die Quellaufschlüsse und Gewässerläufe zurückgegriffen. Bei den Gewässern wird davon ausgegangen, dass es sich um Vorfluter handelt, ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 236 die in den Tälern mit dem Grundwasser in hydraulischem Kontakt stehen. Außerhalb der Täler (Hänge und Kuppen) wird angenommen, dass der Grundwasserflurabstand bei ca. 5 m bis 15 m liegt. Zur Konstruktion dieser Bereiche wurde als topographische Grundlage das digitale Geländemodell verwendet. Aus den oben genannten Anlagen und Abbildung 50 ist ersichtlich, dass das oberflächennahe Grundwasser von den Kuppenlagen zu den Vorflutern hin abströmt. Westlich der oberirdischen Wasserscheide strömt das Grundwasser nach Südwesten ab, wo entlang der Bruchzone von Wehr-Zeiningen eine hydraulisch wirksame Grenze angenommen wird. Im nördlichen Bereich sind als Hauptvorfluter der Altbach, der Schneckenbach und der Mühlgrabenbach als Hauptvorfluter zu nennen. Weiter nach Süden fungieren der Dorf- und Seelbach bzw. der Stammbach, der Goldbach und der Schöpfebach als Vorfluter. Da es sich bei dem Heidenwuhr um ein künstlich angelegtes Gewässer handelt, kann davon ausgegangen werden, dass es nicht als Vorfluter wirkt. In größeren Tiefen innerhalb des unverwitterten Fels können die Potentiale von denen in der Verwitterungszone abweichen, wodurch sich unter Umständen ein abweichendes, im regionalen Maßstab geglättetes Strömungsbild ergeben kann, wie aus Abbildung 3 und Abbildung 70 ersichtlich ist. Die Modellrechnungen der NAGRA [153] zeigen, dass das Grundwasser in dem hier gezeigten großräumigen Maßstab nach Süden zum Rhein hin, und nach Südwesten hin abfließt, bzw. bedingt durch die Vorgaben des Modellaufbaus zu den größeren Vorflutern wie Murg und Alb im Osten abfließt. Das Grundwasser im überdeckten Kristallin im Süden des Projektgebietes bzw. in den basalen Arkose- und Fanglomerat-Schichten des Oberrotliegenden (rSWg) ist vermutlich gespannt. Es wird generell davon ausgegangen, dass zwischen der Verwitterungszone und dem tiefen Kristallin ein hydraulischer Kontakt besteht, und dass die Grundwasserneubildung des tiefen Kristallin durch Zusickerung von Grundwasser aus der Verwitterungszone erfolgt (= Au2u gemäß Abbildung 27). Entsprechend der Topographie und den hohen Durchlässigkeiten können lokal in der Verwitterungszone sehr hohe Gradienten und Abstandsgeschwindigkeiten auftreten. So wurden am Abhau Geschwindigkeiten in den relativ gut durchlässigen Verwitterungsbereichen von 10 – 40 m/Tag errechnet. Im Bereich der relativ flachen Hochflächen zwischen Hornbergbecken I und Hornbergbecken II ist aufgrund des geringeren Gradienten mit deutlich geringeren Geschwindigkeiten zu rechnen. Zur Tiefe hin, mit abnehmender Durchlässigkeit, nimmt der Grundwasserumsatz entsprechend stark ab, was naturgemäß auch zu stark reduzierten Fließgeschwindigkeiten führt. Unter Ansatz der in Tabelle 80 aufgelisteten geohydraulischen Parameter und einer nutzbaren Porosität für das tiefe homogene Kristallin von ca. 1 % errechnen sich Abstandsgeschwindigkeiten von wenigen cm pro Tag. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 237 Abbildung 50: Grundwassergleichenplan hydrogeologischer Wirkraum ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 238 7.2.6 Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächengewässer Im Übergangsbereich Oberflächengewässer zum Grundwasserkörper, finden Interaktionen zwischen diesen beiden Wasserkörpern statt. In den meisten Fällen stehen beide Wasserkörper physisch im direkten (hydraulischen) Kontakt. Dabei kreuzt gewöhnlich der Wasserspiegel beim Übergang von Grundwasser zum Oberflächenwasser die Landoberfläche im Bereich der Uferlinie (siehe Abbildung 51). Abbildung 51: Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächenwasser (aus [27]) Die Wechselwirkungen zwischen dem Grundwasser und dem Oberflächengewässer werden von den hydrologischen und hydrogeologischen Verhältnissen, die im Einzugsgebiet der Oberflächengewässer und im Grundwasserleiter vorherrschen, bestimmt. Die resultierenden Wasserstände und deren Schwankungsverhalten spiegeln summarisch die Variabilität dieser Verhältnisse wieder. Die Austauschprozesse zwischen den beiden Wasserkörpern sind entscheidend vom Gefälle der Grundwasseroberfläche abhängig. Dabei werden drei Hauptfälle unterschieden: 1. Der Grundwasserspiegel liegt oberhalb des Wasserspiegels des Oberflächengewässers, und es besteht direkter hydraulischer Kontakt (Abbildung 52). Hier fungiert das Oberflächengewässer als Vorfluter. Der Grundwasserspiegel ist zum Oberflächengewässer hin geneigt und das Grundwasser strömt dem Fließgewässer zu. Dieser Prozess wird als Exfiltration bzw. Effluenz bezeichnet ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 239 Abbildung 52: Grundwasser-Oberflächenwasser-Interaktion mit Zustrom aus dem Grundwasser (Exfiltration) (aus [27]) 2a. Der Grundwasserspiegel liegt unterhalb des Wasserspiegels des Oberflächengewässers und es besteht direkter hydraulischer Kontakt (Abbildung 53). Hier ist das Gefälle vom Oberflächengewässer zum Grundwasserleiter hin geneigt und das Oberflächenwasser dringt durch die Flusssohle in das Grundwasser ein. Dieser Prozess wird als Uferfiltration bzw. Influenz bezeichnet. Abbildung 53: Grundwasser-Oberflächenwasser-Interaktion mit Zustrom ins Grundwasser (Uferfiltration) (aus [27]) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 240 2b. Das Oberflächengewässer liegt deutlich oberhalb des Grundwasserspiegels und hat keine direkte hydraulische Verbindung (Abbildung 54). Die Sohle des Gewässers ist durchlässig und das Gewässer verliert dadurch Wasser in den Untergrund und führt im Bereich des Grundwasserspiegels zu einer Anreicherung (Seihwasser). Abbildung 54: Vorgang der Seihwasserbildung (aus [27]) 3. Es besteht kein hydraulischer Kontakt zwischen dem Oberflächengewässer und dem Grundwasserkörper. Diese Situation liegt vor, wenn im Bereich und unterhalb des Fließgewässers ein Grundwasserstauer (Trennschicht zwischen Oberflächengewässer und Grundwasserkörper) verläuft und keine hydraulische Verbindung zwischen den Wasserkörpern besteht. Situation im südlichen Hotzenwald In den Quellgebieten und Flussläufen in den Mittelgebirgen dominiert in Bezug auf die Grundwasser-Oberflächenwasser-Interaktion die Exfiltration von Grundwasser [27]. Dies wird für den Bereich des Abhaus und südlich davon von SCHNEIDER [138] beschrieben. Abbildung 29 aus SCHNEIDER [138] zeigt für den Bereich des Hotzenwalds typische Hydrotope (= kleinste hydrologische Raumeinheit, die einheitlich verläuft, und gerichtete Prozesse des Hydrosystems aufweist) und ihre Vernetzung im Bereich von Kopfeinzugsgebieten, die in der Regel topographisch geschlossen sind. Neben markanten oberirdischen Wasserscheiden bündelt ein ausgebildeter Talboden die lateralen, unterirdischen Komponenten und begünstigt die Ausprägung typischer Bachrandbereiche (Uferzonen). In Abbildung 28 ist der Übergangsbereich vom Hang zur Tallage und zur Uferzone des Altbachs als hydrogeologischer Schnitt dargestellt. Der Schnitt zeigt, dass das Grundwasser vom Hang her ins Tal übertritt und am Talrand z.T. in Quellen zu Tage tritt bzw. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 241 in den Altbach exfiltriert. Demnach ist der in Abbildung 28 dargestellte Bereich eine Vernetzung von Quell-, (Hang-) und Uferzonenhydrotop, der zeigt, dass die Bäche im Hotzenwald als Vorfluter fungieren. Dass der Grundwasserspiegel in den Tallagen in der Regel direkt mit dem Oberflächengewässer in Verbindung steht, haben auch die Messungen des Grundwasserspiegels am Abhau beim Bau des Sondierstollens gezeigt. Während der Grundwasserspiegel im Bereich der Hang- und Kuppenlagen deutlich gefallen ist, wurden im Bereich der Tallage des Rohrmooses keine Änderungen des Grundwasserspiegels in den Grundwassermessstellen AOG 9 und AOG 10 (siehe Abbildung 9) festgestellt, die eindeutig auf den Bau des Stollens zurückzuführen waren. 7.2.7 Bergwasserdrainagen – Grundlagen der Berechnung Zur Ermittlung der Bergwasserdrainagen im Bereich der Untertagebauwerke des PSW Atdorf wurden numerische Berechnungen mit Vertikalschnittmodellen und einem Radialmodell durchgeführt. Mit den Vertikalschnittmodellen wurden die Zutrittsraten von Bergwasser in horizontalen und geneigten Untertagebauwerken je 100 m Stollenlänge ermittelt, die als Eingangsgröße in die Berechnung der Bergwasserdrainagen je Untertagebauwerk eingehen. Mit dem Radialmodell wurden die Bergwasserzutritte in die vertikalen Druckschächte berechnet. Beide Modelle werden in Anlage 27 detailliert erläutert. 7.2.7.1 Numerische Modellrechnungen - Vertikalschnittmodelle Bei den gewählten Modellschnitten wurden die Morphologie, die Geologie und die Tiefenlage der Untertagebauwerke entsprechend der vorliegenden Erkenntnisse modelltechnisch nachgebildet. Somit stellt ein Standardschnitt die geologisch/hydrogeologische Situation in einem ausgewählten Bereich entlang eines Untertagebauwerkes mit hinreichender Genauigkeit dar. Da für den Sondierstollen Messungen der Bergwasserdrainagen vorliegen, konnte hier ein Vertikalschnittmodell anhand dieser Datengrundlage kalibriert werden. Die Verwendung der Vertikaschnittmodelle wird daher als beste Methode erachtet, auf Basis der aktuellen Datenlage die erwartenden Bergwasserdrainagen in den geplanten Untertagebauwerken zu prognostizieren. Für eine dreidimensionale Modellierung reichen die derzeit verfügbaren Datengrundlagen nicht aus. Es ist jedoch vorgesehen, baubegleitend ein dreidimensionales numerisches Modell aufzubauen, wenn durch das Auffahren der Untertagebauwerke die erforderlichen Kenntnisse über die geologischen Randbedingungen gewonnen werden. Eine ausführliche Beschreibung der Vertikalschnittmodelle ist in Anlage 27 enthalten. Die wesentlichen Randbedinungen und Ergebnisse sind nachfolgend zusammengefasst: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 242 Die Vertikalschnittmodelle wurden mit der Finite-Elemente-Software “FEFLOW“ der Fa. Wasy mit gesättigten und ungesättigten Zonen berechnet. Bei diesem Modelltyp wird eine vertikale Scheibe mit 1 m Stärke betrachtet. Es sind also die Strömungskomponenten in der Vertikalund einer Horizontalrichtung enthalten. Dieser Typ eignet sich zur Betrachtung längserstreckter Systeme (wie z.B. auch des gegenständlichen Unterwasserstollens). Dabei liefern die Standardschnitte nur dann eine hinreichend genaue Abbildung des Untergrunds, wenn die Strömung senkrecht zur Schnittebene vernachlässigbar klein ist (siehe Anlage 27). Gegenüber 3D Modellen haben 2-dimensionale Vertikalmodelle zudem den großen Vorteil einer möglichen starken Verfeinerung in Vertikalrichtung über die Elementteilung. Die betrachteten Strömungszustände beruhen auf den mittleren Grundwasserneubildungsspenden und sind damit quasistationär. Bereich Sondierstollen (Kalibrierungsschnitt) - Gneisanatexit und Granit bei Tunnelmeter 1,355 km Bereich Unterwasserstollen und Kaverne - Standardschnitt 1 Gneisanatexite bei Tunnelmeter 7,800 km - Modellschnitt 2 Gneisanatexite bei Tunnelmeter 0,250 km - Modellschnitt 3 Albtalgranit bei Tunnelmeter 5,000 km - Modellschnitt 4 Vorwaldstörung bei Tunnelmeter 6,900 km - Modellschnitt 5 Bereich Abhau (Kavernenbereich) Bei den Schnitten wurde der Bereich der ungesättigten Zone innerhalb des Verwitterungshorizontes berücksichtigt. Für den Bauzustand wurden die Stollen bzw. die Kavernen über Festpotentiale am Stollenrand in Höhe der jeweiligen Lage simuliert. Die entsprechenden Einflüsse der Untertagebauwerke ergeben sich dann aus dem Vergleich der Rechenergebnisse mit und ohne Stollen. Für den Betriebszustand des Unterwasserstollens wurden die Festpotentiale am Stollenrand in Höhe 383 m ü. NN gesetzt, was in etwa dem Speicherschwerpunkt im Haselbecken im Betriebszustand entspricht. Gemäß Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken und Antragsteil F.I Hydraulische Berechnungen liegt die minimale Einstauhöhe bei 355 m ü. NN und die maximale Einstauhöhe bei 400 m ü. NN (Revisionsfall). In der Betriebsphase liegt der Speicherschwerpunkt des Haselbeckens bei Kote 383 m ü. NN und damit wenig oberhalb des Wasserstands im regulierten Bergsee von 382,20 m ü. NN. Bei einem Stand von 383 m ü.NN erreicht die Wasserfläche des Haselbeckens gerade den wasserseitigen Fuß des Abschlussdamms II. 7.2.7.1.1 Randbedingungen und Durchlässigkeiten Grundwasserneubildung: Die Grundwasserneubildung erfolgt gleichmäßig am oberen Rand in vertikaler Richtung. Die angesetzten Grundwasserneubildungsspenden werden in den Kapiteln 6.2.10 und 6.4.7 diskutiert und sind in Tabelle 78 zusammengestellt. In den Modellen wird die Grundwasserneubildung über verteilte Einzelzuflüsse berücksichtigt. Wie die Ausführungen weiter unten zeigen hat die Grundwasserneubildung fast keinen Einfluss auf die Bergwasserdrainagen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 243 Festpotentiale: Festpotentiale halten das Strömungspotential auf einem vorgegebenen Niveau fest, und werden meist vom Wasserspiegel angrenzender Oberflächengewässer oder Quellen bestimmt. Auch ein unbeeinflusster Bergwasserspiegel kann ein Festpotential vorgeben. Für möglicherweise beeinflusste Wasserspiegel wurde in einer Sensitivitätsanalyse (siehe Kalibrierungsschnitt Sondierstollen) der Einfluss variabler Wasserspiegel auf das Ergebnis untersucht. Modellabmessungen: Die Modellabmessungen wurden mit ca. 1 km ab Achse Untertagebauwerk (= 2 km Gesamtbreite gewählt (in Standardschnitten wird die Symmetrie ausgenutzt)), wobei vorhandene Oberflächengewässer mitberücksichtigt wurden. Dies ist ausreichend, um Randbedingungen wirklichkeitsnah festlegen zu können, da bei diesen Breiten die Grundwasserneubildungsrate deutlich größer als die Bergwasserdrainage in die Untertagebauwerke ist. Dabei richtet sich die Breite nach dem jeweiligen Zweck des Schnittes und den möglichen Randbedingungen. Sie ist bei jedem Schnitt in Anlage 27 erläutert. Durchlässigkeitsbeiwerte: Die aus den hydrogeologischen Erkundungen resultierenden Durchlässigkeitsbeiwerte für die Verwitterungszonen und die Homogenbereiche des Gebirges sind in den jeweiligen Schnitten angegeben und in Tabelle 78 zusammengefasst: Porosität und Kompressibilität: Für instationäre Strömungen in der ungesättigten Zone ist die Porosität und für instationäre Strömungen in der gesättigten Zone die Kompressibilität des Gebirges von Bedeutung. Für stationäre Strömungen, wie sie hier untersucht werden, sind beide Werte ohne Einfluss. Tabelle 78: Eingangsdaten für die numerischen Modellrechnungen Schnitt Bauwerk Lithologie* kf-Wert Kristallin (vgl. Tabelle 77) [m/s] Max. Über- Grundwasserdeckung neubildungsspende [m] [l/(s*km²)] Quelle Grundwasserneubildung Sondierstollen (Breite = 2000 m) Flucht- u. Zufahrtsstollen GMA / diW 7,5 * 10-9 ca. 600 23 siehe auch Kapitel 6.2.10 Standardschnitt 1 (Breite = 1500 m) UW-Stollen diW/diWG 7,5 * 10-9 691 17,5 siehe auch Kapitel 6.4.7 Modellschnitt 2 (Breite = 1400 m) UW-Stollen gnM 1,5 * 10-8 242 10 ARMBRUSTER 2002 [1] Modellschnitt 3 (Breite = 2400 m) UW-Stollen GAL 7,5 * 10-9 587 15 LGRB [89] s. a. Tabelle 54 Modellschnitt 4 (Breite = 2000 m) UW-Stollen Vorwaldstörung 1,0 * 10-5 559 23 siehe auch Kapitel 6.4.7 Modellschnitt 5 (Breite = 2000 m) Kaverne diW/diWG 7,5 * 10-9 700 25 siehe auch Kapitel 6.2.10 *GMA = Malsburggranit, diW = Gneise der Wiese Wehra-formation; diWG = Granite der Wiese-Wehra-Formation; gnM = Gneise Typ Murgtal; GAL = Albtalgranit ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 244 7.2.7.1.2 Bergwasserdrainagen Homogenbereiche Die berechneten Drainagen zu den Untertagebauwerken sind ein maßgebliches Modellergebnis, da die Bergwasserdrainagen die hydrogeologischen Wirkungen des Vorhabens auf das oberflächennahe Abflussregime bestimmen. Grundwasserspiegelabsenkungen: Der Grundwasserabfluss von der Wasserscheide des Modells zu den Modellrändern verläuft größtenteils in den im Verhältnis zum Gebirge deutlich durchlässigeren Verwitterungszonen. Durch die Abflüsse zu den Untertagebauwerken werden die Abflüsse in der Verwitterungszone geringfügig reduziert, damit ergeben sich in den Modellen rechnerisch geringe Grundwasserspiegelabsenkungen. Die Reduzierung des lateralen Abflusses im Verwitterungshorizont wurde z.B. im Modellschnitt 3 mit ca. 2 - 6 % ermittelt. Jedoch ist das oberflächennahe Abflussregime in der Natur stark räumlich geprägt. Das ist über Vertikalschnittmodelle nur sehr begrenzt darstellbar. Deshalb lassen die Vertikalschnittmodelle keine konkreten Aussagen über Veränderungen des Grundwasserspiegels zu. Sensivitätsuntersuchungen Im Anschluss an die Kalibrierung des Vertikalschnittmodells für den Bereich des Sondierstollens wurden zur Ermittlung der Sensitivität der Modellergebnisse (insbesondere des Abflusses zum Stollen) folgende Parameter variiert. - Durchlässigkeit des Gebirges Durchlässigkeit der Verwitterungszone, Höhe Festpotential links und rechts jeweils 10 m tiefer Grundwasserneubildung Porosität ungesättigte Zone Kompressibilität gesättigte Zone Als Ergebnis der Sensitivitätsuntersuchung kann festgehalten werden, dass wie erwartet die Gebirgsdurchlässigkeit einen sehr großen Einfluss auf die Ermittlung der Bergwasserdrainagen hat. Sonstige Parameter wie z.B. die Durchlässigkeit der Verwitterungszone, die Grundwasserneubildung, die Festpotentialhöhen, die Porosität und die Kompressibilität haben fast keinen bzw. keinen Einfluss. Die Sensitivitätsanalyse zeigt somit die geringe Sensitivität auf fast alle Eingangsparameter. Damit können die Vertikalschnittmodelle als ebene, zweidimensionale Zustände mit entsprechend begründeter Interpretation auf das Gesamtsystem umgelegt werden. Als Beispiel wird in Abbildung 55 der Strömungszustand gemäß Modellschnitt 3 für den Unterwasserstollen im Betriebszustand dargestellt. Die farblich dargestellten Flächen stellen den Potenzialverlauf verursacht durch die Bergwasserdrainage des Unterwasserstollens dar. Die schwarzen Linien zeigen den Verlauf des Drucks (0 entspricht Bergwasserspiegel, Einheit kPa – 1000 kPa = 100 m Wasserdruck) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 245 Abbildung 55: Strömungszustand Modellschnitt 3, UW – Stollen, (siehe Anlage 27) 7.2.7.1.3 Bergwasserdrainagen Störungszonen Zur Begrenzung der Bergwasserzutritte aus Störungszonen sind im Rahmen der Auffahrung der Untertagebauwerke vorauseilende und nachlaufende Injektionen zur Abdichtung geplant (siehe Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau). Um die Bergwasserzutritte aus wasserführenden Störungszonen unter Berücksichtigung der geplanten Abdichtungsinjektionen zu beurteilen, wurde ein weiterer Modellschnitt gerechnet. Dazu wurde die Zone der Vorwaldstörung mit einer relativ hohen Durchlässigkeit von 1,0 * 10-5 m/s zu Grunde gelegt gelegt (vgl. Tabelle 77 und Tabelle 78). In einem ersten Ansatz zur Berechnung der Bergwasserzutritte aus einer bereits durch vorauseilende Injektionen abgedichteten Störung wurde der Bereich des Unterwasserstollens mit einem Injektionsring von 5 m Stärke und einem kf-Wert der Injektion von ca. 2,0 * 10-8 m/s versehen. Der Zufluss zum Stollen errechnete sich demnach zu 8,6 l/(s*100 m). Durch den Injektionsring wird zwar eine deutliche Verminderung der Bergwasserzutritte erreicht, es ergibt sich aber doch eine relativ große Zuflussmenge. In einem weiteren Rechenlauf wurde die Stärke des Injektionsringes auf 10 m erhöht. Der Zufluss zum Stollen reduziert sich dabei auf 5,5 l/(s * 100 m). Die Modellrechnungen zeigen, dass die Höhe des Bergwasserzuflusses in erster Linie von der Durchlässigkeit und der Stärke des Injektionsringes abhängig ist und weniger von der (hohen) Durchlässigkeit der Störungszone (siehe Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau). Spannungsumlagerungseffekt Durch den Umstand, dass der Ausbruch der Untertagebauwerke erst nach Herstellung des Injektionsrings erfolgt, ergibt sich zwangsweise eine Spannungsumlagerung des im Bereich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 246 der Untertagebauwerke ursprünglich vorhandenen Gebirgsdrucks auf den Stollenrand und damit auf den Injektionsring. Durch die Erhöhung der Druckspannungen ergibt sich eine Kompression des Gebirges, und damit eine Verringerung von Hohlräumen und Durchlässigkeit. Über diesen Effekt liegen umfangreiche Erfahrungen vor, sodass im Weiteren ein reduzierter Wert für die Durchlässigkeit des Injektionsringes von 5 * 10-9 m/s eingesetzt wurde. Dies entspricht einem Viertel der ursprünglichen Durchlässigkeit von 2 * 10-8 m/s. Bei dieser reduzierten Durchlässigkeit ergibt sich bei Ringstärke 5 m ein Bergwasserzutritt von 2,2 l/(s*100 m), der für die weiteren Berechnungen zu Grunde gelegt wird. Sollte sich der Spannungsumlagerungseffekt wider Erwarten nicht im berechneten Ausmaß einstellen, stehen andere Möglichkeiten aus der „Werkzeugkiste“ des Abdichtkonzeptes (siehe Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau) zur Verfügung, um die erforderliche Reduzierung der Durchlässigkeit zu erreichen. Als Beispiel kann die Erhöhung der Ringstärke genannt werden (siehe Lastfall 2). Diese Maßnahme ist auch nachträglich durchführbar. 7.2.7.2 Numerische Modellrechnungen - Radialmodell Zur Erhöhung der Prognosesicherheit in Bezug auf die Abschätzung der Zuflussmengen zu den Vertikalschächten wurde ein radialsymmetrisches Strömungsmodell für den Bereich Abhau gerechnet (siehe Anlage 27). Der Effekt, dass sich bei Annäherung an die Hohlräume die durchströmte Fläche nicht nur in der Schnittebene sondern auch senkrecht dazu verringert, ist in den ebenen Vertikalschnittmodellen nicht berücksichtigt. Dieser Effekt kann den Gradientenverlauf des Potentialabbaus und damit den Zufluss zum Stollen wesentlich beeinflussen. Bei den Bauwerken im Bereich Abhau ist eine solche radialsymmetrische Anströmung bei Vertikalelementen (Druckschächte, Lüftungsschächte) und näherungsweise halb-kreisförmig bei den jeweiligen Endbereichen der Maschinen- und Transformatorkaverne gegeben. Zusätzlich zum Effekt der Verringerung der durchströmten Fläche wurde auch die Überlagerung von Kavernen und Schächten simuliert. Nachfolgend werden die maßgeblichen Daten zum Modellaufbau und den Randbedingungen aufgelistet. Modellaufbau: - „Tortenförmiger“ Modellaufbau (Durchmesser 2km), da Modellsektor um Achse rotiert - Oberseite des Modells entspricht der Übergangszone von der Verwitterungszone zum kompakten Gebirge, nachgebildet durch eine Festpotenzialrandbedingung in Höhe des dortigen Grundwasserspiegels - Außenrand mit 1km Abstand zur Rotationsachse mit Modelloberkante bei 905m ü. NN (entsprechend Tieflage des kompakten Gebirges) - Druckschacht im Bereich der Rotationsachse (Durchmesser 6,1 m); unterhalb werden Maschinen- und Tranformatorkaverne über eine oberflächengleiche zylindrische Scheibe mit Durchmesser 140 m und Höhe 50 m eingebaut - Obere Modellrand im Nahbereich der Achse an der Unterseite des abgedichteten HBB II, der bis zu einer Entfernung von im Mittel 350 m zur Achse horizontal verläuft. Von dort ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 247 wird ein linear fallender Verlauf der Oberseite bis zum Punkt 905 m ü. NN am Außenrand definiert Randbedingungen: - maximaler Grundwasserspiegel und damit Festpotentialhöhe am Außenrand des HBB II von 990 m ü. NN - Festpotenzial am Außenrand von 935 m ü. NN (entspricht der dortigen mittleren Geländeoberfläche und somit dem Wasserspiegel in diesem Bereich) - Festpotenzial von 974 m ü. NN im Bereich HBB II für das während der Bauzeit bereichsweise offene Becken (1 m über Absenkziel) - Festpotenzial in Höhe des jeweiligen Bereichs des Bauwerkrandes für das „Öffnen“ der Untertagebauwerke - Durchlässigkeitsbeiwert von 7,5 * 10-9 m/s (Gneis Wiese-Wehra-Komplex, vgl. Tabelle 77) Es wurden der ungestörte Zustand und folgende 3 Lastfälle gerechnet: - Lastfall 1 – Druckschacht offen (Bauzustand) - Lastfall 2 – Kavernen offen (Betriebszustand) - Lastfall 3 – Druckschacht und Kavernen offen (Bauzustand) 7.2.7.3 Zusammenstellung der Modellergebnisse In nachfolgender Tabelle sind die Ergebnisse der Vertikalschnittmodelle zusammengefasst. Es werden die Bergwasserdrainagen für den Bau- und Betriebszustand aufgeführt. Tabelle 79: Ergebnisse der numerischen Modellrechnungen zu Bergwasserdrainagen 1) Faktor Bergwasseranfall Bauzustand [l/s*100m] Bergwasseranfall Betriebszustand [l/s*100m] Flucht- und Zufahrtsstollen 0,601) 0,601) Standardschnitt1 UW-Stollen Nördl. Bereich 0,46 0,40 Modellschnitt 2 Nur UW-Stollen 0,36 0,16 Modellschnitt 2 UW-Stollen Fenster- u. Restentl.-St. 0,28 0,24 0,16 0,07 0,24 0,21 Modellschnitt 3 UW-Stollen 0,44 0,38 Modellschnitt 4 UW-Stollen Vorwaldstörung 2,202) 1,872) Modellschnitt 5 Kaverne 1,26 1,26 Radialmodell Druckschächte 0,213) Schnitt Bauwerk Sondierstollen 1,5 für beide Stollen, modell gemäß Anlage 27 2) Bei Ansatz kf-Wert Injektionsring (5 m) von 5,0 * ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 0,00 10-9 m/s, 3)Mittelwert aus Radial- Seite 248 7.2.7.4 Ansatz nach GOODMAN et al. Zusätzlich zu den durchgeführten Modellrechnungen werden die Bergwasserdrainagen auch mit Hilfe der Formel von GOODMAN et al. in Bereichen mit homogener Gebirgsüberdeckung plausibilisiert. Es konnte bestätigt werden, dass der stationäre Ansatz nach GOODMAN weitgehend den Ergebnissen der Modellrechnungen entspricht und daher hier auch Anwendung finden kann. Da keine flächendeckenden Messstellen für die Bereiche der Untertagebauwerke vorhanden sind, wird angenommen, dass sich der mittlere Bergwasserspiegel in der Verwitterungszone außerhalb der Talauen ca. 15 - 20 m unterhalb der Geländeoberfläche befindet. Bei der Berechnung der Bergwasserdrainagen nach o. g. Formel werden die Bauwerksdimensionen berücksichtigt (Radius). Da jedoch die meisten Stollen kein rundes Ausbauprofil sondern D-Profile aufweisen, wurde der Ersatzradius über die Stollenquerschnittfläche gemäß Formel (8) nach Kapitel 7.2.4.1 ermittelt. 7.2.8 Glieder der Wasserbilanz – Ist-Zustand 7.2.8.1 Niederschlag und Grundwasserneubildung Die Wasserbilanzdaten für einzelne Bereiche des Untersuchungsgebietes wurden bereits in den Kapiteln 6.2.10, 6.4.7 und 6.5.7 diskutiert. SCHNEIDER [153] erläutert, dass die mittlere Jahressumme des Niederschlags im Hotzenwald dem Relief entsprechend mit steigender Meereshöhe nach Norden hin zunimmt. Durch das Vorherrschen der Regen bringenden Westwinde erhalten die im Westen gelegenen Hochtäler und Bergrücken mehr Niederschlag als der Osten des Hotzenwalds. Hohe Jahressummen (im Mittel 1400 - 1900 mm) kennzeichnen den Vorderen Hotzenwald. Zum Hochrhein hin nehmen die Werte auf ca. 1000 mm ab. Ca. 2/3 des Niederschlags kommt zum Abfluss, da die Verdunstung aufgrund der Höhenlage von über 800 m ü. NN eher gering ist. Die Niederschlagsverteilung zeigt in der Regel (infolge der ausgeprägten Luv- und Lee-Effekte) sowohl im Jahresdurchschnitt als auch bei Einzelereignissen eine starke räumliche Heterogenität. Die Hotzenwaldbäche zeichnen sich somit besonders im Niedrigwasserbereich durch vergleichsweise hohe Abflussspenden aus. Hierfür ist insbesondere die hohe Speicherkapazität der Verwitterungsdecke verantwortlich. So werden im Süden im Bereich des Rheintals und der Vorbergzone Neubildungsspenden mit ca. 7 - 10 l/(s*km²) ermittelt. Weiter nach Norden im Bereich des südlichen Hotzenwalds und der Westabdachung des Hotzenwalds zur Wehra hin, werden Werte von 10 l/(s*km²) bis 15 l/(s*km²) (nach Wasser- und Bodenatlas (WaBoA) bereichsweise bis 19 l/(s*km²)) angegeben. Im äußersten Norden des Bilanzraumes im östlichen Bereich des Abhau wurden Werte mit über 25 l/(s*km²) ermittelt. Auch GRIMM [102] bestätigt diese starke Regionalisierung der Höhe der Grundwasserneubildung für die Verwitterungszone. Die Spenden wurden, wo vorhanden, auf der Basis von Messungen überprüft und aus Gutachten zu Wasserschutzgebieten entnommen. In Bereichen, in denen sonst keine lokalen Unterlagen zur Verfügung standen, wurden die Daten des WaBoA verwendet (hauptsächlich Be- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 249 reich Wehratal). Dies gilt hauptsächlich für die Einzugsgebiete Mättlengraben, Moosgraben/Bächgraben und Sitthäslegraben. Die Referenzgebiete sind im Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser aufgeführt und erläutert. Wie in Kapitel 6 schon diskutiert wurde, weichen die Daten des WaBoA vor allem in den Höhenlagen lokal stark von denen auf der Basis von Messungen abgeleiteter Werte ab, was in dem Regionalisierungsverfahren des WaBoA begründet ist, welchem ein stark mesoskaliger Modellierungsmaßstab zugrunde liegt. Wie die Messungen und die Daten aus den Wasserschutzgebietsgutachten des LGRB im Bereich Abhau ergeben, ist der Ansatz in kleinräumigen Kopfeinzugsgebieten mit extremeren klimatischen Bedingungen nicht immer zielführend. Hier ist den Ergebnissen aus lokalen Messungen der Vorzug zu geben. Zudem ist es entscheidend, in welcher Höhe man die Grundwasserneubildungsspende ermittelt. Das hohe, klimatisch gegebene Wasserdargebot N-V (Niederschlag – Verdunstung) auf den Bergen kann dort in Verbindung mit lokalen geologischen Besonderheiten auch zu einer relativ hohen Grundwasserneubildung in der Verwitterungszone führen. Diese lokale hohe Neubildung repräsentiert dann nicht das tiefe Kristallin sondern überwiegend die Verwitterungszone. Je tiefer (morphologisch bzw. klimatisch) man bilanziert, umso mehr tritt der Einfluss der Verwitterungsdecken zurück und die Charakteristika des tiefen Kristallins dominieren. Die relative Neubildungsspende geht zurück. Vor dem Hintergrund dieser durch Relief und Klima bedingten räumlichen Heterogenität wurde versucht, die gesamthafte Grundwasserneubildung im Bilanzgebiet zu ermitteln. Dazu wurden Neubildungsgebiete abgegrenzt und die Flächen der Gebiete mit der jeweiligen Neubildungsspende multipliziert. Auf der Basis der angesetzten Neubildungsspenden konnte die gesamte Grundwasserneubildung in dem ca. 59,5 km2 großen Bilanzgebiet für die Verwitterungszone zu ca. 766 l/s ermittelt werden. Die daraus errechnete mittlere Grundwasserneubildungsspende beträgt ca. 12,9 l/(s*km²). Bezogen auf den mittleren Niedrigwasserabfluss gemäß Regionalisierungsatlas ergibt sich eine Grundwasserneubildungsspende von ca. 9,8 l/(s *km²). Eine Abschätzung der Grundwasserneubildung für das tiefe Kristallin nach DARCY mit einem mittleren kf – Wert von 1,0 * 10-8 m/s für den Homogenbereich des Gebirges und einem Gradient von 1 ergibt einen Wert von ca. 10 l/(s*km²). Die oben berechneten Werte sind in relativ guter Übereinstimmung mit den Angaben in der Literatur, in der als durchschnittliche mittlere Grundwasserneubildungsspende für das tiefe Kristallin im Projektgebiet etwa 10 l/(s*km²) bis 15 l/(s*km²) angegeben werden. Nachfolgend wird die berechnete mittlere Gesamtgrundwasserneubildung dem mittleren Abfluss und dem mittleren Niedrigwasserabfluss gemäß Regionalisierungsatlas innerhalb des Bilanzgebiets gegenübergestellt. Die verwendeten Abflussspenden gehen auf die Referenzgebiete gemäß Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser für die jeweiligen Gewässereinzugsgebiete innerhalb des Bilanzgebiets zurück. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 250 Lfd.Nr. Parameter Wert Bemerkung Verwitterungszone Mittlere Grundwasserneubildung (1) Bilanzgebiet Gesamtgrundwasserneubildung ca. 766 l/s (Fläche 59,5 km²) gemäß Abbildung 56 (Fläche der Polygone * Grundwasserneubildungsspende) Mittlere Grundwasserneubildung (2) Hydrogeologischen Wirkraum ca. 433 l/s Verwitterungszone (Fläche: 31,4 km²) Mittlere Grundwasserneubil(3) dungsspende Verwitterungszone ca. 12,9 l/(s*km²) Bilanzgebiet / Gesamtfläche Bilanzraum) Mittlere Grundwasserneubil(4) dungsspende ca. 10,0 l/(s*km²) Bilanzgebiet (5) Mittlerer Niedrigwasserabfluss (MNQ) Bilanzgebiet ca. 506 l/s (MNQ) Hydrogeologischer Tiefes Kristallin Kap. 7.1.6.1 Mittlerer Niedrigwasserabfluss gemäß MNQ-Spenden des Regionalisierungsatlas auf Basis der Refe- Mittlerer Niedrigwasserabfluss (6) (Mittlere Grundwasserneubildung ca. 283 l/s renzgebiete Wirkraum (7) (8) Mittlerer Abfluss (MQ) Bilanzgebiet Mittlerer Abfluss (MQ) Hydrogeologischer Wirkraum ca. 2.083 l/s ca. 1.136 l/s Mittlerer Abfluss gemäß MQ- Spenden des Regionalisierungsatlas auf Basis der Referenzgebiete 7.2.8.2 Randzuflüsse – Grundwassereinzugsgebiete Aufgrund der gewählten Grenzen des Bilanzgebietes ist mit keinen nennenswerten Randzuflüssen zu rechnen. Gemäß Abbildung 4 wird angenommen, dass an den Grenzen weitgehend randparallele Strömungsbedingungen vorherrschen. Auf Grund der sehr großen räumlichen Ausdehnung des Bilanzgebiets, der hydrogeologischen Systemvorstellung (Verwitterungszone über kristallinen Einheiten) sowie in Ermangelung aussagefähiger Daten wird angenommen, dass die unterirdischen Wasserscheiden weitgehend den oberirdischen entsprechen. Es ist aber möglich, dass das oberirdische Einzugsgebiet vom unterirdischen abweichen kann und dass lokal die Speichergesteine (z.B. Hangschuttdecken oder mächtigere Verwitterungszone) größer ausgeprägt sein können. Im Bereich des Rheintals wurde die Grenze im Südosten parallel zur Grundwasserfließrichtung (Trennstromlinie) im Quartär gelegt. Eine Abschätzung der Menge von aufsteigenden Tiefenwässern in das Quartär des Rheintals wurde im Rahmen der Abgrenzung des Schutzgebietes für die Heilquellen von Bad Säckingen [153] vorgenommen und für den Bereich der Heilquellen auf ca. 5 l/s geschätzt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 251 Abbildung 56: Grundwasserneubildung im Bilanzraum ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 252 7.2.8.3 Grundwasserumsatz in der Verwitterungszone und im tiefen Kristalin Wie schon weiter oben erwähnt und mit den Vertikalschnittmodellen nachgewiesen wurde, findet der Hauptgrundwasserumsatz naturgemäß in der Verwitterungszone bis in wenige 10er Meter Tiefe statt. So wurde im Modellschnitt 2 im südlichen Bereich des Bilanzraumes (siehe Anlage 27, Durchlässigkeit des Kristallins 1,50 * 10-8 m/s) der Grundwasserabfluss im tieferen homogenen Gebirge zu ca. 10 % der Grundwasserneubildung berechnet. Weiter im Norden (Schnitt 3, Durchlässigkeit des Kristallins 7,50 * 10-9 m/s) wurde der Abfluss im tieferen Gebirge nur noch zu ca. 4 % der Grundwasserneubildung ermittelt (siehe Anlage 27, Tabellen 4.1 und 5.1). Zur Veranschaulichung wird nachfolgend der Grundwasserabstrom in einigen Bereichen des tiefen homogenen Kristallin zusätzlich mit folgender Formel nach DARCY abgeschätzt: Q = kf * A *io mit Q = Grundwasserabstrom (m3/s) kf = kf-Wert = Durchlässigkeit (m/s) A = Fläche des Abflussquerschnitts (m2) io = Gradient (Ruhegefälle des Grundwasserspiegels) Als Lage der Abflussquerschnitte wurden drei der in Anlage 27 gerechneten Vertikalschnittmodelle gewählt (Lage der Schnitte siehe Anlage 10.1). Das Grundwassergefälle wurde in Anlehnung an Abbildung 3 und Anlage 21 gewählt. Die verwendeten Parameter und Ergebnisse sind in Tabelle 80 zusammengestellt. Es zeigt sich, dass mit dem Ansatz der Durchlässigkeiten, wie sie bei den Vertikalschnittmodellen verwendet wurden, der Grundwasserumsatz im tieferen homogenen Kristallin im Ruhezustand sehr gering ist und in Übereinstimmung mit den Modellschnitten bei ca. 2 % bis 3 % der Grundwasserneubildung in der Verwitterungszone liegt. Damit liegt der Grundwasserumsatz im tiefen Homogenbereich des Gebirges im Fehlerbereich der Grundwasserbilanz des oberflächennahen Grundwasserleiters (Verwitterungszone). Ein großer Unsicherheitsfaktor bezüglich des Grundwasserumsatzes in der Tiefe sind lokale wasserführende Störungszonen. Wie in Kapitel 3.2.3 erläutert wurde, wird im NAGRA-Modell [153] eine mittlere Durchlässigkeit von 1,00 * 10-7 m/s für das Kristallin bis in 1.000 m Tiefe verwendet. Dieser Wert integriert eine höhere Transmissivität in die Tiefe und berücksichtigt damit auch die höher durchlässigen Störungszonen und die Verwitterungszone, um den Gesamtwasserumsatz im Bereich der Hauptvorfluter zu generieren. Wenn man in Tabelle 80 den Grundwasserabstrom in der Tiefe mit diesem kf-Wert berechnet, ergibt sich ein um den Faktor von ca. 10 höherer Grundwasserabfluss. Diese Abflussraten erscheinen vor den tatsächlich ermittelten Durchlässigkeiten im Homogenbereich als zu hoch. Da die Anzahl, Ausdehnung, Tiefenlage und Wasserführung von Störungszonen nicht hinreichend bekannt sind, stellen diese einen Unsicherheitsfaktor beim tieferen Grundwasserumsatz dar. Die hier berechneten Beträge gelten daher nur für den Homogenbereich des Gebirges. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 253 Tabelle 80: Abschätzung des Grundwasserumsatzes nach DARCY Name Sondierstollen Modellschnitt 2 Modellschnitt 3 Gradient i0 Fläche Gebirge (A) kf-Wert Gebirge GrundwasFläche serabstrom AuflockeGebirge rung (A) [-] [m2] [m/s] 0,034 1.755.000 7,50 * 10-9 0,088 620.000 1,50 * 10-8 0,077 1.939.200 7,50 * 10-9 [l/s] ca. 0,42 ca.0,82 ca.1,05 [m2] 55.000 105.000 88.800 kf-Wert Auflockerung [m/s] 1,00 * 10-5 5,00 * 10-6 1,00 * 10-5 Grundwasserabstrom Auflockerung [l/s] ca.18,7 ca.46,2 ca.68,4 7.2.8.4 Vorhandene Grundwasserentnahmen Zur Ergänzung der Wasserbilanzdaten werden die bekannten vorhandenen Grundwasserentnahmen aufgeführt. Die bekannten Grundwasserentnahmen der öffentlichen Trinkwassersversorgung (Jahresmittel 2010 – 2013, LRA Waldshut) werden nachfolgend nach Gemeinden aufgelistet. Gemeinde Herrischried Rickenbach Menge (l/s) ca. 2,3 ca. 8,5 Wehr ca. 14,7 ca. 14,2 ca. 9,4 ca. 5,1 ca. 54,2 KW Wehr Thermalquellen Bad Säckingen Summe 7.3 Bemerkung Rohrquellen, Igelmoosquelle Quellen am Abhau und Unterwasserstollen Quellen Wehratal Tiefbrunnen Nagelfluh 2 Gemäß Tabelle 2 (gemäß Kapitel 8) Festlegung von Wirkzonen Auf Basis der geologischen Kartierungen, der Erkenntnisse aus dem Sondierstollen und den Ergebnissen aus den Vertikalschnittmodellen werden innerhalb des hydrogeologischen Wirkraums Zonen abgeleitet, innerhalb derer eine Abschätzung der möglichen Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt in der Verwitterungszone durch die Bergwasserdrainagen in den Untertagebauwerken vorgenommen wird. Innerhalb des Wirkraumes ist von fließenden Übergängen des Ausmaßes der möglichen Wirkungen je nach geologischen bzw. hydrogeologischen und morphologischen Verhältnissen auszugehen. Diese Übergänge sind sowohl zwischen den einzelnen Zonen als auch lateral zur Stollentrasse zu erwarten. Entsprechend den Druckverhältnissen werden die Wirkungen mit zunehmender Entfernung von der Stollenachse abnehmen und zur Wirkraumgrenze hin gegen null gehen. Zusätzliche bisher unbekannte Störungen können nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden. Es wird jedoch erwartet, dass mögliche zusätzliche Störungszonen von geringer Ausdehnung sind, und sich innerhalb der Kernzone befinden und daher von untergeordneter Bedeutung in Bezug auf den Bergwasseranfall sind. Es wird zudem davon ausgegangen, dass diese ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 254 effektiver mit dem geplanten Abdichtungskonzept abgedichtet werden können als Großstörungen (siehe Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau). Dieser Aspekt sowie eine Klassifizierung von Störungen wird vertieft in Anlage 29 behandelt. Folgende Wirkzonen werden innerhalb des Wirkraums vorgeschlagen (siehe Anlage 10_2 und Abbildung 65): Zone 1a: Abgedichtete und bekannte Störungszonen mit vermutetem Drainagebereich und Umfeld der Speicherbecken Zone 1b: Infiltrationsbereich der Grundwasseranreicherung am Abhau Zone 2a: Kernzone des Unterwasserstollens mit ca. 1 km Breite und ca. 70 % Abfluss der Vertikalsickerung und Reduzierung des Lateralabflusses um im Mittel ca. 5 % gemäß Modellschnitt 3 Zone 2b: Kernzone des Unterwasserstollens mit ca. 1 km Breite und ca. 70 % Abfluss der Vertikalsickerung und Reduzierung des Lateralabflusses um ca. 17 % gemäß Modellschnitt 1, laterale Zone Oberbecken Zone 3: Stollenferne Bereiche mit jeweils ca. 15 %, also insgesamt ca. 30 % der Vertikalsickerung. Zone 4: Bereich mit Druckwasseranfall aus dem Stauraum des Unterbeckens (Revisionsfall) Zur Festlegung der Wirkzonen im Bereich des Unterwasserstollens wurden die Modellschnitte 1 und 3 verwendet. Zur Begründung der Repräsentativität dieser Modellschnitte werden nachstehend die für die relevanten Schnitte hydrogeologischen Verhältnisse in der Verwitterungszone erläutert. Es ist hervorzuheben, dass die berechneten Lateralabflussminderungen zunächst nur ein Nebenprodukt der stationären Modellrechnungen sind und stark von einigen wesentlichen Faktoren wie Grundwasserneubildung, Topographie, Randbedingungen einschließlich Mitmodellierung von Quellen und Kennwerte der Verwitterungszone (Tiefe, Durchlässigkeit) abhängen. Zweck der Modellierung war die Ermittlung der Zuflüsse zu den Untertagebauwerken. Über die zweidimensionalen Vertikalschnittmodelle wird grundsätzlich nur der Grundwasserdurchfluss in der Schnittebene berechnet. Die verwendeten Ergebnisse sind daher nur als Abschätzung zu verstehen. Modellschnitt 3 (siehe auch Abbildung 55 und Anlage 27) - der Lateralabfluss erfolgt von West nach Ost mit einer Wasserscheide deutlich westlich der Kernzone - die Überdeckung ist größer 500 m - die mittlere Grundwasserneubildungsspende wird mit 15 l/(s*km²) angesetzt - es werden zwei Quellaustritte in lokalen Mulden abgebildet - die maximale Lateralabflussminderung beträgt im Bauzustand ca. 6 %. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 255 Nach Überprüfung der hydrogeologischen Verhältnisse (Morphologie und Gewässersituation) entlang des Unterwasserstollens kann der Modellschnitt 3 im Wesentlichen nur für den Bereich zwischen km 4,4 und 5,9 als repräsentativ eingestuft werden (= Zone 2a). Im Bereich südlich von km 4,4 beginnt im Westen das Einzugsgebiet des Zieggrabens. Damit trifft die hydrogeologische Situation wie für den Schnitt 3 hier nicht mehr zu, da im Bereich der Stollenachse eine Kuppenlage vorherrscht, von der das Wasser in der Verwitterungszone nach Westen und nach Osten abströmt. Im Bereich nördlich km 5,9 beginnt die Zone 1 bzw. das Einflussgebiet der Wolfriststörung. Zwischen Wolfrist- und Vorwaldstörung ist der Schnitt 3 ebenfalls nicht mehr repräsentativ, da auch hier wie oben beschrieben, eine Kuppenlage über der Stollenachse gegeben ist. Modellschnitt 1 (siehe auch Anlage 27) Der Modellschnitt 1 (Standardschnitt mit standardisierter Geometrie) ergibt eine Minderung des Lateralabflusses von ca. 16-18 % im Bereich der Grenze der Kernzone (= 500 m rechts bzw. links der Tunnelachse). Dieses Ausmaß entspricht der in der Zone 2b festgelegten Minderung des Lateralabflusses von ca. 17 %. Die hydrogeologische Situation der Verwitterungszone im Schnitt 1 ist im Wesentlichen gekennzeichnet durch: - Symmetrische Situation mit Wasserscheide über dem Stollen und Lateralabfluss nach links (Westen) und rechts (Osten) = Kuppenlage - die Überdeckung ist größer 500 m - die mittlere Grundwasserneubildungsspende = 17,5 l/s,km² Der Standardschnitt 1 kann daher für den Bereich zwischen Wolfriststörung und Vorwaldstörung (Die Hügel "Bühl" und "Rüttemoosholz" liegen zentral über dem Unterwasserstollen = Kuppenlage) und für den Bereich südlich von km 4,4 bis zur Grenze zu Zone 1a (durch das Tal des Zieggrabens im Westen ist ebenfalls eine Wasserscheide in der Kernzone vorhanden = Kuppenlage) als repräsentativ für die Zone 2b vorgeschlagen werden. 7.4 Grundwasser - Grundlagen der Prognose Um eine quantitative Abschätzung möglicher Wirkungen auf die Grundwasserstände zu ermöglichen, wurde eine Unterteilung in drei verschiedene Aquiferbereiche mit unterschiedlicher Größe und Sensitivität in Bezug auf Schwankungen des Grundwasserstandes (Kuppen, Hangund Tallage) vorgenommen. Diese Abhängigkeit der Grundwasserstands-Schwankungen von Morphologie und Lage konnte ebenfalls im Rahmen der Messungen am Abhau beobachtet und nachgewiesen werden. 7.4.1 Abgrenzung von Kuppen, Hang- und Tallagen Zum weiteren Vorgehen werden die oben genannten Bereiche voneinander abgegrenzt. Naturgemäß ist der Übergang Kuppe zu Hang sowie von Tallage zu Hang überwiegend fließend und nicht scharf abgrenzbar. Die Abgrenzung der Bereiche ist aus Abbildung 57 ersichtlich. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 256 Abbildung 57: Übersicht Kuppen, Hang- und Tallagen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 257 Kuppen und Hanglagen Die Kuppen wurden von den Hanglagen anhand der Geländeneigung voneinander abgegrenzt. Kuppen sind Bereiche, in denen die Hangneigung weniger als 5° („Ebene Flächen“ gemäß Hildebrand et al. [49] beträgt. Hanglagen sind durch Neigungen größer 5° gekennzeichnet. Tallagen Tallagen werden überall dort angenommen, wo Fließgewässer verlaufen. Bei der lateralen Abgrenzung zu den Hanglagen werden folgende Kriterien angewendet: - Quartäre Talfüllung aus den geologischen Karten Grundwasserbeeinflusste Biotoptypen Bodentyp In einem ersten Schritt wurden die Tallagen anhand der quartären Talfüllungen aus der geologischen Karte [93][94][95] abgegrenzt. In Bereichen, in denen grundwasserbeeinflusste Biotoptypen flächenmäßig über die quartären Talfüllungen hinausreichen, wurden die grundwasserbeeinflussten Biotoptypen als Grenze der Tallage angesetzt. Zusätzlich wurde der somit abgegrenzte Bereich mit typischen Bodentypen aus der aktuellen Bodenkarte [103] plausibilisiert. Diese typischen Böden sind Auenböden und Gleye In Bereich, in den die obigen Kriterien nicht greifen, wurde eine Tallagenbreite entlang der Fließgewässer von wenigen Metern angenommen. 7.4.2 Methodik zur Abschätzung der Wirkung auf die Grundwasserstände Kuppen und Hanglagen Im Bereich der Kuppen und Hanglagen wird ein bilanzieller Ansatz zur Abschätzung der Veränderung des Grundwasserspiegels im Gefolge der Bergwasserdrainagen angewendet. Dabei wird für die Bereiche der Kuppen und Hanglagen jeweils eine einheitliche Aquifermächtigkeit angenommen. Die in den jeweiligen Zonen ausgewiesenen anteiligen Tiefensickerung führt zu einer Minderung des Grundwasserabflusses in der Verwitterungszone und damit zu einer prozentualen Verminderung der Aquifermächtigkeit. Diese entspricht damit der Änderung des Grundwasserstandes. Auf der Basis der niedergebrachten Bohrungen im Bereich Abhau und beim Bau des IbachMurg-Stollens wurde die durchschnittliche Verteilung der Mächtigkeit des Grundwasserleiters (gesättigte Zone) empirisch ermittelt und näherungsweise durch Analogieschlüsse auf den hydrogeologischen Wirkraum übertragen. Dabei wurde festgestellt, dass im Bereich von Kuppen mittlere Aquifermächtigkeiten des Grundwasserkörpers von ca. 20 m im Bereich der Verwitterungszone anzutreffen sind. Zu den Hanglagen hin reduziert sich die Mächtigkeit auf ca. 15 m. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 258 Die Abschätzung der Wirkungen auf den Grundwasserspiegel im Bereich der Kuppen und Hanglagen werden in den gemäß Kapitel 7.3 festgelegten Wirkzonen auf der Basis der Ergebnisse der Vertikalschnittmodelle vorgenommen. Bei den Modellschnitten 1 und 3 sowie bei dem Schnitt für die Störungszonen (siehe Anlage 27) werden prozentuale Reduzierungen des Lateralabflusses in der Verwitterungszone im zentralen Bereich des Schnittes angegeben. In den Bereichen, in denen keine repräsentativen Modellschnitte vorliegen, wird die Reduzierung der Aquifermächtigkeit auf der Basis des Verhältnisses der anteiligen Tiefensickerung zur Grundwasserneubildung ermittelt. Tallagen Zur Abschätzung der Wirkungen auf den Grundwasserstand im Bereich der Tallagen, deren Aquifermächtigkeiten zwischen ca. 5 -8 m liegen, wird nicht der bilanzielle Ansatz wie in den Hang- und Kuppenlagen verwendet. Da die hydrogeologische bzw. hydraulische Situation im Bereich der Tallagen sich von den Verhältnissen im Bereich der Hang- und Kuppenlagen grundlegend unterscheidet, wird dort eine differenziertere Methodik angewendet. Diese basiert auf der Wechselwirkung zwischen Grund- und Oberflächengewässer (siehe Kapitel 7.2.6). Bei den Gewässern im südlichen Hotzenwald handelt es sich in der Regel um Vorfluter (siehe SCHNEIDER [138]), die in Wechselwirkung mit dem Grundwasser stehen. Auf Grund dieser hydraulischen Anbindung geht die Veränderung des Wasserstands im Gewässer mit der Veränderung des Grundwasserstandes einher. Die Veränderung des Wasserstands im Gewässer wurde anhand von Dotationsversuche (siehe Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser, Teilschutzgut Oberflächenwasser – Quellen und Fließgewässer einschließlich aquatischer Fauna) ermittelt. Bei Dotationsversuchen werden auf ausgewählten Fließstrecken unterschiedliche Wassermengen abgegeben, um dadurch Informationen über Fließgeschwindigkeit, Wasserstand und benetzte Breite bei verschiedenen Durchflusssituationen zu gewinnen [76]. Als weitere Datengrundlage werden die Bergwasserdrainagen in den Untertagebauwerken herangezogen. Die dadurch bedingte vermehrte Tiefensickerung hat eine Reduzierung des Abflusses in den Einzugsgebieten der Gewässer zur Folge. Diese Reduzierung des Abflusses bedingt wiederum eine Verringerung der Wassertiefe im Fließgewässer. Über die Veränderung der Wassertiefe bzw. des Wasserspiegels eines Gewässers kann somit die Änderung des Grundwasserspiegels im Bereich der Tallagen abgeschätzt werden. 7.5 Oberflächengewässer – Grundlagen der Prognose Fließgewässer Um die Auswirkungen der Bergwasserdrainagen und der Flächenversiegelung auf das Gewässernetz im hydrogeologischen Wirkraum zu ermitteln, wurden die Bergwasserdrainagen an die Oberfläche übertragen. Die Ausweisung an der Oberfläche erfolgte für die Bau- und Betriebsphase in Anlehnung an die oben ausgewiesenen Wirkzonen und der Verteilung der ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 259 anteiligen Tiefensickerung auf Grund der Untertagebauwerke. Anhand dieser Daten wurde die Minderung der Gewässerabflüsse abgeschätzt. Eine detaillierte Beschreibung findet sich im Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser. Quellen Als Basis für die Wirkungsprognose bezüglich der Schüttung der Quellen im Projektgebiet wurde eine Abschätzung der Minderung der Schüttungen für die Bauphase und den Betrieb analog zu dem Vorgehen bei den Gewässern (siehe Abschnitt Fließgewässer) vorgenommen. Dazu wurde zunächst die Lage der Quellen gemäß Quellkataster (siehe Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser) im jeweiligen Teileinzugsgebiet des Gewässers ermittelt. Für dieses Teileinzugsgebiet wurden der relative mittlere Niedrigwasserabfluss und die anteilige Tiefensickerung ermittelt und den jeweiligen Quellen zugeordnet. Dann wurde das Verhältnis des relativen Niedrigwasserabflusses zur anteiligen Tiefensickerung für Bau und Betrieb für das Teileinzugsgebiet ermittelt und auf die Quellen übertragen. Damit kann näherungsweise die prozentuale Minderung der Quellschüttungen für Niedrigwasserverhältnisse abgeschätzt werden, ohne dass für jede einzelne Quelle das Einzugsgebiet und die Minderung der Schüttungen bestimmt werden muss. Für die Quellen der Trinkwasserversorgung wurde analog zu dem Vorgehen bei den Gewässern die errechneten Bergwasserdrainagen für das jeweilige Wasserschutzgebiet für die Bau- und Betriebsphase ermittelt (siehe Tabelle 92). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 260 8 8.1 Wirkungsprognose - Projekt Allgemeines Auf der Basis der vorhandenen Unterlagen (siehe Kapitel 3) sowie der umfangreichen Untersuchungen und Messkampagnen werden Wirkungsszenarien auf der Basis der hydrogeologischen Verhältnisse dargestellt und qualitativ bewertet. Die Bewertung der Wirkungsszenarien erfolgt in Anlehnung an die „Wegleitung zur Umsetzung des Grundwasserschutzes bei Untertagebauten“ des schweizerischen Bundesamts für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL; [16]). Dabei werden die auf den bau- und betriebsbedingten Eingriffen basierenden Wirkungsszenarien unterschieden: A: B: C: Das Bauwerk hat keinen Einfluss auf den Grundwasserhaushalt und folglich auch keinen Einfluss auf grundwasserabhängige Biotope Das Bauwerk beeinflusst das Grundwasser, dies hat aber keine Wirkungen auf grundwasserabhängige Biotope Das Bauwerk beeinflusst Grund- und/oder Oberflächengewässer mit Wirkungen auf die Umwelt. In der hydrogeologischen Beurteilung wird zwischen bau- und betriebsbedingten Wirkungen unterschieden. Die baubedingten Wirkungen umfassen dabei den Zeitraum bis zum Abschluss der Baumaßnahmen. Bei den betriebsbedingten Wirkungen werden alle anlage- und betriebsbedingten Wirkfaktoren ab der Inbetriebnahme des PSW Atdorf. Aufgrund der Eingriffe des Projektes PSW Atdorf kommen die Wirkszenarien A und B nicht vor, sondern es liegt ausschließlich der Fall C vor, für den die weiteren Szenarien C1 – C9 unterschieden werden, die die Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer (Quellen und Fließgewässer) darstellen. C1: C2: C3: C4: C5: C6: C7: C8: C9: Grundwasserneubildung, Grundwasserstand, Wasserführung von Quellen Wasserqualität von Quellen Wasserführung im Fließgewässer Wasserqualität im Fließgewässer Feuchtgebiete Vegetation Terrainbewegung Aquifer-/Speichervolumen Grundwasser-Fließverhalten Die Eintrittswahrscheinlichkeit der (Einzel-) Szenarien C1 – C9 wird qualitativ mit „unmöglich“, „unwahrscheinlich“, „möglich“, „wahrscheinlich“ und „sicher“ umschrieben. Für die einzelnen Wirkungsszenarien C1 – C9 werden jeweils Vermeidungsmaßnahmen aufgelistet mit denen die Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer vermieden oder re- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 261 duziert werden können. Die Bewertung der Eintrittswahrscheinlichkeit nach den oben genannten Kriterien wird sowohl für die Situation ohne als auch für Situation mit der Umsetzung von Vermeidungsmaßnahmen vorgenommen. Die Szenarien C5 und C6 (grundwasserabhängige Feuchtgebiete bzw. Vegetation) werden im vorliegenden hydrogeologischen Gutachten lediglich grob abgeschätzt. Die umweltfachliche Beurteilung erfolgt im Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Tiere, Pflanzen und Biologische Vielfalt 8.2 8.2.1 Vorhabensbereich Oberbecken Beschreibung der Projektbestandteile Das Hornbergbecken II Tabelle 81 listet die Eckdaten des geplanten Hornbergbeckens II gemäß den Ausbauplänen der technischen Planung auf (vgl. Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung). Die maximale Tiefe der Ausbaggerung im Bereich des Beckens wird im Mittel ca. 47 m betragen. Die Ausbaggerungstiefe entlang der Längsachse im Bereich des Drainagesystems des Beckens liegt an der tiefsten Stelle bei 967,5 m ü. NN bzw. 50,5 m unter Gelände. Die maximale Tiefe der Ausbaggerung im Bereich der Einlauftürme zu den Druckschächten liegt bei 962,23 m ü. NN. Die für die potentiellen Auswirkungen des Vorhabens auf das Grundwasser relevante, versiegelte Fläche des Beckens beträgt 33,47 ha (Abbildung 58). Unterhalb des Beckens wird eine Fußdrainage installiert, um durch mögliche Undichtigkeiten entstehendes Sickerwasser des Beckens aufzufangen und ins Triebwassersystem zurückzuführen. Durch diese Fußdrainage, die auf 975 m ü. NN verläuft, wird zeitweise auch Grundwasser ins Triebwassersystem eingeleitet, falls der Grundwasserspiegel über das Niveau dieser Drainage ansteigt (siehe auch Abbildung 55). Tabelle 81: Eckdatentabelle des geplanten Hornbergbeckens II (vgl. Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung) rd. 5.250.000 m3 Kronenhöhe 1.018,20 m ü. NN Vollstau 1.016,20 m ü. NN Absenkziel 975,64 m ü. NN Beckentiefpunkt (Rückhalteraum) 971,00 m ü. NN Tiefster Punkt Drainagesystem 967,50 m ü. NN Versiegelte Fläche innerhalb Dammkrone 33,34 ha Fläche bis Dammfuß 67,85 ha 9.223.500 m3 Beckenaushub (vgl. Antragsteil F.XX Transport- und Massenkonzept) Gesamtstauraum Die luftseitigen Bereiche der aufgeschütteten Dämme werden nicht versiegelt. Die Außenseite des Ringdammes verfügt über ein Drainageprisma, das in ein am Dammfuß gelegenes Sickerwassersystem mündet (siehe Antragsteil B.V Pläne), das in Form einer Rohrrigole zwischen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 262 Ringstraße und Ringdamm verläuft. In der Rohrrigole wird u.a. das anfallende Oberflächenwasser der Dammböschung versickert. Die Einleitung der Wässer in die Rohrrigole geschieht sowohl durch Versickerung über die Grabensohle als auch über Absetzschächte (Einleitung von Stichleitungen aus den Mulden bei den Bermenzufahrten). Eine Beschreibung über die Ausführung der Rohrrigole befindet sich in Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb. Somit wird im Bereich des luftseitigen Dammes der komplette Abfluss (Niederschlag - Verdunstung) dem Grundwasser zugeführt. Übergabestation Die Übergabestation liegt ca. 1 km südwestlich des Speicherbeckens. Die genaue Lage ist in Anlage 3 und in Abbildung 58 dargestellt. Die Übergabestation besteht aus einem Stationsgebäude über dem Stollenportal des Energieableitungsstollens, einer Kabelgalerie, Ableitungsplattformen und einer Zufahrtsstraße (vgl. Pläne im Antragsteil B.V). Die Eckdaten der Übergabestation sind in Tabelle 82 aufgeführt. Demnach beträgt die versiegelte Fläche nach Fertigstellung ca. 0,191 ha. Tabelle 82: Eckdatentabelle der geplanten Übergabestation (vgl. Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung) Länge (m) Breite (m) Resultierende (versiegelte) Fläche 8.2.2 (m 2) Übergabestation Ableitungs- (Kabelgalerie) plattform Zufahrtsstraße rd. 70 52,50 216 6,0 14,0 4,00 420 735 756 Wirkungen Die während der Bau- und Betriebsphase relevanten Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer im Bereich des Abhaus werden nachfolgend beschrieben 8.2.2.1 Entfernung der schützenden Deckschichten – Beckenaushub – Reduzierung des Aquifervolumens Hornbergbecken II Die ersten, für das Schutzgut Grundwasser relevanten Eingriffe sind das Entfernen der Vegetation (Wald) sowie der Abtrag und die Verlagerung des Oberbodens in die Bodenlager, wobei ein Großteil des Oberbodens direkt im Baufeld zwischengelagert wird. Nach der Entfernung des Oberbodens und Freilegung des anstehenden Verwitterungshorizontes des Kristallin erfolgt der eigentliche Aushub des Beckens. Der Aushub erfolgt in mehreren Teilabschnitten (siehe Antragsteil B.VII Durchführung der Maßnahme sowie Antragsteil F.XX Transport- und Massenkonzept). Die Fundamente der Einlauftürme, die über dem Ansatzpunkt der Druckschächte bei 962,23 m ü. NN (Höhe Schachtende oben) liegen, reichen unter die Beckensohle ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 263 hinaus. Dadurch entsteht hier zusätzlicher Aushub im Bereich des Aquifers des Unteren Verwitterungshorizontes. Durch die Abholzung und Abtragung der Oberbodenschicht wird die Schutzwirkung bzw. Filterwirkung an der Oberfläche des Grundwasserkörpers aufgehoben, damit sind Auswirkungen auf die Grund- und Oberflächenwasserqualität während der Bauphase wahrscheinlich (Freisetzung und/oder Abschwemmung von Trübstoffen, mikrobiologische Verunreinigungen). Da die Wasserqualität der angrenzenden Quellen und Gewässer betroffen sein könnte, und diese Feuchtgebiete speisen, ist ein Einfluss auf die Feuchtgebiete und deren Vegetation für die Dauer der Bauphase ebenfalls möglich. In dem nicht mit absoluter Sicherheit auszuschließenden Fall eines Unfalles innerhalb der Baugrube (z.B. Auslaufen von Ölen oder Kraftstoffen) ist ein direkter Eintrag dieser Schadstoffe ins Grundwasser wahrscheinlich. Durch den Aushub im Beckenbereich wird der Grundwasserleiter (Aquifer) im Gipfelbereich des Abhaus dauerhaft reduziert. Durch die Verringerung des Aquifers und die damit einhergehende Absenkung des Grundwasserspiegels kommt es ohne Maßnahmen zum Rückgang der Schüttungen von Quellbächen und Quellen. Zusammen mit der Flächenversiegelung ist mit der Verringerung des Aquifers ein Einfluss auf die Schüttungscharakteristik der Quellen zu erwarten. Durch die Überlagerung der Effekte der Flächenversiegelung und gleichzeitigem Aushub und später auch der Einfluss der Bergwasserdrainage durch die Untertagebauwerke ist eine quantitative Abschätzung der Wirkung der einzelnen Eingriffe auf die Quellschüttungen nicht möglich. Die zukünftige Schüttungscharakteristik würde sich vermutlich ohne Maßnahmen dahingehend ändern, dass der Basisabfluss früher erreicht wird. Übergabestation Im Bereich der Übergabestation über dem Stollenportal des Energieableitungsstollens wird das Baufeld für das Raise-Drill-Bohrverfahren des Schrägschachtes installiert. Hierzu werden die schützenden Deckschichten abgetragen und anschließend eine Baustelle mit Befestigung eingerichtet. Ein Aushub des Aquifers wie beim Hornbergbecken II findet nicht statt. Durch die fehlende Schutzwirkung der Deckschichten kann es demnach zu Trübungen und mikrobiologischen Verunreinigungen in den angrenzenden Quellen und Gewässern kommen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 264 Abbildung 58: Geplantes Speicherbecken im Bereich Abhau ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 265 8.2.2.2 Wasserhaltung Hornbergbecken II Die erforderlichen Wasserhaltungsmaßnahmen im Bereich der Baugrube des Hornbergbeckens II bzw. der zu erwartende Grundwasserzutritt im Bauzustand wird in den Antragsteilen F.XXIII Wasserrechtliche Gestattungen Bemessungen und B.X Wasserrechtliche Gestattungen beschrieben bzw. ermittelt. Demnach fallen in der Baugrube während der Bauphase durchschnittlich ca. 7 l/s - 10 l/s an (siehe Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Das anfallende Grund- und Niederschlagswasser wird in Abfanggräben gefasst, in Rückhalteund Absetzbecken geleitet und als Brauchwasser genutzt. Überschüssiges Brauchwasser wird in Versickerungsbecken gepumpt und somit dem Grundwasser zugeführt. Die Anlage der Abfanggräben zur Sammlung von Niederschlagswasser erfolgt nach der Rodung der Waldflächen, also noch vor der Anlage der Baufelder. Anfallendes Niederschlagswasser wird den Versickerungsbecken vorgeschalteten Absetzbecken zugeführt. Die Versickerungsbecken befinden sich am nördlichen Rand (Versickerungsbecken Nord 1-4) und am südlichen Ende (Versickerungsbecken Süd) des geplanten Hornbergbeckens II (siehe Abbildung 60). ). Bauwasser, das für Spül- und Waschvorgänge verwendet wurde bzw. das baubedingt mit nicht abgebundenem Zement oder frischem Beton in Berührung gekommen ist, wird in Bauwasserbehandlungsanlagen aufbereitet. Die erforderlichen Wasserhaltungsmaßnahmen bewirken eine Absenkung des Grundwasserspiegels. Dieser Eingriff in den Grundwasserhaushalt wirkt sich ohne Maßnahmen Auswirkungen auf die Schüttungen von Quellen und Quellbächen aus. Da die Quellen am Abhau zum Teil grundwasserabhängige Biotope speisen, ist auch hier ein Einfluss möglich. Um diese Auswirkungen zu verhindern, sind umfassende Maßnahmen bereits während der Bauphase geplant (siehe Kapitel 8.2.3). Da vorgesehen ist, überschüssiges Brauchwasser zu versickern und dem Grundwasserleiter zuzuführen, ist im Bereich der Versickerungsbecken sogar eine lokale Erhöhung der Grundwasserneubildung gegeben. Dies führt zu einer temporären Veränderung der Grundwasserfließrichtungen in diesen Bereichen. Übergabestation Im Bereich der Übergabestation sind keine Wasserhaltungsmaßnahmen erforderlich. Anfallendes Niederschlagswasser im Bereich des Baufeldes wird über Absetzbecken gereinigt und als Brauchwasser verwendet. Überschüssiges Niederschlagswasser wird über Versickerungsbecken in das Grundwasser abgeleitet. Bauwasser wird in einer Bauwasserbehandlungsanlage aufbereitet. 8.2.2.3 Dammschüttung aus Ausbruchsmaterial Nach Abtrag des Ober- und Unterbodens und anteilig auch von sehr stark verwittertem Berglesand wird der Stützkörper des Ringdammes aus aufgebrochenem Lockermaterial des Be- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 266 ckenaushubs geschüttet. Durch das Anschütten der Dämme mit gebrochenem Aushubmaterial wird zunächst Feinmaterial freigesetzt (Stäube), und die benetzbare Gesteinsoberfläche wird deutlich vergrößert. Vor Fertigstellung des Dammes bzw. vor der innenseitigen Versiegelung und der außenseitigen Begrünung kann Niederschlagswasser das frische Ausbruchsmaterial durchsickern, und vermehrt vorhandenes Feinmaterial in den Untergrund auswaschen. Um den Einfluss auf die Mineralisierung des versickernden Niederschlagswassers festzustellen, wurden im Rahmen von Langzeit-Eluat-Entwicklungsversuchen zur Untersuchung der Arsengehalte von Ausbruchsmaterial aus dem Sondierstollen auch die Leitfähigkeiten gemessen (siehe Antragsteil E.II Arsengutachten). Bei den vier untersuchten Proben handelt es sich um ungesiebtes Ausbruchmaterial (= kristallines Grundgebirge Granite/Gneise) aus dem Sondierstollen. Es kamen drei verschiedene Versuchsanordnungen zur Anwendung (siehe Abbildung 59): - DEV-S4 Elution in Anlehnung an DIN 38404-S4 und DIN EN 12457-4 Schütteleluat bei WF 2 in Anlehnung an DIN 19528 und DIN EN 12457-1 Ausführlicher Säulenversuch in Anlehnung an DIN 19528 Entwicklung Leitfähigkeit Leitfähigkeit (µS/cm) 2000 1800 DEV S4 Schütteleluat 1600 Säuleneluat 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 Tage Abbildung 59: Eluatentwicklung einer Gesteinsprobe der Wiese-Wehra Formation Für eine genaue Beschreibung der Versuchsabläufe sei auf Antragsteil E.II Arsengutachtenverwiesen. In Abbildung 59 sind die Ergebnisse der Entwicklung der Leitfähigkeit einer repräsentativen Probe dargestellt. Es hat sich gezeigt, dass bei allen 3 Versuchsanordnungen die Leitfähigkeit nach ca. 3 Tagen einen konstanten Basiswert erreicht hat. Auf Grund dieser Ergebnisse sowie der Fließzeiten und der im weiteren Abstrom stattfindenden Verdünnung durch das Grundwasser ist im Bereich von Quellfassungen und Feuchtgebieten keine dauerhafte Veränderung der Mineralisierung zu erwarten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 267 8.2.2.4 Anlage von Bodenlagern Im Bereich Abhau werden zwei Bodenlager (BL 1 – Pfaffenmatt, Alte Deponie und BL 2 Altenschwand) angelegt (Abbildung 58 und Anlage 3). Eine detaillierte Beschreibung befindet sich in Antragsteil B.VIII Deponieplanung. Die maximale Fläche des Bodenlagers 1 beträgt 5,55 ha und die des Bodenlagers 2 3,6 ha. Die Höhen betragen bei beiden Bodenlagern maximal 12 m. Es handelt sich um Bodenlager der Klasse 0. Eine Basis- und Oberflächenabdichtung ist nicht vorgesehen, sodass Niederschlagswasser versickern kann. Während der Baubzw. Schüttungsphase wird anteiliges Oberflächenwasser jeweils in einem Retentionsbodenfilterbecken gesammelt und anschließend den Vorflutern (Schneckenbach bzw. Dorfbach) zugeleitet (siehe hierzu Antragsteil B.VIII Deponieplanung). Während der Bauphase bzw. der Anschüttung kann es zu einem erhöhtem Austrag bzw. Abschwemmung von Feinanteilen kommen. Zur Verhinderung des Austrags dieser Schwebstoffe in die angrenzenden Gewässer werden Retentionsbodenfilterbecken vorgehalten. Das Abflussverhalten der Vorfluter Schneckenbach und Dorfbach bei Hochwässern wird durch eine gezielte Rückhaltung bzw. Drosselung der Abgabe aus den Retentionsbodenfilterbecken nicht signifikant verändert. Nach der Bauphase werden die Bodenlager rekultiviert und es stellen sich bezüglich dem Austrag bzw. Abschwemmung von Feinanteilen sowie dem Abflussverhalten der Vorfluter wieder annähernd die aktuellen Bedingungen ein (siehe hierzu Antragsteil B.VIII Deponieplanung). 8.2.2.5 Versiegelung von Flächen Hornbergbecken II Die Versiegelung von potentiellen Grundwasserneubildungsflächen erfolgt im Innenbereich des Beckens abschnittsweise gemäß dem Baufortschritt. Dabei wird das Wasser im Bereich der bereits versiegelten Flächen in die noch offenen Bereiche geleitet und mit der oben beschriebenen Wasserhaltung abgeführt. Weitere Flächenversiegelung entsteht durch die asphaltierte Straße auf der Dammkrone und während der Bauphase im Bereich der Baustelleneinrichtungsflächen BEHBBIIa und BEHBBIIb (Abbildung 60). Auf eine anteilige Berechnung der Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt während der Bauphase wird verzichtet, da die Versiegelung abschnittsweise erfolgt und durch die Versickerungsbecken die Grundwasserneubildung lokal ausgeglichen wird. Eine dauerhafte Flächenversiegelung im Bereich des Hornbergbeckens II entsteht durch die Dammkrone und die Beckenfläche. Der Beckenbereich wird mittels einer Asphaltbetonschicht abgedichtet. Gemäß Tabelle 81 beträgt die Fläche 33,47 ha (inklusive Dammkrone). Wege im Bereich der Luftseite der Dämme werden als Schotterstraßen angelegt. Bei einer versiegelten Fläche des Beckens von 33,47 ha und einer mittleren Grundwasserneubildungsspende von 25 l/(s*km²) (siehe Kapitel 6.2.10) ergibt sich damit zunächst eine Reduzierung der mittleren Grundwasserneubildungsrate um ca. 8,4 l/s. Das gesamte Bilanzdefizit für die Gewässer beträgt bei einer Niederschlag – Verdunstung – Bilanz von 43,0 l/(s*km²) und einer Fläche von 33,47 ha ca. 14,4 l/s. In Tabelle 83 sind die Daten des Abflusses (Niederschlag – Verdunstung) der Abstromgebiete im Bereich des Abhaus (Abbildung 58) aufgelistet. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 268 Abbildung 60: Darstellung der Entwässerungsmaßnahmen am Beispiel Bauabschnitt II (aus Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 269 Übergabestation Im Bereich der Übergabestation wird insgesamt eine Fläche von rd. 0,19 ha versiegelt. Das anfallende Niederschlagswasser auf den versiegelten Flächen wird angrenzend breitflächig über die belebte Bodenschicht versickert und somit wieder dem Untergrund zugeführt, sodass keine Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt entstehen. 8.2.2.6 Fußdrainage an der Beckensohle Durch die Fußdrainage unterhalb der Beckensohle wird es bei höher steigenden Grundwasserspiegeln zu einer künstlichen Ableitung von Grundwasser kommen. Das Niveau dieser Drainage verläuft auf einer Höhe von etwa 975 m ü. NN. Das anfallende Sickerwasser aus dem Becken und anteiliges Grundwasser wird in der Fußdrainage gesammelt und dem Becken zugeführt. In Anlage 6.4 ist der zu erwartende Grundwasserspiegel dargestellt. Die Grundwasserscheide wird sich von der derzeitigen oberirdischen Wasserscheide auf dem Abhau in Richtung der Beckenränder verlagern und ringförmig, etwa entlang der Dammkrone, verlaufen (Abbildung 62 und Anlage 6.4). Dabei kann sich, je nach jahreszeitlichem Grundwasserstand, unterhalb des Beckens eine Grundwassersenke ausbilden, da das im Bereich des Damms versickernde Wasser auch nach innen zur Beckenachse hin abfließen kann. Somit bewirkt die Anlage des Beckens bzw. die Fußdrainage hier eine lokale Veränderung der Grundwasserfließrichtung. Als Beleg für die im vorhergehenden Abschnitt erwähnte Annahme können die Grundwasserstandsdaten und Sickerwasserraten im Bereich des Hornbergbeckens I herangezogen werden, die als Beispiel für den Planzustand gelten können. Die Beckensohle des Hornbergbeckens I befindet sich bei rd. 1.000 m ü. NN. Die jahreszeitlichen Schwankungen des Wasserspiegels in den vorhandenen Grundwassermessstellen liegen zwischen 4,96 m (B70) und 12,80 m (B73). Die Schwankungen korrelieren mit den Niederschlagsereignissen. Entsprechend den jahreszeitlichen Schwankungen liegen die Wasserspiegel in den Messstellen bei Hochwasserständen im Frühjahr über der Beckensohle (Abbildung 61). Trotz der Flächenversiegelung sind auf Grund von Undichtigkeiten entlang von Baufugen Sickerwasseranfälle möglich. In einer Auswertung der Schluchseewerk AG von 1989 [134] wurden die Sickerwasserzuflüsse (gemessen am Restentleerungsbauwerk), die Beckenwasserstände und die Grundwasserstände der umliegenden Grundwassermessstellen des Hornbergbeckens I ausgewertet. Abbildung 61 zeigt, dass die Sickerwassermengen sowohl mit dem Beckenwasserstand (Füllstand) korrelieren als auch jahreszeitlich bedingt durch den Einfluss von Niederschlagsereignissen bzw. Grundwasserspiegelständen schwanken. Dies ist besonders zum Jahreswechsel deutlich sichtbar, aber auch die übrige Ganglinienausprägung des Sickerwasseranfalls verläuft analog zu den Grundwasserständen. Nach den Sanierungsarbeiten 2008 konnten ab dem Jahr 2009 deutlich geringere Sickerwasserraten gemessen werden. So wird seit 2009 (bis 2011) bei erhöhtem Grundwasserstand und Vollstau eine Wassermenge bis zu 1,5 l/s gemessen, die auch den Anteil aus der Grundwasserdrainage enthält. Die mittlere ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 270 anfallende Sickerwassermenge beträgt ca. 0,5 l/s. Das komplette Wasser aus der Sohldrainage wird ins Becken gepumpt. 8.2.2.7 Wasserschutzgebiete Durch die Anlage des Beckens wird die Saalbrunnenquelle überbaut. Weiterhin werden die Wasserschutzgebietszonen der Rohrquellen, der Atdorfquellen 3.1 und 3.2 und der Abhauquellen sowie der Mühlenweiherquellen beeinträchtigt. Die Mühlenweiherquellen werden weiterhin zur Trinkwasserversorgung genutzt. Da das Einzugsgebiet der Quellen durch die Anlage des Beckens reduziert wird, ist von einer anteiligen Verringerung der Quellschüttung auszugehen. Zusätzlich ist während der Bauphase durch das Entfernen der schützenden Deckschichten mit Trübungen bzw. mikrobiologischen Verunreinigungen zu rechnen (siehe Kapitel 8.2.2.1). Als Konsequenz wurde bereits eine Neuabgrenzung des Wasserschutzgebietes für die Mühlenweiherquellen durch das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (LGRB) durchgeführt [99]. Die Wasserschutzgebiete der Rohrquellen, Atdorf-, Saalbrunnen- und Abhauquellen müssen aufgegeben werden. Im Bereich Abhau Süd befindet sich das Wasserschutzgebiet der Steinbühlquelle. Da das Wasserschutzgebiet und damit das abgegrenzte Einzugsgebiet der Quelle außerhalb des geplanten Beckens liegen, kann man davon ausgehen, dass die Steinbühlquelle vom Bau des Beckens nicht betroffen sein wird. Auf Grund der Lage der Steinbühlquelle im hydrogeologischen Wirkraum ist eine theoretische Minderung der Schüttung auf Grund der Bergwasserdrainage jedoch möglich (siehe hierzu Kapitel 8.2.3.4). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 271 Tabelle 83: Abflüsse (Niederschlag - Verdunstung) für die Teileinzugsgebiete im Bereich des geplanten Oberbeckens Monat* Beckenbereich (l/s) Schneckenbach Dammbereich (l/s) Gesamt (l/s) Beckenbereich (l/s) Dorfbach Dammbereich (l/s) Gesamt (l/s) Beckenbereich (l/s) Altbach Dammbereich (l/s) Gesamt (l/s) Januar 7,3 8,5 15,9 1,6 3,9 5,5 11,2 8,2 19,4 Februar 8,7 10,0 18,7 1,9 4,6 6,5 13,2 9,7 22,8 März 6,5 7,5 14,0 1,4 3,5 4,9 9,9 7,3 17,1 April 3,7 4,3 8,0 0,8 2 2,8 5,6 4,1 9,7 Mai 2,9 3,4 6,3 0,6 1,6 2,2 4,4 3,3 7,7 Juni 1,9 2,2 4,1 0,4 1 1,4 2,9 2,1 5,0 Juli 2,3 2,6 4,9 0,5 1,2 1,7 3,4 2,5 6,0 August 2,6 3,0 5,6 0,6 1,4 2,0 4 2,9 6,9 September 3,5 4,1 7,6 0,8 1,9 2,6 5,3 3,9 9,3 Oktober 5,8 6,7 12,5 1,3 3,1 4,3 8,8 6,5 15,2 November 8,2 9,5 17,7 1,8 4,4 6,2 12,4 9,2 21,6 Dezember 10,2 11,8 22,0 2,2 5,5 7,7 15,5 11,4 26,9 Mittelwert 5,3 6,1 11,4 1,2 2,8 4,0 8,1 5,9 14,0 Mittelwert Sommer2,8 3,3 6,1 0,6 1,5 2,1 4,3 3,1 7,4 halbjahr Datenauswertung und Bereitstellung durch DWD (Station Görwihl-Segeten 1990 - 2010), Monatsmittelwerte Niederschlag – Verdunstung, Mittelwert aus Gras-Referenzverdunstung und realer Verdunstung Nadelwald auf 1.000 m ü. NN (Berücksichtigung Flächenmix im Untersuchungsgebiet) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 272 Abbildung 61: Grundwasserganglinien, Sickerwasserraten und Füllstand am Hornbergbecken I mit Niederschlagsdaten der Wetterstation Görwihl-Segeten ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 273 8.2.3 Maßnahmen Um die Auswirkungen auf die Schutzgüter Grund- und Oberflächengewässer zu minimieren oder gar auszuschließen, werden in Anlehnung an die Wirkungsszenarien die nachfolgenden Maßnahmen vorgeschlagen. 8.2.3.1 Ersatzwasserversorgung und Trinkwasseraufbereitung Als Maßnahme wurde ein umfangreiches Konzept zur Ersatzwasserversorgung entwickelt (vgl. Antragsteil E.IV Ersatzwasserversorgung). Nur die Mühlenweiherquellen 1-3 sollen weiterhin für die Trinkwasserversorgung genutzt werden. Mit Hilfe einer Wasseraufbereitungsanlage, die geeignete Filteranlagen enthält, wird die Trinkwasserversorgung auch während der Bauphase sichergestellt (siehe hierzu auch Antragsteil E.IV Ersatzwasserversorgung). Das Auswirkungsszenario C2 tritt somit nicht ein (vgl. Tabelle 84 und Tabelle 85). Für die Zeit nach der Bauphase wurde bereits vom LGRB eine Neuabgrenzung des Wasserschutzgebiets der Mühlenweiherquellen vorgenommen [99]. Gemäß Abschätzung von GRIMM 2010 [99] sollte nach dem Bau des Oberbeckens für die Mühlenweiherquellen nur noch von einer Niedrigwasserschüttung (NQ) von ca. 1,0 l/s ausgegangen werden. Da eine Grundwasseranreicherung geplant ist, ist es möglich, die durch die Versiegelung und die Bergwasserdrainagen verursachte Minderung anteilig zu reduzieren. 8.2.3.2 Wasseraufbereitung - Versickerungsbecken – Rohrrigolen Die während der Bauphase erforderliche Wasserhaltung kann ohne Maßnahmen zu einer Reduzierung der Quellschüttungen führen. Um dem entgegenzuwirken, werden Versickerungsbecken am Nordende und am Südende des Hornbergbeckens II installiert. Zudem wird bereits bei Baubeginn ein umlaufendes Rohrrigolensystem installiert. Damit kann sämtliches Niederschlagswasser des Dammbereiches dem Grundwasser zugeführt werden. Da die Versickerungsbecken jeweils am Nord- und Südende des Baufeldes angebracht werden, wäre die Maßnahme zwecks der reduzierten Grundwasserneubildung während der Bauphase auf diese Bereiche begrenzt. Um auch in den anderen Bereichen die anteilige Tiefensickerung, die durch die Bergwasserdrainagen verursacht wird, auszugleichen, wird eine Grundwasseranreicherung mittels der oben erwähnten Rohrrigole erfolgen, die rund um das Oberbecken verläuft (siehe hierzu Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb). Mit Hilfe von Retentionsbodenfilter-, Rückhalte- und Absetzbecken und Bauwasserbehandlungsanlagen wird eine ausreichende Wasserqualität des im Baubereich anfallenden Niederschlags vor der anschließenden Versickerung sichergestellt (vgl. Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Eine Beeinträchtigung des Grundwassers kann somit weitgehend vermieden werden. Um Schwebstoffe, die innerhalb der Baustelleneinrichtungen ausgewaschen werden, aus dem anfallenden Niederschlagswasser zu eliminieren, sind Retentionsbodenfilterbecken oder Absetzbecken vorgesehen. Somit wird die Möglichkeit der Trübung von angrenzenden Quellen und Gewässern herabgesetzt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 274 8.2.3.3 Vorhalten von Ölbindemitteln Um ein Versickern von Schadstoffen in den Untergrund im Bereich von Baustraßen und BEFlächen zu verhindern, müssen in ausreichender Nähe geeignete Werkzeuge und Ölbindemittel vorgehalten werden um bereits ausgelaufene Stoffe zu binden, zu bergen (Erdaushub) und zu entsorgen. Darüber hinaus sollten die zu ergreifenden Maßnahmen in einem Notfallplan beschrieben werden (Siehe hierzu auch Kapitel 8.5.3). 8.2.3.4 Grundwasseranreicherung Durch die Wasserhaltung und die anschließende Versiegelung im Bereich des Hornbergbeckens II, sowie durch die zu erwartenden Bergwasserdrainagen im Bereich der Untertagebauten, kann es ohne Vermeidungsmaßnahmen zu einer bau- und betriebsbedingten Minderung im Grundwasserhaushalt kommen. Als Maßnahme ist eine Grundwasseranreicherung mittels einer Rohrrigole um den Ringdamm des Oberbeckens geplant. Die Dimension und Funktionsweise dieser sogenannten Rohrrigole werden im Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb erläutert. 8.2.3.4.1 Berechnung der Versickerungsmengen Die Ermittlung der Versickerungsmengen für die Grundwasseranreicherung wird nachfolgend aufgeführt: Anlage des Beckens (Flächenversiegelung) Der Niederschlag kann im Beckenbereich nicht mehr versickern, sondern fällt dem Betriebswasser des PSW Atdorf zu und fehlt somit der Grundwasserneubildung und dem oberirdischen Abfluss in diesem Bereich. Im luftseitigen Bereich der Dämme gelangt der komplette Abfluss über die Rigolen am Dammfuß zur Versickerung. Gemäß Kapitel 8.2.2.5 beträgt der Verlust für die Gewässer aus der Flächenversiegelung ca. 14,4 l/s. Ersatzwasserversorgung Durch die Installation der Ersatzwasserversorgung kann die Wassermenge, die nicht mehr für die Trinkwasserversorgung genutzt wird, bei den Vermeidungsmaßnahmen ebenfalls berücksichtigt werden, da dieses Wasser wieder dem Naturhaushalt zur Verfügung steht. Damit stünde für den gesamten Bereich Abhau eine Menge von ca. 5 l/s (Rohrquellen 2,33 l/s, Saalbrunnen-, Abhau- und Atdorfquelle: 2,65 l/s) zusätzlich zur Verfügung (siehe Tabelle 43). Bergwasserdrainagen Wie in Kapitel 8.2.3.2 aufgeführt ist, wurde der maximale Bergwasseranfall im Bereich der Kavernen und Schächte am Abhau inklusive 20 % Sicherheitszuschlag zu ca. 24,4 l/s für die Bauphase und zu ca. 14,7 l/s für den Betrieb (inklusive 10 % Sicherheitszuschlag) ermittelt (siehe Tabelle 90). Maximalwerte in den einzelnen Untertagebauwerken fallen jedoch in der Bauphase und des Fortschritts der Arbeiten bzw. der sukzessiven Abdichtung (Panzerung) der Druckschächte nicht gleichzeitig an. Gemäß den Antragsteile B.X Wasserrechtliche Gestattungen bzw. F.XXIII Wasserrechtliche Gestattungen – Bemessung beträgt der maximal ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 275 Bergwasseranfall im Bereich der Schächte und Kavernen ca. 20,6 l/s im 3. Baujahr (inkl. 20 % Risikozuschlag). Wie das Vertikalschnittmodell im Kavernenbereich gezeigt hat, wird der Grundwasserstand in der Verwitterungszone bereits stabil gehalten, indem die Grundwasserneubildung im Bereich der Versiegelung ausgeglichen wird (siehe Anlage 27). Allerdings werden in diesem Modellschnitt die Schächte nicht abgebildet, weshalb die Dotationsmenge zum Ausgleich der Bergwasserdrainagen höher anzusetzen ist. Der tatsächliche Bedarf muss sich an den örtlichen Verhältnissen orientieren und kann jahreszeitlich bedingt schwanken (siehe hierzu auch Kapitel 8.3.2.3). Für die Dimensionierung der Grundwasseranreicherung wird daher nachfolgende Wasserbilanz aufgestellt: - Verlust aus Flächenversiegelung: Verlust durch Bergwasserdrainage: Ersatzwasserversorgung: -14,4 l/s (Niederschlag – Verdunstung) -20,6 l/s + 5,0 l/s Da die freiwerdenden Wassermengen aus den aufgegebenen Quellen nicht eindeutig zu quantifizieren sind, wird sicherheitshalber eine maximale Wassermenge von 35 l/s für die Grundwasseranreicherung vorgeschlagen. 8.2.3.4.2 Versickerung über Rohrrigolen Zur Vermeidung der oben ermittelten Minderungen im Grundwasserhaushalt ist die Installation einer Rohrrigole bereits bei Baubeginn geplant. Gemäß Erläuterung in Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen hat die Rohrrigole eine Sickerleistung von ca. 274 l/s. Um unterschiedliche Bereiche in Abstrom der Rigole mit verschiedenen Wassermengen beschicken zu können, wird die Rohrrigole in mindestens 24 Abschnitte unterteilt, die mit individuellen Wassermengen aus der Ringleitung beschickt werden können. Eine ausführliche Beschreibung der Anlagenkomponenten und der Steuerung der geplanten Grundwasseranreicherung über die Rohrrigole ist im Dotationskonzept (Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb) enthalten. Damit die Eignung des Wassers aus dem Hornbergbecken I zur Infiltration gewährleistet werden kann, muss dieses permanent geprüft bzw. über eine Aufbereitungsanlage geleitet werden. Steuerung der Grundwasseranreicherung Abbildung 62 zeigt einen hydrogeologischen Querschnitt vom geplanten Oberbecken nach Osten über die Rohrquellen in die Talaue des Altbachs. Wie aus Grundwasserstandsmessungen am bestehenden Hornbergbecken I bekannt ist, liegen die Grundwasserstände im Bereich des Beckenrandes auf dem Niveau der Beckensohle und steigen je nach Jahreszeit bzw. klimatischen Verhältnissen auch über dieses an. Abbildung 62 verdeutlicht, dass bei einem Grundwasserstand am Beckenrand, der auf dem Niveau der Beckensohle liegt, der Grundwasserstand im Bereich der Talaue bei mittleren Verhältnissen vermutlich nicht verändert wird. Das lässt die Annahme zu, dass sich die Grundwasserverhältnisse im Planzustand im Bereich der Talaue nicht wesentlich verändern und die im vorigen Kapitel genannten Dotationsmengen nicht in voller Höhe erforderlich sind. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 276 Es wird davon ausgegangen, dass im Winterhalbjahr die Grundwasserstände bedingt durch die klimatischen Verhältnisse ausreichend hoch sind. Natürlich werden auch im Winterhalbjahr der Grundwasserstand und die Quellschüttungen überwacht, um bei allfälligem Erfordernis die Grundwasseranreicherung aktivieren zu können. Die Kontrolle des Grundwasserspiegels soll in einzurichtenden Grundwassermessstellen im Bereich der Talauen und zwischen den Talauen und dem luftseitigen Böschungsfuß des Ringdamms kontrolliert werden. Hier sollen zur Beweissicherung bereits im Vorfeld der Baumaßnahme die Grundwasserstände über 2 Jahre gemessen werden. Der Grundwasserspiegel darf einen über die Beweissicherung im Vorfeld festgelegten Niedrigwasserstand nicht unterschreiten. Dazu muss ein Bemessungswasserspiegel festgelegt werden, ab dem die Dotierung gestartet wird und kontinuierlich bis zu einem jahreszeitlich bedingten Erwartungswert gemäß klimatischen Bedingungen hochgefahren wird. Gemäß Abbildung 63 beträgt die Verzögerung zwischen maximalem Grundwasserstand in GWM AOB 10 und maximaler Quellschüttung ca. einen Monat. Auch nach oben soll der Grundwasserspiegel einen Sollwert (MHQ) nicht überschreiten. Die tatsächlichen Infiltrationsmengen werden über die Grundwasserstände geregelt und kontinuierlich angepasst. Die Erfassung der Daten (Grundwasserstände) erfolgt digital über Datenfernübertragung und Kontrollen vor Ort. Die Steuerung der Dotationsanlage (Pumpe und Mengenbegrenzung) kann automatisch über die programmierten Sollwerte des Grundwasserspiegels oder manuell erfolgen. Die Kontrolle der Wasserqualität erfolgt in der Dotationsanlage (Ringleitung) und im Grundwasser. Weitere detaillierte Angaben zur Steuerung der Dotation werden in der technischen Planung erarbeitet (Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 277 Abbildung 62: Hydrogeologischer Schnitt des Hornbergbeckens II im Bereich Rohrquelle 2 im Planzustand ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 278 Geothermische Auswirkungen der Grundwasseranreicherung Gemäß Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb liegt die Temperatur des infiltrierten Wassers zwischen 5 und 25 °C. Laut Abbildung 18 und Tabelle 24 beträgt die mittlere Grundwassertemperatur bei den Quellen am Abhau ca. 6,7 – 8,4 °C. Es ist daher davon auszugehen, dass im abstromigen Bereich der Rohrrigole eine Temperaturanomalie entsteht, die unter Umständen bis zu Quellaustritten und Vorflutern reichen kann. In Baden-Württemberg werden Temperaturanomalien im Abstrom von kleineren Grundwasserwärmepumpenanlagen (bis ca. 45 KW) gemäß Leitfaden des Umweltministeriums [157] berechnet. Für größere Anlagen werden numerische Modellrechnungen zur Ermittlung der Temperaturanomalie empfohlen. Da im vorliegenden Fall die Grundwasseranreicherung über eine Rohrrigole erfolgt und die Wärmemenge deutlich über der oben genannten Größenordnung liegt, erscheint das dem Leitfaden beigefügte analytische Berechnungswerkzeug hier nicht zielführend. Zur Abschätzung der Reichweite der Temperaturanomalie im abstromigen Bereich der Rohrrigole wurde auf der Basis eines Vertikalschnittmodells eine numerische Berechnung des Wärmetransports auf der Ostseite des Abhaus (Altbachtal) durchgeführt. Die Berechnungen wurden für die maximale Einleitmenge von 35 l/s durchgeführt. Entsprechend der Rigolenlänge ergibt sich für den 1 m breiten Vertikalschnitt eine Infiltrationsmenge von 1,04 m³/Tag. Die Grundwasserneubildung wird ebenfalls berücksichtigt. Für die geohydraulischen Parameter wurden mittlere Aquifermächtigkeiten und mittlere Durchlässigkeiten für die Verwitterungszone im Bereich des Abhaus zu Grunde gelegt. Die instationäre Berechnung wurde für 10 Jahre durchgeführt. Die Ergebnisse der Berechnungen erlauben Abschätzungen über die Reichweite der Temperaturanomalien. Demnach reicht die 1-Grad-Anomalie im abstromigen Bereich der Rohrrigole bis in ca. 150 m Entfernung und die 0,5-Grad-Anomalie bis ca. 200 m Entfernung. Die 0,1-Grad-Anomalie reicht bis fast an den Altbach (ca. 330 m). Da die geohydraulischen Parameter im Bereich des Abhaus stark variieren können, muss davon ausgegangen werden, dass die Reichweite der Temperaturanomalien bereichsweise länger bzw. kürzer ist. Als worst-case Szenario sollte davon ausgegangen werden, dass die Temperaturanomalie < 1 Grad bis zu den nächsten Vorflutern reichen kann, d.h. das auch im westlichen Abstrom zum Schneckenbach hin die Temperaturanomalie bis zum dortigen Vorfluter reicht. Im Norden wird der Einfluss von der dortigen Grundwasserscheide begrenzt. Im südlichen Bereich wird die maximale Reichweite der 0,1-Grad-Anomalie in ca. 330 m angenommen. In Anlage 10.2 ist der Einflussbereich der Grundwasseranreicherung als Zone 1b eingetragen. Für das Grundwasser sind durch die thermischen Veränderungen keine nachteiligen Wirkungen zu erwarten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 279 Abbildung 63: Niederschlag und Abfluss im Bereich Abhau im Vergleich zu den Grundwasserständen und Quellschüttung der Rohrquellen 1-3 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 280 8.2.3.4.3 Verschließung der Rohrquellen Zur zusätzlichen Verbesserung der Grundwassersituation können Sickerstränge der Rohrquellen verschlossen werden. Die drainierende Wirkung der Sickerleitungen wird dadurch aufgehoben, indem man die Abflüsse stoppt. Die Wasserbilanz im Rohrmoos wird dadurch positiv beeinflusst, da das bisher den Gräben und der Trinkwasserversorgung zufließende Wasser zunächst im Untergrund verbleibt. Dadurch steigt der Grundwasserspiegel wieder an, was wiederum zur Unterstützung des Bodenwasserhauhalts beiträgt. Bei den Maßnahmen überlagern sich 4 Eingriffe – Beckenbereich (Versiegelung, Aquiferaushaub, Fußdrainage), Bergwasserdrainage, Grundwasseranreicherung, Verschließen der Quellen – sodass die Messbarkeit der Wirkungen der einzelnen Vermeidungsmaßnahmen erschwert wird. Es wird daher empfohlen, den Verschluss der Rohrquellen nicht gleichzeitig mit der Aufnahme der Grundwasseranreicherung zu realisieren. Die Rohrquellen 1 bis 4 sind jeweils separat gefasst und werden über getrennte Zuleitungen einer gemeinsamen Brunnenstube zugeführt. Die Brunnenstube ist als Kunststofffertigteilschacht realisiert. Die Ableitung PVC DN 125 zum Hochbehälter Tannacker kann abgeschiebert werden, die Zuleitungen der Quellen können bisher nicht verschlossen werden. Die Quellfassungen selbst sind mit gelochten Steinzeugrohren DN 200 hergestellt. Die jeweiligen Sickerstränge sind durch talseitige Querriegel aus Beton und Lehm gegenüber der PVC-Ableitung zur Brunnenstube hin abgedichtet. Die Längen der reinen Sickerstränge liegen zwischen 5,3 m und 24,8 m. Die anschließende Ableitung zur Brunnenstube erfolgt in PVC-Rohren. Mit den derzeit vorhandenen Einrichtungen ist es nicht möglich, die 4 Quellzuläufe zur Brunnenstube zu unterbrechen. Um einen Einstau der Quellzuläufe zu ermöglichen, ist es erforderlich, alle 4 Quellzulaufrohre jeweils mit einer Absperrarmatur zu versehen. Die Absperrarmaturen sind so anzuordnen, dass im Bedarfsfall (Notwasserversorgung) die Quellzuläufe zur Brunnenstube bedienerfreundlich wieder geöffnet werden können. Der Rückstau kann zu diffusen neuen Quellaustritten führen bzw. zu lokalen Vernässungen. Eine permanente Vorhaltung von Vorrichtungen für die Notwasserversorgung ist nicht erforderlich. In einer Notsituation können dann die Quellableitungen wieder geöffnet werden. 8.2.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen Nachfolgend werden die zu erwartenden Wirkungs- und die Maßnahmenszenarien zusammengefasst. Während der Bau- und Betriebsphase des Hornbergbeckens II sind Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt und somit auf die Grundwasserstände, Quellschüttungen und damit auch auf angrenzende Gewässer und grundwasserabhängige Biotope ohne Vermeidungsmaßnahmen nicht auszuschließen. Eine Beeinträchtigung der Wasserqualität der zur Trinkwasserversorgung genutzten Quellen (Trübung und Verunreinigung) während der Bauphase kann mit Filtern und Aufbereitungsan- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 281 lagen verhindert werden. Die Beeinflussung von Gewässern durch Trübungen soll über Absetzanlagen, Bauwasserbehandlung und Retentionsbodenfilter verhindert werden. Nach der Bauphase ist eine Beeinflussung der Wasserqualität nicht mehr gegeben. Durch die Anlage des Oberbeckens und die damit einhergehenden Auswirkungen durch die Flächenversiegelung sowie die Fußdrainage entsteht eine dauerhafte Beeinflussung der Grundwasserfließverhältnisse im Gipfelbereich des Abhaus. Die durch die Anlage des Beckens und die Bergwasserdrainage entstehende Minderung für den Grundwasserhaushalt kann anteilig durch die zusätzliche Versickerung im Bereich der Dämme, durch den Wegfall der Nutzung einiger Quellen für die Trinkwasserversorgung und durch die Grundwasseranreicherung ausgeglichen werden. Die geplante Grundwasseranreicherung im Umfeld des Beckens ist mit einer Versickerungsmenge von ca. 35 l/s geplant. Somit können nachteilige Auswirkungen auf die Quellschüttungen und die Grundwasserstände im abstromigen Bereich des Beckens vermieden werden. Die wichtigsten Maßnahmen zur Vermeidung der bau- und betriebsbedingten nachteiligen Auswirkungen des Oberbeckens auf den Grundwasserhaushalt sind somit: - die Bereithaltung von Filtern und Aufbereitungsanlagen für die Trinkwasserfassung - die Anlage von Absetzbecken, Bauwasserbehandlungsanlage und Retentionsfilterbecken zur Wasseraufbereitung - die Schaffung von Ersatzwasserversorgungen für die aufzugebenden Quellen bzw. für einen Ausgleich im Bereich der Mühlenweiherquellen, - die Stabilisierung der Grundwasserstände und damit der Quellwasser- und Gewässerabflüsse durch die Installation von Rohrrigolen zur Grundwasseranreicherung im Umfeld des Beckens ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 282 Tabelle 84: Wirkungs- und Maßnahmeszenarien im Vorhabensbereich Oberbecken auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase Wirkungsszenario naturnahe Quellen Grundwasserneubildung C1 Grundwasserstand geWasserführung fasste von Quellen Quellen naturnahe Quellen Wasserqualität von C2 Quellen und geGrundwasser fasste Quellen Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen sicher sicher wahrscheinlich wahrscheinlich C3 Wasserführung im Fließgewässer sicher C4 Wasserqualität im Fließgewässer wahrscheinlich C5 Feuchtgebiete wahrscheinlich C6 Vegetation wahrscheinlich unmöglich Terrainbewegungen Aquifer-/ SpeicherC8 volumen C7 C9 GW-Fließverhalten sicher sicher Begründung Vermeidungsmaßnahmen - Wasserhaltung in der Baugrube und Flächenversiegelung im Bereich der Baugrube und Baufelder = Verlust von Grundwasserneubildungsfläche - Bergwasserdrainagen in Stollen, Schächten und Kavernen. Dadurch Rückgang von Quellschüttungen und Quellbächen - Anlage von Versickerungsbecken - Installation einer Rohrrigole zur Versickerung im Bereich der Dämme und zur Grundwasseranreicherung - Vorauseilende und nachlaufende Injektionen von wasserführenden Zonen (vgl. Kapitel 8.3) - Ersatzwasserversorgung - Entfernung der Deckschichten (Schutzwirkung) - Ausschwemmungen im Bereich der Baugrube und der Dämme, dadurch Trübungen, mikrobiologische und hydrochemische Veränderungen - Worst case = Havarie von Baumaschinen mit Ölunfall - Reduzierung der Schüttung von Quellen und Quellbächen, dadurch Reduzierung des Abflusses - Siehe C2 sowie Anlage von Bodenlagern und - Bergwasserableitung in die Wehra, Zementsuspensionen aus Abdichtungen und Betonbauten - Punktuelle Dotation an Fließgewässern - Feuchtgebiete werden randlich durch die betroffenen Quellen und Quellbäche gespeist - Installation einer Trinkwasseraufbereitungsanlage für die Mühlenweiherquellen - Anlage von Rückhalte-, Absetz- und Retentionsbodenfilterbecken und einer Bauwasserbehandlungsanlage - Vorhalten von Ölbindemitteln und Geräten für die Bergung (Erdaushub) von Schadstoffen - Verwendung von biologisch abbaubaren Ölen und Schmierstoffen - Siehe C1 - Punktuelle Dotation an Fließgewässern - Anlage von Rückhalte-, Absetz- und Retentionsbodenfilterbecken und einer Bauwasserbehandlungsanlage - Aufbereitung Dotationswasser Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen möglich möglich unmöglich unmöglich möglich unmöglich - Siehe C1 unwahrscheinlich - Da eine für Feuchtgebiete typische Vegetation vorliegt - Siehe C1 unwahrscheinlich - Keine Setzungen in massivem Fels zu erwarten - keine - Durch Beckenaushub Verringerung des Aquifers Änderung der Schüttungscharakteristik - Versickerungsanlagen. Wasserhaltung und Absenken des Grundwasserspiegels im Beckenbereich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 unmöglich - Siehe C1 sicher - Siehe C1 sicher Seite 283 Tabelle 85: Wirkungs- und Maßnahmeszenarien im Vorhabensbereich Oberbecken auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand Wirkungsszenario Grundwasserneubildung GrundwasserC1 stand Wasserführung von Quellen Wasserqualität von QuelC2 len und Grundwasser Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen naturnahe Quellen möglich gefasste Quellen möglich naturnahe Quellen möglich Begründung Vermeidungsmaßnahmen - Installation einer Rohrrigole (Versickerung - Durch Flächenversiegelung wird die Grundwasserneubildung des gesamten Niederschlags auf den luftim Bereich der Einzugsgebiete von Quellen verringert seitigen Dammflächen und zur kontrollier- Absenkung des Grundwasserspiegels durch die Fußten Grundwasseranreicherung) drainage des Beckens - Bergwasserdrainage - Schließung der Rohrquellen - Ersatzwasserversorgung Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen möglich möglich unmöglich - Da die Dammaußenseiten mit Oberboden abgedeckt sind, wird versickerndes Niederschlagswasser entsprechend gefiltert. Schüttmaterial der Dämme besteht aus Beckenaushub. Versickerung über Rohrrigolen - Siehe C1 möglich - Reduzierung der Schüttung von Quellen und Quellbächen, dadurch Reduzierung des Abflusses (siehe hierzu C1) - siehe C1 - Punktuelle Dotation an Fließgewässern möglich - Die Dammaußenseiten sind mit Oberboden abgedeckt. Versickerndes Niederschlagswasser wird entsprechend gefiltert - Punktuelle Dotationen an Fließgewässern - Aufbereitung Dotationswasser C5 Feuchtgebiete möglich - Feuchtgebiete liegen im Abstrom der Flächenversiegelung - siehe C1 möglich C6 Vegetation möglich - Da eine für Feuchtgebiete typische Vegetation vorliegt - siehe C1 möglich - Keine Setzungen in massivem Fels zu erwarten - keine sicher - Durch Beckenaushub Verringerung des Aquifers Änderung der Schüttungscharakteristik - siehe C1 sicher Sicher - Durch Becken und Fußdrainage verändert sich die Lage der Grundwasserscheide am Abhau und somit auch die Grundwasserfließrichtung - Siehe C1 sicher WasserfühC3 rung im Fließgewässer WasserqualiC4 tät im Fließgewässer Terrainbewegungen Aquifer-/ C8 Speichervolumen C7 C9 GW-Fließverhalten gefasste Quellen möglich unmöglich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 284 unmöglich möglich unmöglich unmöglich 8.3 Vorhabensbereich Untertagebauwerke 8.3.1 Beschreibung der Projektbestandteile Kavernenbereich Der Kavernenbereich besteht aus einer Maschinenkaverne und der Transformatorenkaverne, die durch zahlreiche (kurze) Stollen miteinander in Verbindung stehen. Die Eckdaten der Kavernen sind in Tabelle 86 zusammengestellt. Als ein weiteres Untertagebauwerk sei in diesem Zusammenhang das Wasserschloss erwähnt. Die wesentlichen Bauteile des Wasserschlosses sind der Steigschacht sowie Ober- und Unterkammer. Die Ober- und Unterkammer bestehen aus schleifenförmig angeordneten Stollen, die 90° zueinander versetzt sind (siehe Tabelle 87). Die Lage der Transformatoren- und Maschinenkaverne sowie die Lage des Wasserschlosses sind aus den Anlagen 2 und 3 sowie aus Abbildung 64 ersichtlich. Tabelle 86: Eckdatentabelle der geplanten Kavernen Maschinenkaverne Transformatorenkaverne Länge (m) 220,20 183,20 Breite (m) 27,20 20,50 Höhe (m) 64,10 32,26 Kavernenfirste (m ü. NN) Tiefste Gründung (m ü. NN) 274,10 273,15 210,00 242,25 Tabelle 87: Eckdatentabelle des Wasserschlosses Querschnitt Tiefster Sohlpunkt / Höhe Schachtende unten (m) Höchster Firstpunkt / Höhe Schachtende oben (m) Stollenlänge / Länge Steigschacht (m) Innendurchmesser Steigschacht (m) Stollenbreite innen (m) Stollenhöhe innen (m) Oberkammer Unterkammer Steigschacht D-Profil D-Profil Kreisprofil 423,14 323,13 335,82 437,00 335,82 423,14 2*279 2 * 259 rd. 84,5 - - 13,00 11,00 11,00 - 10,65 10,65 - ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 285 Abbildung 64: Längsschnitt PSW Atdorf (vgl. Antragsteil B.V Pläne) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 286 Schächte Die Lage der zwei Druckschächte ist aus Abbildung 58 bzw. Abbildung 64 ersichtlich. Tabelle 88 listet die Eckdaten gemäß den Ausbauplänen der technischen Planung auf. Für eine genaue Beschreibung der technischen Ausführung der Druckschächte sei auf Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung verwiesen. Der Bauablauf und die einhergehenden Abdichtungsmaßnahmen sind in den Antragsteilen B.VII Durchführung der Maßnahme bzw. F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau detailliert dargestellt. Hiernach wird erst nach erfolgreicher Abdichtung wasserführender Zonen aus einer Richtbohrung heraus der Enddurchmesser in mehreren Schritten erreicht. Sobald der erste Schacht im Enddurchmesser abgeteuft wurde, wird über Teilabschnitte eine wasserdichte Abdichtung installiert, sodass keine Wasserzutritte mehr möglich sind. Der Be- und Entlüftungsschacht zum Wasserschloss sowie der Entrauchungsschacht werden auf ähnliche Weise wie die Druckschächte errichtet. Auf eine druckdichte Stahlpanzerung wird bei diesen Bauwerken verzichtet. Tabelle 88: Eckdatentabelle der geplanten Schachtbauwerke (vgl. Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung) 962,23 252,00 710,23 6,1 Be- und Entlüftungsschacht zum Wasserschloss 969,01 444,00 525,00 4,5 5,0 - - - 4,2 4,3 4,8 - - Druckschächte (zwei) Höhe Schachtende oben (m ü. NN) Höhe Schachtende unten (m ü. NN) Schachthöhe gesamt (m) Ausbruchdurchmesser (m) Innendurchmesser passiv vorgespannte Betonauskleidung (m) Innendurchmesser Spritzbetonauskleidung (m) Innendurchmesser Stahlbetonpanzerung (m) Entrauchungsschacht 970,05 290,47 rd. 680 4,5 Stollen Insgesamt ist der Bau von Stollen mit einer Gesamtlänge von rd. 17 km geplant. Tabelle 90 listet die einzelnen Stollen zusammen mit den Tunnellängen und dem berechneten Bergwasseranfall auf. Aus den Anlagen 2, 3, 10_1 – 10_3 und 13_1 bis 13_2 ist die Lage der jeweiligen Bauwerke ersichtlich. Für eine detaillierte Beschreibung der Stollen wird auf den Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung verwiesen. Nachfolgend werden die wichtigsten Stollen kurz beschrieben. Flucht- und Zufahrtsstollen Im Bereich des Abhaus befindet sich der Flucht- und Zufahrtsstollen (vgl. Tabelle 89). Der Zufahrtsstollen verläuft auf einer Länge von 3.710 m vom Betriebsgelände Wehr zur Transformatorenkaverne unterhalb des Abhaus. Der Fluchtstollen ist bereits als Sondierstollen aufgefahren und wurde nach Beendigung der Arbeiten verplombt. Nach dem Entfernen der Plombe ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 287 soll der Sondierstollen die Funktion eines Fluchtstollens übernehmen. Die Eckdaten des Zufahrts- und des Fluchtstollens sind in Tabelle 89 zusammengefasst. Die Auffahrung der Stollen erfolgt im konventionellen Sprengvortrieb. Tabelle 89: Eckdaten des Flucht- und Zufahrtsstollens Zufahrtsstollen Fluchtstollen D-Profil 3.710 8,85 5,98 D-Profil 2.170* 2,90 3,20 Stollenquerschnitt Länge (m) Breite (m) Höhe (m) * Bestand 2.130 m plus Neubau 40 m = 2.170 m Energieableitungsstollen/–schrägschacht Der Energieableitungsstollen/-schrägschacht dient der Aufnahme der 380-kV Hochspannungskabel von der Transformatorkaverne zur Übergabestation. Der Energieableitungsstollen beginnt bei der Transformatorkaverne und verläuft mit 12 % Steigung in Richtung Süd-West. Die Länge dieses Abschnitts beträgt ca. 735 m bei einer lichten Breite von 3,90 m und einer lichten Höhe von 3,85 m. Der Stollen geht dann in einen 45° geneigten, 700 m langen Schrägschacht über, der einen Kreisquerschnitt mit einem lichten Innendurchmesser von 4,20 m hat. Unterwasserstollen Der Unterwasserstollen stellt die Verbindung zwischen der Maschinenkaverne und dem Unterbecken her und ist somit der längste Stollen des PSW Atdorf. Im Gegensatz zu den Stollen und Kavernen im Bereich des Abhaus ist der Unterwasserstollen im Betriebszustand geflutet. Er verläuft vom Vertikalschacht, der wiederum Teil des UW-Verteilrohrsystems ist (siehe bis zum Dammbalkenschacht. Der Vertikalschacht reicht von 233,20 m ü. NN bis 309,5 m ü. NN (siehe Abbildung 64). Vom Vertikalschacht bis zur Einmündung des Fensterstollens verläuft der Unterwasserstollen mit flachem Gefälle. Das Wasserschloss ist mit 2 Verbindungsschächten an den Unterwasserstollen angeschlossen. Der Streckenverlauf des UW-Verteilrohrsystems vom Hosenrohr Nr. 3 bis zum unterwasserseitigen Verbindungsschacht zum Wasserschloss wird mit einer Stahlpanzerung versehen. Der ungepanzerte Teil des Unterwasserstollens hat folgende Dimensionen (vgl. Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung): Stollenlänge gesamt Hochpunkt (an Drosselschacht Achse) Tiefpunkt (an Einmündung Fensterstollen Sohle) Ausbruchdurchmesser Innendurchmesser Ortbetonauskleidung Innendurchmesser Spritzbetonauskleidung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 rd. 8.140 m 309,94 m ü.NN 298,55 m ü.NN 10,40 m 9,20 m ca. 10,00 m Seite 288 Die Auffahrung des Unterwasserstollens erfolgt von Süden her mit einer Tunnelbohrmaschine bis etwa zum Bereich der Vorwaldstörung. Von Norden her ab dem Bereich des Wasserschlosses und im kavernennahen Bereich erfolgt der Vortrieb bis zur Vorwaldstörung nach Süden mittels Sprengvortrieb. Zur Vorauserkundung des Gebirges wird vor jeder Sprengung eine vorauseilende Sondierbohrung vorgetrieben. Die mit der Sondierbohrung angetroffenen Störungszonen werden vorauseilend, und falls die Bergwasserzutritte es erforderlich machen, zusätzlich nachlaufend mit Injektionen abgedichtet (vgl. Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau). Falls Tunnelverkleidungen (Spritzbeton oder Ortbetonschale) angebracht werden, werden diese mit Drainagebohrungen innerhalb des abgedichteten Gebirgsbereiches versehen, um den Außendruck auf die Verkleidung zu reduzieren. Die hier anfallenden Bergwasserzutritte sind in der Ermittlung der Gesamtsumme enthalten. Im Betriebszustand gibt es für den Unterwasserstollen zwei, für den Innendruck maßgebende Zustände: Turbinenbetrieb (Volllast): Wasserstand im Wasserschloss bei Hmax = 435,00 m ü. NN (höchster Aufschwinger) Speicherschwerpunkt im Haselbecken ZS = 383,00 m ü. NN Pumpbetrieb (Volllast): Wasserstand im Wasserschloss Hmin = 325,00 m ü. NN (tiefster Abschwinger) Absenkziel im Haselbecken ZA = 355,00 m ü. NN. Zur Ermittlung der Bergwasserdrainagen für einen mittleren Betriebszustand wird ein Speicherschwerpunkt von 383,0 m ü. NN zu Grunde gelegt, der auch bei den numerischen Modellrechnungen berücksichtigt wurde (vgl. Anlage 27). Stollen und Schächte im Bereich Unterbecken Folgende Untertagebauwerke sind im Bereich Haselbecken (siehe auch Tabelle 120) geplant: - Restentleerungs- /Befüllstollen Fensterstollen Auslaufbauwerk des Unterwasserstollens / Dammbalkenschacht Detaillierte Beschreibungen zur Ausführung befinden sich im Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 289 8.3.2 Wirkungen Die während der Bau- und Betriebsphase erfolgenden Wirkungen im Bereich der Untertagebauwerke auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer werden nachfolgend beschrieben. 8.3.2.1 Öffnen des Sondierstollens Nach Beendigung der Arbeiten am Sondierstollen wurde dieser mittels einer Betonplombe verschlossen. Im Zuge des Vortriebs des parallel verlaufenden Zufahrtsstollens wird zunächst der Bereich der Störungszone 1 vom Zufahrtsstollen aus abgedichtet, bevor die Plombe entfernt wird. Der Bereich der Störungszone 2 wurde bereits abgedichtet und wird nach Entfernen der Plombe noch nachverdichtet. Ebenso wird mit der bereits teilabgedichteten Störungszone 3 verfahren. Nach dem Entfernen der Plombe wird der Sondierstollen sukzessive leergepumpt. Die zu erwartenden Bergwasserzutritte werden dann deutlich unter den zuletzt gemessenen Wassermengen liegen. Durch den sich einstellenden Druckabfall können die Bergwasserzuflüsse aus den noch nicht ausreichend abgedichteten Störungszonen wieder aktiviert werden, bevor sie final abgedichtet sind. Da eine hydraulische Verbindung zur Oberfläche über die Störungszonen nachgewiesen wurde, ist in dem verbleibenden Zeitraum bis zur endgültigen Abdichtung mit eventuellen Drainagewirkungen über Tage zu rechnen. Zur Veranschaulichung möglicher Auswirkungen werden nachfolgend die Ergebnisse der Auswertungen der Quellschüttungs- und Grundwasserstandsmessungen am Abhau bzw. im Bereich des Sondierstollens sowie die Messungen im Sondierstollen (Bergwasseranfall, Anstieg Bergwasserdruck nach Verschließung des Sondierstollens) noch einmal zusammengefasst (siehe hierzu auch Kapitel 6.2.3, 6.2.6 und 6.3.1.4). Außer bei der Steinbühlquelle, deren Einzugsgebiet weiter südlich vom Abhau liegt, und der Atdorfquelle 3.2 war in allen Quellen im Bereich des Abhau eine direkte bzw. indirekte Reaktion auf die Bergwasserdrainagen in den Störungszonen zu sehen. Dadurch, dass der maximale Abfluss parallel mit dem trockenen Frühjahr 2011 einherging und eine Pufferung durch Niederschläge wie in der nassen Jahreszeit gefehlt hat, ist die Auswirkung an der Oberfläche entsprechend deutlicher ausgefallen als in der nassen Jahreszeit. Auch am Beispiel der Trockenwetterfalllinien (siehe Kapitel 6.3.2.3) und der NQ-Werte (siehe Kapitel 6.3.2.4) konnte dies nachvollzogen werden. Die NQ-Werte der Quellen am Abhau (außer der Steinbühlquelle) waren im Vergleich zu anderen Quellen im Bereich östlich des Abhau und südlich davon im Zeitraum 2009 – 2011 deutlich niedrigerer als im Vergleich zu den vorigen Zeiträumen. Der Vergleich der Trockenwetterfalllinien (TWL) vor und nach dem Bau belegt, dass die Linien nach dem Bau deutlich steiler abfallen, was als Hinweis dafür zu deuten ist, dass die Quellen (außer Steinbühl- und Atdorfquelle 3.2) aufgrund der Bergwasserdrainagen in den Störungszonen rascher leergelaufen sind. Entsprechend starke Reaktionen waren in den Quellen im Bereich des Mühlegrabenbachtals nicht festzustellen, wie die Auswertung der Trockenwetterfalllinien hier ergab (siehe Tabelle 49). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 290 Der oben beschriebene Einfluss der Bergwasserdrainagen in den Störungszonen war auch in den Grundwasserständen nachvollziehbar. In einigen Grundwassermessstellen im Gipfelbereich des Abhau hat der Wasserspiegel einen Gang gezeigt, der deutlich vom üblichen Verlauf der Vorjahre abgewichen ist. Am Ende der Trockenphase 2011 wurde hier ein Grundwasserstand erreicht, der nahezu 10 m tiefer lag als der Tiefststand der Jahre 2009 und 2010. Auch das Verschließen des Stollens war im Gang des Grundwasserspiegels deutlich sichtbar (GWM AOB 12). Der Grundwasserstand ist im Gipfelbereich parallel zum Druckanstieg im Stollen seit Ende Juli 2011 wieder kontinuierlich angestiegen, während der Wasserspiegel in allen anderen Grundwassermessstellen nach dem Niederschlagsereignis Ende Juli weiterhin abgefallen ist. Gleichwohl waren die relativ niedrigen Grundwasserstände im Jahr 2011 auch auf die extreme Trockenwetterphase im ersten Halbjahr 2011 zurückzuführen, sodass eine Überlagerung der Effekte vorhanden war. Der Gang des Grundwasserspiegels in den Messstellen am Hornbergbecken I gemäß Abbildung 61 zeigt allerdings, dass der Grundwasserspiegel am Ende der Trockenwetterphase im Frühjahr 2011 nur geringfügig unter den Tiefständen vom Herbst 2009 liegt. Dies lässt den Schluss zu, dass das Absinken der Grundwasserstände im Frühjahr 2011 am Abhau überwiegend auf die Bergwasserdrainage des Sondierstollens zurück zu führen war. Das lässt darauf schließen, dass die Auswirkungen der Bergwasserdrainage auf die Grundwasserstände den Bereich des Hornbergbecken I nicht erreicht haben. Aufgrund der eingangs beschriebenen Maßnahmen ist nicht mit vergleichbaren Reaktionen der Quellen zu rechnen wie beim Auffahren des Sondierstollens. Nach den vorauseilenden Abdichtungsarbeiten an der Störungszone 1 wird das Öffnen und weitere Abdichten des Stollens vermutlich ca. 3 - 4 Monate dauern. Auf Grund der Speicherkapazität des ca. 600 m mächtigen Kluftgrundwasserleiters ist eine unmittelbare Reaktion auf den oberflächennahen Grundwasserhaushalt nicht zu erwarten. Wie beim Bau des Stollens festgestellt werden konnte, treten erste Reaktionen an Quellen erst nach einigen Wochen auf. Zudem ist durch die vorausgehenden Abdichtungen und die dann bereits installierte Grundwasseranreicherung eine Vermeidung von nachteiligen Wirkungen gegeben. Für die Wirkungen über Tage ist zudem zu beachten, dass das Öffnen des Sondierstollens eine der ersten Baumaßnahmen darstellt. Zu diesem Zeitpunkt sind die zusätzlich geplanten Untertagebauwerke im Bereich Abhau noch nicht installiert. Die beim Öffnen des Sondierstollens in diesem Bereich kurzzeitig anfallenden erhöhten Bergwasserzutritte sind in den berechneten Bergwasserdrainagen für den Bereich Abhau und Mühlegrabenbachtal enthalten. Das Öffnen des Sondierstollens bzw. die damit einhergehenden Bergwasserdrainagen stellen somit kein Szenario dar, das in den Betrachtungen zu den Umweltwirkungen über Tage nicht schon enthalten ist. 8.3.2.2 Bergwasserdrainagen Im Folgenden wird eine Zusammenfassung der Ermittlung der Bergwasserdrainagen in den Untertagebauwerken gegeben, und die Ergebnisse, d. h. die prognostizierten Bergwasserdrainagen der einzelnen Bauwerke, werden in Tabelle 90 aufgelistet. In der Bauphase wird ein ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 291 Sicherheitszuschlag von 20 % berücksichtigt, in der Betriebsphase eine Sicherheitszuschlag von 10 %. Allgemeines Die Bergwasserdrainagen eines Untertagebauwerks (Stollen oder Schacht) setzen sich zusammen aus diffusen Bergwasserdrainagen in den Homogenbereichen mit relativ niedrigen Durchlässigkeiten und konzentriertem, oft mit erhöhtem Druck zufließendem Bergwasser im Bereich von Störungszonen. Da Störungszonen bereits mit Hilfe von vorauseilenden Injektionsmaßnahmen abgedichtet werden, ist auch in diesen Zonen mit einem stark reduzierten Bergwasseranfall zu rechnen (siehe Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau sowie Kapitel 8.3.3.1). Durch die Auffahrung des Sondierstollens sowie den durchgeführten Kartierungen (siehe Anlage 4 und 10_1 sowie [71]) ist die Lage der Störungen im Bereich des Abhau weitgehend bekannt. Ob es vor allem im Bereich des Unterwasserstollens noch weitere wasserführende Strukturen gibt ist nicht bekannt und kann daher nicht ausgeschlossen werden. Deshalb wird gemäß technischer Planung bei sämtlichen Untertagebauwerken durch vorauseilende Bohrungen das Gebirge erkundet und bei Bedarf abgedichtet. Modellrechnungen für Homogenbereiche und Störungszonen Die zur Ermittlung der Bergwasserdrainagen durchgeführten Modellrechnungen sind in Kapitel 7.2.7.1 bereits zusammenfassend erläutert worden. Der ausführliche Bericht hierfür ist in Anlage 27 enthalten. Die über die Modellrechnungen ermittelten Bergwasserdrainagen gemäß Tabelle 79 sind demnach als repräsentative Werte für die Homogenbereiche des Gebirges zu sehen. Sie liegen im Bauzustand in einem Bereich von 0,16-0,60 l/(s*100 m). Für den Bereich von abgedichteten Störungszonen wurde ein Bergwasserzufluss von ca. 2,2 l/(s*100 m) ermittelt. Bergwasserdrainagen im Kavernenbereich Im zentralen Stollen- und Kavernenbereich unter dem Oberbecken sind nur die Störungszonen 3 und 16 bekannt. Neben der Wasserführung der Störungszone 3 ist die Störung 16 vermutlich von untergeordneter Bedeutung, da hier beim Bau des Sondierstollens keine Wasserführung festgestellt werden konnte. Die Störung wurde als ca. 1 m breite Zone mit einem 0,2 m mächtigen Belag von gleitfähigen Störungsletten kartiert. Eine Abschätzung der Bergwasserdrainagen aus den Homogenbereichen auf der Grundlage der Summe der jeweiligen Bauwerkslängen ist hier nicht zielführend, da die Bauwerke sehr dicht beieinander liegen und sich zum Teil vertikal überlagern. Um dennoch den Bergwasseranfall zuverlässig ermitteln zu können, wurde hier ebenfalls ein repräsentativer Modellschnitt gerechnet, der einen mittleren Wasserzufluss von ca. 1, 26 l/(s*100 m) ergab. Zur Ermittlung des Bergewasseranfalls des gesamten Kavernenbereichs wurde eine Erstreckung von ca. 700 m senkrecht zum Modellschnitt zugrunde gelegt. Ohne Sicherheitszuschlag wurde somit ein Zufluss aus den Homogenbereichen des Gebirges von ca. 8,8 l/s berechnet. Inklusive Störungszonen werden ca. 11,3 l/s angesetzt (siehe Tabelle 90). Der im Kavernenbereich anteilige Bergwasserzufluss zum Unterwasser-, Zufahrts- und Fluchtstollen sowie zum Energieableitungstollen ist im Modellschnitt des Kavernenbereiches bereits integriert. Daher werden die ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 292 Bergwasserdrainagen dieser Stollen nur bis zum Beginn des Kavernenbereichs berechnet. Die Druckschächte werden separat berechnet. Bergwasserdrainagen in den Stollen Flucht- und Zufahrtsstollen Die im zukünftigen Fluchtstollen (Sondierstollen) festgestellten Bergwasserzutritte wurden bereits in Kapitel 6.3.1 aufgeführt. Das geplante Vorgehen beim Öffnen des Stollens wurde im vorhergehenden Kapitel erläutert. Die diffusen Bergwasserzutritte in den Homogenbereichen des Gebirges wurden mit ca. 0,40 l/(s*100 m) gemessen. Der Restwasserzutritt aus den abgedichteten Störungszonen wird mit ca. 2,2 l/(s*100 m) erwartet. Entsprechend den im Stollen durchfahrenen Längen der Störungszonen wurde dieser Wert für den Bereich der abgedichteten Störungszonen in Tabelle 90 angesetzt. Dadurch, dass der Zufahrtsstollen und der Fluchtstollen relativ dicht beieinander liegen, überlagern sich die Auswirkungen der Bergwasserdrainage. Wie mit den Modellrechnungen nachgewiesen werden konnte, ist davon auszugehen, dass maximal die ca. 1,5 fache Bergwassermenge eines Stollens für beide Stollen zu erwarten ist (0,6 l/(s*100m)). Beim westlich gelegenen Zufahrtsstollen bis zum Beginn des Fluchtstollens wird auf Grund der hier deutlich geringeren Überdeckung nur eine Bergwassermenge von 0,3 l/(s*100m) angenommen. Energieableitungstollen Für den Bereich des Energieableitungstollens ist von einer vergleichbaren Situation wie beim Sondierstollen auszugehen. Auch hier werden vermutlich die aus dem Sondierstollen bekannten Störungszonen 1, 2 und 3 durchfahren. Zusätzlich ist im westlichen Bereich die Kreuzung der Vorwaldstörung wahrscheinlich, aus der ein Wasseranfall im nicht abgedichteten Zustand in der Größenordnung von ca. 30 l/s möglich ist. Durch die Abdichtung kann der Wasseranfall aus den Störungszonen auf 2,5 l/s reduziert werden (siehe Tabelle 90). Fensterstollen und Restentleerungs- /Befüllstollen Im Verlauf der Stollen sind auf Grund der Bruchzone von Wehr-Zeiningen vermehrt Störungen zu erwarten. Ob diese Störungszonen wasserführend sind, ist nicht bekannt, jedoch auf Grund der Erfahrungen im Sondierstollen nicht auszuschließen. Der Bereich des Fensterstollens und des Restentleerungs- /Befüllstollens ist im Schnitt 1 der numerischen Modellrechnungen (Anlage 27) integriert. Sowohl der Fensterstollen als auch der Restentleerungs- /Befüllstollen werden zusätzlich zu den Störungen der Bruchzone von Wehr-Zeiningen vermutlich auch Äste der Eggbergverwerfungszone kreuzen, sodass auch hier Wasserzutritte aus nicht abgedichteten Störungszonen in der Größenordnung > 20 l/s möglich sind. Durch die Abdichtung kann der Wasseranfall aus den Störungszonen auf jeweils 2,2 l/s reduziert werden (siehe Tabelle 90). Die Bergwasserdrainagen in den Homogenbereichen des Gebirges werden gemäß Tabelle 90 in der Größenordnung von 0, 16 bzw. 0, 24 l/(s*100 m) Stollenlänge erwartet. Inklusive der Bergwasserdrainagen aus den abgedichteten Störungszonen ergibt sich eine Gesamtmenge im Bauzustand von ca. 7,9 l/s für die Stollen im Bereich des Unterbeckens ohne Sicherheits- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 293 zuschlag. In unmittelbarer Umgebung der Stollenportale bzw. im Bereich der Verwitterungszone des Gebirges (Duttenberg, Fensterstollen) und damit einhergehender geringer Überdeckung unter 50 m - 70 m kann es bedingt durch die hier höheren Durchlässigkeiten zu stärkeren Bergwasserdrainagen und zu einer Absenkung des Grundwasserspiegels kommen. Bergwasserdrainagen im Unterwasserstollen Durch den Stollenvortrieb kommt es zu einem Bergwasseranfall in den Homogenbereichen und in den Störungszonen. Für den Unterwasserstollen werden bau- und betriebsbedingte Wirkungen prognostiziert. Durch die Flutung des Stollens während des Betriebs wird der Druckunterschied zur Oberfläche durch die Einstauhöhe im Unterbecken vermindert (Speicherschwerpunkt 383 m ü. NN). Dadurch fällt die resultierende Bergwasserdrainage im Betrieb geringer aus als in der Bauphase. Der zu erwartende Bergwasseranfall aus den Homogenbereichen beträgt gemäß den Modellrechnungen ca. 0,16 – 0, 45 l/(s*100 m). Nach der Abdichtung der Störungszone und Reduzierung der Bergwasserdrainage auf ca. 2,2 l/(s*100 m) ergibt sich für den Unterwasserstollen eine Gesamtwassermenge ohne Sicherheitszuschlag von ca. 44,3 l/s im Bauzustand. Im Betriebszustand verringert sich diese Menge aufgrund des Innendruckes und des dadurch verringerten Potentialunterschiedes auf ca. 30,70 l/s ohne Sicherheitszuschlag. Da die Wasserzutritte in den Störungszonen für die technische Planung der Abdichtungsmaßnahmen und für die Prognose des gesamten zu erwartenden Bergwasseranfalls von Bedeutung sind, werden nachfolgend die bekannten Störungszonen und die zu erwartenden Wasserzutritte (ohne Abdichtungsmaßnahmen) beschrieben. Aufgrund der Trasse des Unterwasserstollens in Tiefen, die überwiegend bei über 400 – 500 m unter GOK liegen, ist die Prognosesicherheit hinsichtlich der Lage der zu erwartenden Störungszonen herabgesetzt. Von Norden nach Süden wird der Unterwasserstollen folgende bekannten (Haupt-) Störungszonen queren (siehe auch Anlage 1, 10 und 29): Vorwaldstörung Beim Bau des Ibach-Murg Beileitungsstollens (KW Säckingen) wurde die Vorwaldstörung im Murgtal westlich von Hottingen durchfahren. Nach BIEHLER & DANECK [10] wurden im IbachMurg Beileitungsstollen in einer Zone ca. 1 km nördlich der Vorwaldstörung Wasserzutritte von dauerhaft ca. 30 l/s verzeichnet, die den höchsten gemessenen Wasserzutritt in diesem Stollen markieren. Detaillierte Angaben über die Wasserführung der Vorwaldstörung sind nicht angegeben. Man kann jedoch davon ausgehen, dass die Wasserzutritte im Bereich der Vorwaldstörung ähnliche Größenordnungen erreichen können. Hierbei ist anzumerken, dass der Ibach-Murg Beileitungsstollen in wesentlich geringeren Tiefen verläuft (<100 m u. GOK) als der Unterwasserstollen und somit nur eingeschränkt mit diesem vergleichbar ist. Der Unterwasserstollen kreuzt die Vorwaldstörung bei Tunnelmeter 6.800 (prognostiziert) in einer Tiefe von ca. 650 m. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 294 Wolfriststörung Auf Grund von starker ruptiler Verformung und hydrothermaler Zersetzung ist von erhöhter Durchlässigkeit im Bereich der Wolfriststörung auszugehen (siehe Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Die Wolfriststörung wird ca. bei Tunnelmeter 5.800 (prognostiziert) durchfahren. Mit ähnlich hohen Bergwasserdrainagen in der Größenordnung von ca. 20-30 l/s, wie bei der Vorwaldstörung, muss hier ebenfalls gerechnet werden. Eggbergverwerfungszone: Diese breit angelegte Störungszone wird zwischen Tunnelmeter 600 und 1.200 prognostiziert und zeichnet sich durch eine Vielzahl von Störungen mit unterschiedlichen Orientierungen aus (siehe Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Durch die intensive tektonische Beanspruchung in diesem Gebiet und mit der nach Süden abnehmenden Überdeckung und einhergehenden Auflockerung ist mit erhöhten Wasserzutritten im Bereich der Störungszone zu rechnen. Eine Quantifizierung der Bergwasserdrainagen ist auf Grund der Breite dieser Störungszone nur eingeschränkt möglich. Lokal können jedoch Bergwasserdrainagen in der Größenordnung von > 20 l/s auftreten. Im südlichen Bereich des Unterwasserstollens werden neben der Eggbergstörungszone und den bekannten Zonen im Bereich des Haselbachtals weitere Störungszonen aufgrund von LIDAR-Auswertungen, z. B. im Bereich Galgenmatt, vermutet. Eine gesonderte Bewertung der Störungszonen und LIDAR-Linneamente hinsichtlich räumlicher Verbreitung und hydrogeologischer Bedeutung findet sich in Anlage 29. Unbekannte Störungszonen Im Zuge der Vorausbohrungen können speziell beim Anfahren unbekannter Störungszonen kurzzeitig erhöhte Bergwassermengen anfallen, die als sogenannte Initialschüttungen bezeichnet werden. Diese Initialschüttungen werden innerhalb weniger Tage abgedichtet (siehe Antragsteil F. XXI Abdichtungskonzept Untertagebau). Auf Grund der Speicherwirkung des Kluftaquifers und der zeitlich begrenzten Schüttungsdauer ist mit keinen zusätzlichen nachhaltigen Wirkungen an der Oberfläche zu rechnen, wenn die der Umweltprognose zu Grunde gelegte Gesamtwassermenge nicht überschritten wird, und die Abdichtungsmaßnahmen unverzüglich eingeleitet werden. Auch am Sondierstollen konnte beobachtet werden, dass eindeutige Reaktionen an der Oberfläche nach dem Anschneiden von stark wasserführenden Störungszonen erst nach mehreren Wochen festgestellt werden konnten. Um das effektive Maß der Speicherwirkung, das von der Gebirgsüberdeckung abhängig ist, zu berücksichtigen, sollen die Schüttungsmengen und die Dauer beobachtet und ggf. entsprechend begrenzt werden. Im Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen werden diese Zusammenhänge entsprechend berücksichtigt. Bei einer Überdeckung < 400 m wird eine Schüttungsmenge von 25 l/s, für Bereiche mit einer Überdeckung > 400 m wurde eine Schüttungsmenge von 50 l/s für maximal eine Woche als Initialschüttung berücksichtigt. Bergwasserzutritte in den Schächten Der Bergwasserandrang in den Schächten wurde ebenfalls mit numerischen Berechnungen bzw. mit einem sogenannten Radialmodell abgeschätzt (siehe Kapitel 7.2.7.2 und Anlage 27). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 295 Mit den numerischen Berechnungen wird der Effekt, dass sich bei Annäherung an die Hohlräume die durchströmte Fläche nicht nur in der Schnittebene sondern auch senkrecht dazu verringert, berücksichtigt. Als Ergebnis für die zu erwartende Bergwasserdrainage in einem aufgefahrenen Schacht wurde der Lastfall 3 gemäß Anlage 27 verwendet, bei dem durch die sonstigen Hohlraumbauten im Kavernenbereich bereits eine Druckentlastung vorliegt. . Da die Störungszone 3 den Bereich des westlichen Druckschachtes höchstwahrscheinlich schneidet, sind ohne Abdichtungsmaßnahmen hier zusätzliche Bergwasserzutritte in der Größenordnung von ca. 10 l/s möglich. Der Ausstrich der Störungszone 3 verläuft bei linearer Projektion an die Oberfläche zwischen den beiden Druckschächten. Wie in Kapitel 6.2.3 erläutert wurde, gibt es eindeutige Hinweise, dass der Drainagebereich der Störungszone 3 sich auch über den Bereich des östlichen Druckschachtes hinaus erstreckt. Damit ist zumindest im oberen Bereich dieses Druckschachtes mit dem Antreffen dieser Zone zu rechnen. Die Abdichtung der Druckschächte erfolgt nach den Bau. Dafür werden die oberen 200 m mit vorgespannter Betonschale ausgebaut, unterhalb wird eine Panzerung aus Stahl eingebaut. Ohne Panzerung und nach der Abdichtung der Störungszonen durch Injektionen ist ein mittlerer Bergwasseranfall in der Größenordnung von ca. 0,21 l/(s*100 m) Schachtlänge und gesamthaft von ca. 5,5 l/s in der Bauphase gemäß den durchgeführten numerischen Berechnungen zu erwarten (ohne Sicherheitszuschlag). Die Basis der Einlauftürme befindet sich bereits im Bereich des dichten Sprengfels. Somit kann die erforderliche trichterförmige Eintiefung ohne Abdichtungsmaßnahmen erfolgen. Eventuelles Wasser aus der Baugrube der Einlauftürme wird in der Baustellen-Wasserhaltung erfasst. Die Entnahme aus der Grundwasserhaltung des gesamten Beckenbereiches beträgt im Mittel ca. 7 l/s und maximal ca. 10 l/s (siehe Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Die Baugruben der Druckschächte sind darin enthalten. Da auf Grund der wasserdichten Abdichtung der Druckschächte in der Betriebsphase keine Wasserzutritte mehr erfolgen, sind keine relevanten Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt mehr gegeben. Be-/Entlüftungsschacht und Entrauchungsschacht Der Bereich des Be- und Entlüftungsschachtes zum Wasserschloss und des Entrauchungsschachtes befindet sich außerhalb des Einflussbereiches der Wasserhaltung im Becken, sodass hier mit einem zusätzlichen Drainageeffekt im oberflächennahen Bereich zu rechnen ist. Im weiteren Verlauf in die Tiefe werden diese Vertikalschächte vermutlich ebenfalls von der wasserführenden Störungszone 3 geschnitten. Das aus den homogenen Bereichen des Gebirges zufließende Bergwasser wurde gemäß Tabelle 90 mit einer Menge von ca. 0,21 l/(s*100m) Bauwerkslänge und gesamthaft inklusive abgedichteten Störungszonen auf ca. 3,5 l/s in der Bauphase geschätzt. Da die Schächte relativ nah beieinander liegen, sind eine Überlagerung der Zuflussbereiche mit zunehmender Tiefe und damit eine geringere Bergwassermenge vor allem aus den Störungszonen im Betrieb zu erwarten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 296 Tabelle 90: Abschätzung der Bergwasserdrainagen in den Untertagebauwerken Bauwerk Länge Bauwerk Wasserdruck/ Radius (m) (m/m) Bergwasseranfall Bau Gebirge (l/(s * 100m)) BergwasBergwasseran- Bergwasserseranfall fall anfall Betrieb. Bau/Betrieb Bau Gebirge aus Störungen** gesamt (l/(s*100 m)) (l/s) (l/s) Bereich KW Wehr und Abhau (Summe) Bergwasseranfall Betrieb gesamt (l/s) 24,0 24,0 Flucht- und Zufahrtsstollen * 2035 350 - 720/1,72 0,60 0,60 2,5/2,5 14,7 14,7 Zufahrtsstollen bis Fluchtstollen 1065 0 - 350/4,10 0,30 0,30 1,0/1,0 4,2 4,2 Energieableitungsstollen* 850 0 - 720/2 0,30 0,30 2,5/2,5 5,1 5,1 710 710 680 525 0 - 710/3,05 0 - 710/3,05 0 - 680/2,0 0 - 525/2,1 0,21 0,21 0,21 0,21 0,00 0,00 0,21 0,21 2,0/0,0 0,5/0,0 0,5/0,25 0,5/0,25 9,0 3,5 2,0 1,9 1,6 11,3 3,0 0,0 0,0 1,65 1,35 10,4 Schächte Bereich Abhau (Summe) Druckschacht West (DS2) Druckschacht Ost (DS1) Entrauchungsschacht Belüftungsschacht Kavernenbereich Abhau OW-Verteilrohrsystem West Maschinenkaverne Transformatorenkaverne Verbindungsstollen 6 x Energieüberleitungsstollen Medienstollen Entrauchungsstollen Fluchtstollen MK-TK Zugangsstollen zum UW-Stollen Logistikstollen zum Wasserschloss Zugangsstollen zum UW-Verteiler Bauzeitlicher Zugang zu OW-Verteilrohrleitungen Bauhilfsstollen zur Trafokaverne Vertikalschacht/Krümmer Wasserschloss 2 x 144 220 183 48 250 40 230 40 510 1150 326 Wasserführende Störungen Bemerkungen Störung 1, 2, 3 zusätzlich ca. 35 l/s für ca. 3 - 4 Monate Diverse Scherzonen, vermutete Störungen gem. Geol. Karte Vorwaldstörung, Störung 1, -2 und -3 Störung 3/Panzerung Störung 3/Panzerung Störung 3 Störung 3 Panzerung nach Bau ca. 700 1,26 1,26 2,5/2,5 11,3 10,4 Störung 3 Störung 3 Störung 3 523 Störung 3 187 110 1160,5 Panzerung - ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 297 Fortsetzung Tabelle 90: Abschätzung der Bergwasserdrainagen in den Untertagebauwerke Unterwasserstollen (Summe) 44,3 30,7 Nördlicher Bereich bis inkl. Wolfriststörung* 1940 430 - 720/5,2 0,45 0,39 3,2/2,1 11,9 9,6 Südlicher Bereich Spatzenhof bis exkl. Wolfriststörung 3000 430 - 720/5,2 0,45 0,39 3,8/2,4 17,3 14,1 Südlicher Bereich 2800 0 - 430/5,2 0,36 0,16 5,0/2,5 15,1 7,0 7,9 5,0 Haselbecken (Summe) Fensterstollen 715 0 – 180/3,64 0,24 0,24 2,2/2,2 3,9 3,9 Restentleerungs-/Befüllstollen 1130 0 - 180/1,0 0,16 0,10 2,2/0,0 4,0 1,1 Vorwaldstörung, Wolfriststörung, 6 Scherzonen bzw. Lineamente gemäß Franzke; Gegendruck bei Einstau Vorwaldstörung, Wolfrist-störung, 6 Scherzonen bzw. Lineamente gemäß Franzke; Gegendruck bei Einstau Zone Galgenmatt und Eggbergstörungszone HAB-Störung 1, -1a, -3, -5, -6 und -7 HAB-Störung 1, -1a, -3, -5, -6 und -7 Summe 28,4/23,4/ 96,4 73,1 Summe incl. 20 % beim Bau und 10 % 115,7 80,4 beim Betrieb als Sicherheit * Länge der Stollen bis Kavernenbereich; **abgedichtete Störungszonen (Zufluss = ca. 2,2 l/s *100m); *** Der Ringraum zwischen Ausbauschale und Ausbruchlaibung wird verdämmt und damit eine Längswegigkeit des Bergwassers verhindert, daher nur noch Restsickerwasser von ca. 1,1 l/s Bemerkungen: Für den Betriebszustand ist mit verringerten Bergwasserdrainagen zu rechnen. Durch die Panzerung der Druckschächte und des Verteilrohrsystems etc. sowie der Abdichtung des Restentleerungs-/Befüllstollens sind diese Bereiche als relativ dicht zu betrachten. Eine weitere Reduzierung ergibt sich für den Bereich des Unterwasserstollens, da sich durch den Einstau auf Niveau des Unterbeckens ein Gegendruck gegenüber dem Bergwasserspiegel einstellt. Dieser Gegendruck wurde bei der Berechnung der Bergwasserdrainagen für den Betriebszustand entsprechend berücksichtigt. Vom gesamthaft ermittelten Bergwasseranfall von 115,7 l/s müssen für die Umweltauswirkungen nur 112,2 l/s angesetzt werden, da am Oberbecken die Druckschächte nacheinander gebaut und anschließend gleich gepanzert werden. In der obigen Tabelle sind die maximalen Bergwasserdrainagen für die einzelnen Stollen, Schächte und Kavernen für die Bauzeit (ohne Berücksichtigung der Panzerungen) und die Betriebszeit aufgeführt. Wird die bauzeitliche Entwicklung der Bergwasserdrainagen berücksichtigt, ergibt sich in der Bauzeit ein etwas differenzierteres Bild (vgl. Antragsteil F.XXIII Wasserrechtliche Gestattungen – Bemessung). Insbesondere im Bereich der Schächte am Abhau kommt es zu einer zeitlichen Überlagerung von Ausbruchsarbeiten, die Bergwasserdrainagen nach sich ziehen, und Abdichtungsmaßnahmen (Panzerung), die die Bergwasserdrainagen reduzieren, weshalb die maximal gleichzeitig anfallenden Bergwasserdrainagen (108 l/s im 4. Baujahr) geringer ausfallen als in obiger Tabelle aufgeführt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 298 8.3.2.3 Wirkungen auf Grundwasserhaushalt und Oberflächengewässer Für Änderungen des Grundwasserspiegels, von Quellschüttungen und Gewässerabflüssen lassen sich insgesamt nur erschwert differenzierte Aussagen treffen. Praktische Erfahrungen zeigen, dass Grundwasserstände und das oberflächennahe Fließgeschehen, welche im Sinne einer umweltplanerischen Bewertung von besonderem Interesse sind, stark von den lokalen Verhältnissen im Oberflächenbereich (z.B. Verwitterungshorizont, Durchlässigkeiten, Morphologie, Schichtaufbau und Lithologie etc.) und deren räumlicher Variabilität bestimmt werden. Eine großräumige Absenkung des Wasserdrucks würden in erster Linie Bereiche von Klüften (Makroporen) und Störungszonen mit hoher Durchlässigkeit betreffen, welche die Homogenbereiche des Festgesteins unterbrechen. Der Grundwasserhaushalt in der oberflächennahen Verwitterungszone wäre nur in solchen Bereichen von Störungszonen durch eine Druckabsenkung um den unterirdischen Hohlraum beeinflussbar. In ungestörten Homogenbereichen hingegen sind bei ausreichender Überdeckung aufgrund der geringen Gebirgsdurchlässigkeiten keine signifikanten Druckabsenkungen gegeben, welche eine Wirkungsprojektion bis an die Oberfläche erwarten lassen. Um dennoch eine Abschätzung der Wirkungen auf die Grundwasserverhältnisse (nicht Bodenwasserverhältnisse) im Verwitterungsbereich und damit auch für Quellen und Gewässer zu ermöglichen, wurde zunächst mit Hilfe von numerischen Vertikalschnittmodellen der Bergwasserandrang in die Untertagebauwerke an repräsentativen Modellschnitten berechnet. Auf der Basis dieser Berechnungen wurde schließlich der Einfluss der entstehenden Vertikalsickerung auf den lateralen Abfluss in der Verwitterungszone vor und nach Erstellung der untertägigen Hohlraumbauten abgeschätzt. Eingangsparameter der Modellschnitte wurden anhand von Messergebnissen des Sondierstollens kalibriert und mit Sicherheitsaufschlägen versehen. Als maßgebliche Größe einer möglichen Wirkung auf den Grundwasserhaushalt wurde die Reduzierung des Lateralabflusses in der Verwitterungszone getrennt für die verschiedenen Zonen (vgl. Kapitel 7.3) abgeschätzt. Zur Abschätzung der Auswirkungen hinsichtlich der umweltrelevanten Kategorien Quellschüttungen und Gewässerabfluss wurden zunächst die ermittelten Beträge der Vertikalsickerung (Bergwasserdrainagen) auf den Wirkraum übertragen. 8.3.2.3.1 Grundwasserhaushalt Die Vertikalschnittmodelle erlauben zunächst nur prozentuale Abschätzungen über die Reduzierung des Lateralabflusses in der Verwitterungszone, da räumliches Verhalten nicht direkt abbildbar ist. Quellaustritte und Quellsümpfe/ Moore werden oft von lokalen Stauern verursacht, die mit einem Überlauf eine feste Austrittshöhe vorgeben. Lokale Stauer verhindern aber auch, dass sich Druckspiegeländerungen im Makroporenbereich im tiefen Kristallin an die Oberfläche durchpausen. Deshalb muss eine Druckspiegeländerung im tieferen Bereich nicht zwingend eine Grundwasserspiegelabsenkung an der Oberfläche zur Folge haben. Dies gilt auch für tiefe Bereiche mit relativ geringen Durchlässigkeiten. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 299 Bereich Tallagen Die Methodik zur Abschätzung der Wirkung auf den Grundwasserstand in den Tallagen ist in Kapitel 7.4.2 beschrieben. Es ergeben sich daraus Absenkungen des Grundwasserspiegels im Bereich von 0 cm bis 10 cm. Die weiteren Berechnungen und Ergebnisse hierzu werden im Antragsteil D.I, Schutzgut Tiere, Pflanzen und Biologische Vielfalt, Teilschutzgut Biotoptypen und Pflanzen erläutert. Bereich Kuppen und Hanglagen Gemäß der in Kapitel 7.4.2 beschriebenen Methodik wurden für die Kuppen und Hanglagen die Veränderungen auf den Grundwasserhaushalt abgeschätzt. Die Wirkungsprognose wurde für die verschiedenen Zonen durchgeführt: Zone 1a (Fläche: ca. 5,8 km²) In der Zone 1a liegen die bekannten Störungszonen entlang des Unterwasserstollens und im Bereich der Becken. Auf der Basis des Vertikalschnittmodells 4 (Bereich Vorwaldstörung) wird im Bereich von abgedichteten Störungszonen eine Reduzierung des Lateralabflusses (hier Randabfluss im oberen Drittel der Festpotentialränder) von im Mittel ca. 45 % bei MittelwasserVerhältnissen abgeschätzt. Entsprechend der Ausbildung eines Absenktrichters des Drainagebereichs ist entlang der Achse von Störungszonen mit den relativ höchsten Absenkungen zu rechnen. Die hydraulische Reichweite solcher Drainagezonen wird auf einige 10er bis ca. 100 - 200 Meter geschätzt. Zone 1b (Fläche: ca. 1,7 km²) Im Bereich des Oberbeckens werden neben den Störungszonen der mögliche Wirkungsbereich der Flächenversiegelung und der Versickerungsbereich der Rohrrigolen als Zone 1b eingestuft, weil ohne Maßnahmen generelle Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt zu erwarten sind. Durch die Flächenversiegelung und die hier erhöhten Bergwasserdrainagen kann es ohne die Grundwasseranreicherung im Umfeld des Beckens bis zu den Vorflutern zu einem Absinken des Grundwasserspiegels kommen. Erst die Minderungsmaßnahmen (Versickerung durch Rohrrigolen und Abdichtungen untertage) führen zu einer Vermeidung der Wirkungen. Zone 2a (Fläche: ca. 1,6 km²) Am Beispiel des Modellschnittes 3, der in der Mitte des Unterwasserstollens liegt, wurde berechnet, dass sich der Lateralabfluss im Bereich der Zone 2a um ca. 2 - 6 % (Mittelwert 5 %) vermindert. Aufgrund der vergleichbaren topographischen und lithologischen Verhältnisse kann die o. a. Minderung des Lateralabflusses als repräsentativ für den Bereich zwischen km 4,4 und 5,9 südlich der Wolfriststörung eingestuft werden. In den Kuppenlagen ist insgesamt eine relativ geringe Wirkung zu erwarten, da die natürlichen Schwankungen des Grundwasserstandes ohnehin sehr ausgeprägt sind (z.B. > 10 m, wie im Bereich Abhau nachgewiesen werden konnte) und in der Regel hohe Flurabstände vorherrschen. Zu den Tallagen hin nehmen die absoluten Schwankungen deutlich ab, weil in der Regel davon ausgegangen werden kann, dass die in den Tallagen verlaufenden Gewässer als Vorfluter fungieren und der Grundwasserspiegel parallel zum Wasserstand im Gewässer verläuft. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 300 Zone 2b (Fläche: ca. 5,9 km²) Entsprechend der hydrogeologischen Situation in der Verwitterungszone, wie sie im Modellschnitt 1 (zentrale Kuppenlage mit Abfluss nach Ost und West) abgebildet sind, wird der Bereich zwischen Wolfriststörung und Vorwaldstörung und der Bereich südlich von km 4,4 bis zur Grenze zu Zone 1a als Zone 2b ausgewiesen. Gemäß den Ergebnissen beim Modellschnitt 1 ergibt sich eine Minderung des Lateralabflusses von ca. 16 - 18 % im Bereich der Grenze der Kernzone (= 500 m rechts bzw. links der Tunnelachse). Im Mittel werden daher 17 % zugrunde gelegt. Es ist anzunehmen, dass sich tendenziell mit abnehmender Überdeckung und zunehmender Durchlässigkeit erhöhte Wirkungen ergeben. Die weiter oben gemachten Ausführungen bezüglich der unterschiedlichen relativen Wirkungen der Minderungen auf den Aquifer gelten dementsprechend. Zone 3 (Fläche: ca. 15,7 km²) Gemäß den Modellschnitten fallen ca. 70 % der relevanten Bergwasserdrainagen innerhalb eines Korridors von ca. 1 km Breite (Zone 2) an. Im Bereich der Zone 3 verbleiben seitlich der Zonen 1 und 2 jeweils noch 15 %. Bezogen auf die Minderung des Lateralabflusses in der Verwitterungszone wird in diesen Bereichen die Reduzierung der Aquifermächtigkeit gemäß dem Verhältnis Tiefensickerung zu Grundwasserneubildung ermittelt. Zone 4 (Revisionsfall Stauraum Haselbecken, Fläche: ca. 0,78 km²) Mit dieser Zone wird der hydraulische Einflussbereich entlang der Hauptsperre und entlang des Südhangs des Duttenbergs bis zum Abschlussdamm II, der durch den Beckeneinstau im Haselbachtal verursacht wird, dargestellt. Das dadurch anfallende Sickerwasser in diesen Bereichen führt zu einem Anstieg des Grundwasserstandes um bis zu ca. 5 m bei Mittelwasserverhältnissen. Ein Unterschreiten von Niedrigwasserständen ist hier nicht zu erwarten, da östlich des Hauptsperre keine drainierenden Untertagebauten geplant sind (Ausnahme: Bereich Hauptsperre mit Restentleerungs-/Befüllstollen). In nachstehender Tabelle werden die Wirkungen auf die Grundwasserstände innerhalb der einzelnen Zonen für den Bauzustand aufgelistet. Tabelle 91: Wirkungsprognose Grundwasserstände Bauzustand TallaKuppenlage1) Hanglage1) gen 45 % 45 % Ia Abgedichtete Störungszonen = ca. 9 m = ca. 6,75 m Ib Dotationsbereich am Abhau 0% 0% 5% 5% IIa Kernzone Unterwasserstollen/Modellschnitt 3 = ca. 1 m = ca. 0,75 m 0 cm – 17 % 17 % 10 cm IIb Kernzone Unterwasserstollen/Modellschnitt 1 = ca. 3,4 m = ca. 2,55 m 2 – 20 % 2 – 20 % III Stollenferne Bereiche außerhalb Zone I -II =ca. 0,4 – 4 m = ca. 0,3 – 3 m IV Sickerwasserbereich Haselbecken2) ca. 5 m 0 - 2m 1) Reduzierung der Grundwasserleitermächtigkeit (gesättigte Zone in Kuppenlagen: ca. 20 m; Hanglagen: ca. 15 m) 2) Erhöhung des Grundwasserspiegels durch Sickerwasseranfall; Angaben beziehen sich auf mittlere Grundwasserstände Zone Bereich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 301 8.3.2.3.2 Oberflächengewässer Fließgewässer Die Auswirkungen der Bergwasserdrainagen und der Flächenversiegelung auf das Gewässernetz im hydrogeologischen Wirkraum, wurden wie in Kapitel 7.5 beschrieben ermittelt. Die Ermittlung der anteiligen Tiefensickerung bzw. die anteilig wirksame Minderung der Gewässerabflüsse wird nachfolgend erläutert. Die Gesamtbergwassermenge gemäß Tabelle 90 für den Bau wird zwar mit 115,7 l/s angegeben, es wird aber davon ausgegangen, dass beim Bau maximal nur ein Druckschacht ohne Abdichtung ansteht. Somit können von der Gesamtmenge etwa 3,5 l/s abgezogen werden, sodass maximal nur ca. 112,2 l/s als Grundlage für die Umweltauswirkungen im hydrogeologischen Wirkraum ausgewiesen werden. Eine zusätzliche Minderung für den Abfluss entsteht durch die Flächenversiegelung am geplanten Oberbecken, die in Kapitel 8.2.2.5. zu 14,4 l/s hergeleitet wurden. Als Kompensation für die entstehenden Minderungen können die freiwerdenden Mengen aus den nicht mehr für die Trinkwasserversorgung genutzten Quellen im Bereich Abhau berücksichtigt werden (Rohrquellen: 2,33 l/s, Saalbrunnen-, Abhau- und Atdorfquellen: 2,65 l/s). Dieses Wasser steht wieder dem Naturhaushalt zur Verfügung. Weiterhin wird im Bereich Abhau als Vermeidungsmaßnahme die geplante Grundwasseranreicherung von 35 l/s berücksichtigt. Im Bereich des Haselbachtales wurde beim Bau das anteilig anfallende Wasser aus der Wasserhaltung (ca. 12 l/s) und beim Betrieb das anfallende Stauwasser aus dem Becken berücksichtigt. Dadurch entsteht beim Bau eine Erhöhung der Minderungen und beim Betrieb ist in diesem Bereich von einem Überschuss durch das anfallende Stauwasser auszugehen. Im Bereich des Haselbeckens entsteht durch den Bergwasserabfluss im Befüll-/Restentleerungsstollen eine Minderung von ca. 5 l/s im Betrieb. Dem steht ein Sickerwasseranfall durch das Becken von 10,7 l/s gegenüber (siehe Kapitel 8.4.2.7). Die anteilige Minderung durch die Stollen können mit dem Stauwasseranfall somit ausgeglichen werden. Die verbleibenden 5,7 l/s können als Überschuss verbucht werden. Es kann somit die nachstehende Bilanz für die auszuweisenden Minderungen aufgestellt werden: Summe Bergwasseranfall brutto Versiegelung Oberbecken Grundwasseranreicherung Abhau Nicht mehr genutzte Quellen der Trinkwasserversorgung Wasserhaltung/Stauwasser Anteilige Tiefensickerung Bau -112,2 l/s (1 Druckschacht) -14,4 l/s +35,0 l/s Betrieb -80,4 l/s -14,4 l/s +35,0 l/s - 12 l/s -103,6 l/s +4,98 l/s +5,0 l/s -49,8 l/s Die anteilige Tiefensickerung von 103,6 l/s im Bau und 49,8 l/s im Betrieb wird als Minderung der Gewässerabflüsse im hydrogeologischen Wirkraum ausgewiesen (vgl. Abbildung 65). Das konkrete GIS-gestützte weitere Vorgehen hierzu und die weiteren Ergebnisse werden im Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser diskutiert. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 302 Abbildung 65: Flächenhafte Ausweisung der anteiligen Tiefensickerung für Bau und Betrieb in den verschiedenen Zonen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 303 Störungszonen und Tallagen Gewässer, die näher an der Achse von Störungszone liegen, werden voraussichtlich etwas stärker betroffen sein, sofern eine hydraulische Verbindung zum drainierenden Bereich der Störungszone besteht. Im Bereich von Verebnungen und Tälern können quartäre Abschwemmmassen (Hanglehme) abgelagert sein, die zwischen dem unterlagernden Festgestein und dem oberflächennahen Grundwasserleiter eine hydraulische Barriere bilden und somit eine lokale Tiefensickerung verhindern. Ferner gilt analog zur Betroffenheit von Kluftquellen, dass tendenziell höher gelegene Gewässer mit kleinen Einzugsgebieten (Kopfeinzugsgebiete) potentiell eine höhere Sensitivität auf Reduzierungen in Folge der Bergwasserdrainage erwarten lassen. Bereich Unterbecken Im Bereich des Unterbeckens ist im hydraulischen Einflussbereich entlang der Hauptsperre und entlang des Südhangs des Duttenbergs bis zum Abschlussdamm II durch den Sickerwasseranfall im Gefolge des Anstiegs des Grundwasserstandes analog zu der Erhöhung von Quellschüttungen auch eine Erhöhung der Abflüsse um ca. 90 % bezogen auf Mittelwasserverhältnisse und mittlere Einstauhöhe zu erwarten (siehe nachstehend unter Quellen). Ein Unterschreiten von Niedrigwasserverhältnissen ist daher nicht zu erwarten, da östlich der Hauptsperre keine drainierenden Untertagebauten geplant sind (Ausnahme Bereich Hauptsperre mit Restentleerungs-/Befüllstollen). Quellen Auch für Quellen bzw. Quellbiotope ist eine Abschätzung der Wirkungen für Niedrigwasserverhältnisse von Relevanz. Kluftquellen weisen in der Regel einen relativ geringen Schwankungsbereich der Schüttung auf. Deshalb wirkt sich eine Schüttungsminderung ganzjährig vermutlich stärker aus und ist nicht nur auf die Niedrigwasserphase beschränkt. Weiterhin sind Kluftquellen mit kleinen und höher gelegenen Einzugsgebieten und kleinem Niedrigwasserabfluss (NQ) vermutlich stärker gefährdet in Bezug auf eine empfindliche Unterschreitung der Niedrigwassersituation. Bei Hangschuttquellen, die naturgemäß eine relativ stark ausgeprägte Schwankungsbreite in der Schüttung aufweisen, ist das Ausmaß der Wirkung bezogen auf die Schwankung im Jahresgang relativ gering. Allerdings kann, speziell bei niedriger Schüttung, das Ausmaß in der Niedrigwasserphase bezogen auf diesen Wert relativ hoch sein. Verwitterungsdeckenquellen nehmen eine Stellung zwischen Kluft- und Hangschuttquellen ein. Da für die zahlreichen Quellen keine langjährigen Schüttungsreihen vorliegen, kann keine flächendeckende Unterscheidung in unterschiedliche Quelltypen vorgenommen werden. Wie beim Abschnitt Grundwasser bereits erwähnt wurde, führt das anfallende Sickerwasser südlich des Duttenbergs zu einem Anstieg des Grundwasserstandes. Dadurch kann es in diesem Bereich auch zu einer Erhöhung von Quellschüttungen kommen, die die bisherige maximale Schüttung überschreiten können. Für das relevante Abstromgebiet südlich der Wasserscheide des Duttenbergs (begrenzt vom Bergsee und Seebächle im Süden und vom Talrand/Bahngleis im Südwesten) ergibt sich dadurch ein Plus in der Wasserbilanz von ca. 2,6 l/s bezogen auf den Speicherschwerpunkt bei Betrieb (383 m ü. NN). Die mittlere Grundwasserneubildung für dieses Gebiet liegt bei ca. 2,9 l/s. Das bedeutet ein Plus in der Wasserbilanz ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 304 bzw. ein möglicher Anstieg von Schüttungen bis zu ca. 90 % bezogen auf Mittelwasserverhältnisse und mittlere Einstauhöhe. Ein Unterschreiten von Niedrigschüttungen ist somit nicht zu erwarten, da östlich des Hauptsperre keine drainierenden Untertagebauten geplant sind (Ausnahme Bereich Hauptsperre mit Restentleerungs-/Befüllstollen). 8.3.2.4 Abdichtungsinjektionen Für die Untertagebauwerke ist vorgesehen, die stark wasserführenden Zonen vorauseilend und bei Bedarf auch noch nachlaufend mit Injektionen aus Zementsuspensionen abzudichten (siehe Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau). Die Stollen werden im Bereich sehr hoher Gebirgsqualität ohne Auskleidung bleiben. Im Bereich mittlerer bis hoher Gebirgsqualität wird eine Spritzbetonauskleidung in die Stollen eingebaut. Zusätzliche Entlastungsbohrungen in der Stollenkalotte sorgen für einen Abbau des Wasserdrucks. Durch allfällige Drainage- und Entlastungsbohrungen, entstehen keine zusätzlichen Bergwasserdrainagen. Einige Stollen (z.B. Zufahrtsstollen, Fensterstollen) erhalten eine Fahrsohle aus Beton. Beim Restentleerungs- /Befüllstollen werden Betonfertigteile eingeschoben. Durch die Abdichtungsinjektionen kommt anstehendes Bergwasser in Kontakt mit Zement, was zu einer Erhöhung des pH-Wertes und der Leitfähigkeit des Bergwassers führen kann. Durch die Auskleidung der Stollenwände mit einer Betonschale kommt anfallendes Bergwasser ebenfalls in Kontakt mit Zement. Demnach hat das Verpressen von Zement in wasserführende Strukturen bzw. die Auskleidung mit Betonschalen Auswirkungen auf die Szenarien C2 und C4 (siehe hierzu Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Ableitung von Bergwasser Das anfallende Bergwasser im Bereich Abhau wird während der Bauphase über den Zufahrtsstollen abgeleitet und im Bereich der Baustelleneinrichtungsfläche BG Wehr einer Reinigung und Behandlung unterzogen, bevor es schließlich dem Wehrabecken zugeführt wird (vgl. Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Während der Betriebsphase wird das anfallende Bergwasser aus dem Kavernenbereich ebenfalls in das Wehrabecken geleitet. Allfällige Auswirkungen der Bergwassereinleitung auf die Wasserqualität des Wehrabeckens werden im Gutachten zur Gewässerökologie diskutiert (Antragsteil E.V Gewässerökologisches Fachgutachten). Das bis zum Bereich der Vorwaldstörung anfallende Bergwasser im Unterwasserstollen wird während der Bauphase Richtung Haselbecken und Rhein abgeleitet und im Bereich der Baustelleneinrichtungsflächen BEHABa einer Reinigung und Behandlung unterzogen. Während der Betriebsphase wird das anfallende Bergwasser Bestandteil des Betriebswassers des PSW Atdorf. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 305 8.3.2.5 Wasserschutzgebiete Von den öffentlich gefassten und genutzten Quellen haben die nachfolgenden Quellen ihr Einzugsgebiet bzw. die Zone III im Bereich des hydrogeologischen Wirkraums der Untertagebauwerke. Bereich Abhau - Mühlenweiherquellen - Abhauquelle - Saalbrunnenquelle - Atdorfquellen - Rohrquellen Bereich Unterwasserstollen und Haselbecken - Steinbühlquelle - Untere/Obere Klingequelle - Steineggquellen - Klingequelle 6+7 - Ziegquellen - Kreiselbachquellen - Hofmattquellen - Schwammattquellen - Geißmattquellen - Hüttenermattenquellen Wie im Kapitel 7.5 erläutert wurde, wurde für die gefassten Quellen, deren Einzugsgebiet im Bereich des hydrogeologischen Wirkraums liegen, eine Ermittlung der theoretischen Minderung der Schüttungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 92 aufgelistet und werden bei der Planung der Ersatzwasserversorgung berücksichtigt. Der Restentleerungs- /Befüllstollen quert auf einer Länge von rd. 850 m den Bereich der inzwischen rechtskräftigen Wasserschutzgebietszone III der Tiefbrunnen Nagelfluh I und II. Des Weiteren befinden sich rd. 130 m des geplanten Stollens im Bereich des Stollenportals innerhalb der quantitativen Zone B.1 des vorläufig fachtechnisch abgegrenzten Heilquellenschutzgebiets der Thermalquellen Bad Säckingen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 306 Tabelle 92: Anteilige Minderung (maximal) der Quellschüttungen der Trinkwasserversorgung Gemeinde Herrischried Gemeinde Wehr Gemeinde Rickenbach Dim. Parameter Steinbühlquelle HüttnerMattenquellen 1+2 Geiß-, Untere/ HofmattObere quellen Klingequelle Weidenbachquellen Rüttmatt-, Igelmoosquellen Steineggqu. 1-2; 3-5; Klingequ. 6+7 ** Schwammatt- Ziegquellen Kreiselbachqu. 8-13 Fläche WSG km² 0,221 0,216 0,842 0,610 0,330 0,252 0,966 0,930 0,555 Neubildung (MqS) l/(s*km²) 21,00 18,00 16,50 18,00 21,50 21,00 15,50 15,50 15,50 Gesamtabfluss l/s 4,64 3,89 13,89 10,98 7,10 5,29 14,97 14,42 8,60 MQ gefasste Quelle l/s 2,60 1,63 9,00 5,13 6,40 4,20 7,97 13,52 5,28 Anteil gefasste Quelle/Abfluss Anteilige Tiefensickerung Bauphase betroffene WSG Anteile Anteilige Tiefensickerung Betriebsphase betroffene WSG Anteile Anteilige Tiefensickerung Bauphase nur gefasste Quellen Anteilige Tiefensickerung Betriebsphase nur gefasste Quellen % 56,0 41,9 64,8 46,7 90,2 79,4 53,2 93,8 61,4 l/s 0,27 0,93 1,34 0,36 0,01 0,04 0,76 2,64 0,80 l/s 0,19 0,63 0,93 0,26 0,01 0,03 0,53 1,76 0,59 l/s 0,15 0,39 0,87 0,17 0,01 0,03 0,40 2,46 0,49 l/s 0,11 0,26 0,60 0,12 0,01 0,02 0,28 1,65 0,36 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 307 8.3.3 Maßnahmen Um die Auswirkungen auf die Schutzgüter Grund- und Oberflächengewässer zu minimieren oder gar auszuschließen, werden folgend aus den Wirkungsszenarien die nachfolgenden Maßnahmen vorgeschlagen. 8.3.3.1 Abdichtung von wasserführenden Störungszonen Wasserführende Störungen können wie beim Auffahren des Sondierstollens nachgewiesen wurde, eine Verbindung zur Oberfläche haben und somit Auswirkungen auf die Quellschüttungen und den Grundwasserstand verursachen. Daher kommt dem permanenten Vorausbohren und der Abdichtung von wasserführenden Störungszonen eine zentrale Bedeutung zu. Die Abdichtungsmaßnahmen sind in Antragsteil F.XXI Abdichtungskonzept Untertagebau detailliert beschrieben und nachfolgend zusammengefasst. Durch permanentes Vorausbohren werden vor dem eigentlichen Auffahren der Stollen, Schächte und Kavernen, die stark wasserführenden Zonen, lokalisiert und mittels Vorabinjektionen abgedichtet. Sollten trotz der Vorausinjektionen Wasserzutritte nach der Durchfahrung auftreten, werden nachlaufende Injektionen in dem Maße durchgeführt wie es die wasserrechtlichen Genehmigungen erfordern. Nach der Abdichtung, und der damit einhergehenden Herabsetzung der Gebirgsdurchlässigkeiten im Bereich von Störungen und Klüften, ist zu erwarten, dass die Bergwasserzutritte im Mittel in den Störungszonen unter 2,2 l/(s*100 m) liegen. Die in Kapitel 5.3 beschriebenen Störungszonen mit ihrem Auflockerungsbereich besitzen eine gewisse Speicherkapazität, sodass es beim Antreffen und Auslaufen von Grundwasser in Störungszonen nicht zu einer direkten Reaktion an der Oberfläche führt, soweit die Beschränkungen der Initialwassermengen (25 l/s bzw. 50 l/s für 7 Tage bei unter/über 400 m Überdeckung) eingehalten sind. Die Messungen beim Sondierstollen haben gezeigt, dass eine erste Reaktion an einer nahe zur Störung 1 gelegenen Quelle erst nach mehreren Wochen feststellbar war. Somit ist auch für nachlaufende Abdichtungsmaßnahmen während der Bauphase ein Zeitpuffer gegeben. 8.3.3.2 Grundwasseranreicherung durch Rohrrigolen Zur Vermeidung von möglichen Grundwasserstandsänderungen durch die erhöhte Bergwasserdrainage im Bereich der Kavernen stehen die bereits in Kapitel 8.2.3.4 beschriebenen Rohrrigolen zur Verfügung. Diese Grundwasseranreicherung soll die Verluste im Grundwasserhaushalt, die durch die Bergwasserdrainage und die Flächenversiegelung entstehen, ausgleichen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 308 8.3.3.3 Bergwasseraufbereitung Das Bergwasser der Untertagebauwerke im Bereich Abhau wird während der Bauphase über den Sondierstollen abgeleitet und im Bereich der Baustelleneinrichtungsfläche Wehr in die Bauwasserbehandlungsanlage eingeleitet. Wie bereits beim aufgefahrenen Sondierstollen festgestellt wurde, kann das anfallende Bergwasser durch geogene Einflüsse Grenzwerte für z.B. Schwermetalle überschreiten. Um eine Belastung der angrenzenden Gewässer zu vermeiden, enthält die oben genannte Aufbereitungsanlage entsprechende Behandlungsstufen. Somit ist eine Auswirkung auf das Szenario C4 ausgeschlossen. In der Betriebsphase wird das anfallende Bergwasser aus dem Kavernenbereich in das Wehrabecken geleitet. Das anfallende Bergwasser aus dem Unterwasserstollen und dem Fensterstollen, sowie das Spülwasser der Tunnelbohrmaschine wird über den Restentleerungs- /Befüllstollen zur Baustelleneinrichtungsfläche BEHABa geleitet. Dort wird das Wasser in einer Bauwasserbehandlungsanlage gereinigt. Eine Wasseraufbereitung hinsichtlich möglicher Belastungen des Berg- und Bauwassers durch Betriebsstoffe (Schmiermittel) oder Schwermetalle, hier besonders Arsen, ist Bestandteil der Bauwasserbehandlungsanlage (vgl. Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). In der Betriebsphase bleibt das anfallende Bergwasser dem Triebwassersystem erhalten. Allfällige Auswirkungen der Einleitung von Bergwasser in angrenzende Gewässer und der Einfluss des Bergwassers auf das Betriebswasser (Einleitung von Bergwasser ins Betriebswasser während der Betriebsphase) werden im Gutachten zur Gewässerökologie diskutiert (Antragsteil E.V Gewässerökologisches Fachgutachten). 8.3.3.4 Dotation von Fließgewässern Um die Auswirkungen des Bauvorhabens des Bauvorhabens PSW Atdorf auf Fließgewässer zu mindern, sind an ausgewählten Gewässern punktuelle Dotationen geplant. Eine ausführliche Beschreibung der geplanten punktuellen Fließgewässerdotationen ist im B.VI Anlagenbetrieb dargestellt. 8.3.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen Eine Zusammenfassung der Auswirkungsszenarien hinsichtlich der Eintrittswahrscheinlichkeit befindet sich in Tabelle 93 und Tabelle 94. Während der Bau- und Betriebsphase der Untertagebauwerke sind Auswirkungen innerhalb des ausgewiesenen hydrogeologischen Wirkraums auf den Grundwasserhaushalt und somit auf die Grundwasserstände, Quellschüttungen und angrenzende Gewässer und Feuchtgebiete ohne Vermeidungsmaßnahmen nicht auszuschließen. Die Beeinflussung von Gewässern durch abgeleitetes Bergwasser während der Bauphase soll über Bauwasserbehandlungsanlagen vermieden werden. Nach der Bauphase ist eine Beeinflussung der Wasserqualität nicht mehr gegeben. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 309 Um stärker wasserführende Störungszonen dauerhaft abzudichten, werden während der Vortriebsphase vorauseilende und nachlaufende Injektionen durchgeführt. Die im Stollen anfallenden mittleren Restwasserzutritte aus den Störungszonen und aus den Homogenbereichen des Gebirges liegen im Bereich von ca. 0,4 - 2,2 l/(s * 100 m). Die verbleibenden Untertage anfallenden Bergwassermengen mindern den Grundwasserhaushalt an der Oberfläche im hydrogeologischen Wirkraum. Der für das Maß der feststellbaren Wirkungen relevante Lateralabfluss in der Verwitterungszone wird in den ausgewiesenen Wirkzonen zwischen 2,5 % und 45 % vermindert. Entsprechend werden Gewässerabflüsse und Quellschüttungen gemindert. Die wichtigste Maßnahme zur Vermeidung und Verminderung der bau- und betriebsbedingten Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt ist somit das wirksame Abdichten von stark wasserführenden Störungszonen durch Injektionen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 310 Tabelle 93: Wirkungen der Untertagebauwerke auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase Wirkungsszenario Grundwasserstand C1 Wasserführung von Quellen Wasserqualität von C2 Quellen und Grundwasser Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen naturnahe Quellen möglich gefasste Quellen möglich naturnahe Quellen gefasste Quellen unmöglich Wasserführung im Fließgewässer möglich C4 Wasserqualität im Fließgewässer möglich C5 Feuchtgebiete möglich C6 Vegetation möglich C8 Aquifer-/ Speichervolumen C9 GW-Fließverhalten Vermeidungsmaßnahme - Minderung des Grundwasserhaushalts in der Verwitterungszone durch Bergwasserdrainage . Absinken des Grundwasserspiegel; Minderung der Schüttung von Quellen - Vorauseilende und nachlaufende Abdichtungsinjektionen von wasserführenden Zonen - Grundwasseranreicherung - Ersatzwasserversorgung unmöglich C3 C7 Terrainbewegungen Begründung unmöglich unwahrscheinlich möglich Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen möglich möglich unmöglich - Der UW-Stollen verläuft unterhalb der Quellauslaufhöhen - keine - Minderung des Abflusses durch Bergwasserdrainage - Einleitung des anfallende Bergwasser in den Rhein bzw. die Wehra während der Baumaßnahmen - Punktuelle Dotationen an Fließgewässern - Falls C1 eintritt - Da eine für Feuchtgebiete typische Vegetation in den Tälern vorliegt - siehe C1 - Punktuelle Dotation an Fließgewässern - Bauwerk in massivem Fels - keine unmöglich - Anlage von Bauwasserbehandlungsanlagen - Aufbereitung Dotationswasser unmöglich - siehe C1 möglich - siehe C1 möglich - Im Verhältnis zum Gesamtvolumen des Kluft- keine grundwasserleiters unbedeutend - Falls C1 eintritt, kann es zu einer Drainage in Bereichen von Störungszonen kommen. Die - siehe C1 Grundwasserfließrichtung würde sich in Richtung der drainierenden Zonen ändern ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 möglich Seite 311 unmöglich unwahrscheinlich möglich Tabelle 94: Wirkungen der Untertagebauwerke auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand Wirkungsszenario Grundwasserstand C1 Wasserführung von Quellen Wasserqualität von C2 Quellen und Grundwasser naturnahe Quellen gefasste Quellen naturnahe Quellen gefasste Quellen Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen Begründung Vermeidungsmaßnahme - Wenn stark wasserführende Störungszonen nicht ausreichend abgedichtet sind - Nachlaufende Abdichtungsinjektionen von wasserführenden Zonen. Abdichtung in Teilbereichen mittels Panzerung. - Grundwasseranreicherung - Ersatzwasserversorgung möglich möglich unmöglich unmöglich - Der Unterwasserstollen verläuft unterhalb der Quellauslaufhöhen - keine - siehe C1 - punktuelle Dotation an Fließgewässern möglich - Wenn stark wasserführende Störungszonen nicht ausreichend dicht sind C4 Wasserqualität im Fließgewässer möglich - Kein Ableiten von Bergwasser mehr - Aufbereitung Dotationswasser - Punktuelle Dotationen an Fließgewässern C6 Vegetation möglich C7 Terrainbewegungen C8 Aquifer-/ Speichervolumen C9 GW-Fließverhalten unmöglich unwahrscheinlich möglich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 möglich unmöglich Wasserführung im Fließgewässer möglich möglich unmöglich C3 C5 Feuchtgebiete Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen - Wenn stark wasserführende Störungszonen nicht ausreichend dicht sind - Wenn stark wasserführende Störungszonen nicht ausreichend dicht sind - Bauwerk in massivem Fels - Im Verhältnis zum Gesamtvolumen des Kluftgrundwasserleiters unbedeutend - Wenn stark wasserführende Störungszonen nicht ausreichend dicht sind Seite 312 möglich unmöglich - siehe C1 möglich - siehe C1 möglich - keine unmöglich - keine unwahrscheinlich - siehe C1 möglich 8.4 8.4.1 Vorhabensbereich Unterbecken, Bereich Haselbachtal Beschreibung der Projektbestandteile Das Unterbecken Das Unterbecken ist an der längsten Stelle ca. 1.345 m lang (Dammfuß Hauptsperre bis Dammfuß Abschlussdamm II), die maximale Breite der Wasserfläche beträgt ca. 650 m. Das Stauziel liegt bei 400 m ü. NN (Revisionsfall), das Absenkziel bei 355 m ü. NN (Betriebsphase). Der Speicherschwerpunkt liegt bei Kote 383 m ü. NN und damit wenig oberhalb des Wasserstands im regulierten Bergsee von 382,20 m ü. NN. Bei einem Stand von 383 m ü.NN erreicht die Wasserfläche des Haselbeckens gerade den wasserseitigen Fuß des Abschlussdamms II. Anhaltend hohe, von 398 m ü.NN bis zum maximalen Stauziel von 400 m ü. NN reichende Wasserspiegel treten nur während der alle 20 Jahre stattfindenden Revisionen auf. Der Betriebsraum beträgt ca. 9.00 Mio. m3 mit einer Wasseroberfläche bei Stauziel von 38,53 ha. Abbildung 8 sowie Anlage 13 zeigen die Lage der geplanten Absperrbauwerke des Unterbeckens im Haselbachtal. Tabelle 95 listet die wichtigsten technischen Daten der einzelnen Bauwerke auf. Detaillierte Beschreibungen befinden sich im Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung. Hauptsperre In der Talmitte durchdringt die Hauptsperre den gesamten quartären Untergrund (Hangschuttmassen, Beckentone), der eine Mächtigkeit von ca. 40 m aufweist. An der Basis des Quartärs wird sie ca. 10 m in das anstehende Kristallin eingebunden. Damit wird die gesamte quartäre Talfüllung ausgehoben und der Porengrundwasserleiter hier entfernt. Die Abdichtung des Untergrundes erfolgt durch einen Injektionsschleier, der ca. 50 m in das Kristallin einbindet. Im Bereich der Flanken reduziert sich die Tiefe des Dichtungsschleiers auf 20 m u. GOK. Drainagen werden sowohl in der Betonmauer also auch hinter dem Dichtungsschleier angelegt, um eine kontinuierliche Entwässerung des Untergrundes bei gleichzeitigem Abbau des Sohlenwasserdrucks zu gewährleisten. Die luftseitige Böschung ist durchsickerbar und das anfallende Niederschlagswasser kann in den Untergrund versickern. Das im Dammbauwerk anfallende Sickerwasser wird in einem Pumpensumpf gesammelt und zurück ins Becken geführt. Tabelle 95: Technische Daten der drei geplanten Dämme des Unterbeckens Technische Daten Größte Länge (auf Kote 401,70 m ü. NN) [m] Kronenbreite (auf Kote 401,70 m ü NN) [m] Breite (auf Kote 300,00 m ü NN) [m] Hauptsperre Abschlussdamm I Abschlussdamm II Ca. 650,0 233,0 168,0 12,0 5,0 10,0 93,0 100,0 150,0 Größte Höhe über Aufstandsfläche [m] 115,7 17,5 20,0 Höhe über derzeitigem Gelände [m] 63,7 12,0 18,5 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 313 Abschlussdamm I Der Abschlussdamm I ist als Schüttdamm mit Erdkerndichtung geplant. Die wasserseitigen und luftseitigen Stützkörper bestehen aus kleinstückigem Gneisaushub. Der wasserseitige Stützkörper wird durch groben Steinsatz geschützt. Erdmaterial aus dem Hauptsperren-Gründungsaushub wird als Dichtungsmaterial verwendet. Eine Begrünung der luftseitigen Böschung ist vorgesehen. Ein 2 m tiefer Kerngraben im verwitterten Fels dient sowohl als Dichtungsanschluss an den Fels als auch Injektionsbasis für den geplanten Dichtungsschleier. Auf der luftseitigen Böschung ist ein Sickergraben mit einer Drainageleitung vorgesehen. Das gesammelte Sickerwasser wird in das Unterbecken zurückgeführt. Abschlussdamm II Beim Abschlussdamm II handelt es sich um einen Schüttdamm mit Oberflächenabdichtung (Asphaltbeton). Beckenseitig am Fuß des Abschlussdammes II wird ein Dichtschirm bis in den anstehenden Felsuntergrund hinein erstellt (Bohrpfahlwand). In den Anschlussbereichen an die Dammkrone sind Injektionsschleier zur Abdichtung vorgesehen. Die luftseitige Böschung ist durchsickerbar. Das im Dammbereich gesammelte Sickerwasser wird in das Unterbecken zurückgeführt. Am Fuß des Dammes ist eine Abwehrbrunnengalerie vorgesehen (siehe Kapitel 9.7). 8.4.2 Wirkungen Die während der Bau- und Betriebsphase relevanten Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer im Bereich des Haselbachtals mit Wirkungen auf die Schutzgüter Grund- und Oberflächengewässer werden nachfolgend beschrieben. 8.4.2.1 Entfernung der Deckschichten und Aushub - Aquifervolumen Die ersten, für das Schutzgut Grundwasser relevanten Eingriffe sind das Entfernen der Vegetation (Wald) sowie Abtrag und Verlagerung des Oberbodens auf die Langzeitlager LZL 2 und LZL3. Nach der Entfernung des Oberbodens erfolgt der Aushub im Bereich der Hauptsperre. Der quartäre Grundwasserleiter im Haselbachtal wird hierdurch dauerhaft reduziert. Nach Abholzung und Abtragung der Oberbodenschicht im Bereich der BE-Flächen und der Dammaufstandsflächen wird die Schutzwirkung bzw. Filterwirkung an der Oberfläche des Grundwasserkörpers aufgehoben. Dies kann Auswirkungen auf die Grund- und Oberflächenwasserqualität haben (Freisetzung und/oder Abschwemmung von Trübstoffen, mikrobiologische Verunreinigungen). In dem nicht mit absoluter Sicherheit auszuschließenden Fall eines Unfalles innerhalb der Baugrube (z.B. Auslaufen von Ölen oder Kraftstoffen) ist ein direkter Eintrag dieser Schadstoffe ins Grundwasser möglich. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 314 8.4.2.2 Wasserhaltung im Bereich der Baugruben und BE Flächen Beschreibungen der Wasserhaltungsmaßnahmen im Bereich der Baugruben für die Hauptsperre und das Auslaufbauwerk des Unterwasserstollens befinden sich in Antragsteil F.XI Baugrube Hauptsperre. In der Baugrube der Hauptsperre werden ca. 12 l/s Grundwasser für die Wasserhaltung angegeben. In der Baugrube des Auslaufbauwerks, die wesentlich kleiner ist als die Baugrube der Hauptsperre, werden ca. 3 - 5 l/s Grundwasser angegeben. Das anfallende Grund-, Niederschlags-, Berg- und Bauwasser von allen Bauflächen und Baugruben wird zunächst gesammelt und je nach Bedarf über Absetzbecken oder eine Bauwasserbehandlungsanlage gereinigt. Anschließend wird das Wasser dem Brauchwasserspeicher zugeführt und als solches genutzt. Überschüssiges Brauchwasser wird über die Resteentleerungs- /Befüllleitung in den Rhein eingeleitet. Die einzigen Ausnahmen zu dem oben beschriebenen Konzept bilden die Baustelleneinrichtungsflächen BEHABb und BEHABc. In der Baustelleneinrichtungsfläche BEHABb wird anfallendes Niederschlagswasser bis zur Fertigstellung der Resteentleerungs- /Befüllleitung versickert, nach der Fertigstellung wird es in den Rhein geleitet. Bei der Baustelleneinrichtungsfläche BEHABc wird während der gesamten Bauzeit anfallendes Niederschlagswasser versickert. Der Bereich der Baugrube der Hauptsperre wird mit offener Wasserhaltung (Pumpensümpfe) sowie Gravitationsbrunnen im Bereich Kristallin sowie Rüttelstopfsäulen und / oder Vakuumtiefbrunnen im Bereich der geringdurchlässigen Bodenschichten der quartären Talfüllung entwässert. Die Entnahmestellen werden nach Bedarf im Randbereich der Baugrube und in der Grubensohle angeordnet. Im rückwärtigen oberwasser- und unterwasserseitigen Teil der Baugrube werden Messstellen zum Grundwassermonitoring vorab eingerichtet. Der Erfolg der Absenkungs- und Entspannungsmaßnahmen wird durch rund 20 Piezometer erfasst. Durch die erforderlichen Wasserhaltungsmaßnahmen, vor allem im Bereich der Hauptsperre, erfolgt eine künstliche Absenkung des Grundwasserspiegels. Die Abschätzung der Reichweite der Grundwasserabsenkung über die Brunnenformel nach SICHARDT [140] ergab einen Radius von ca. 370 m ab Böschungsfuß der Baugrube. Zusätzlich zu den Bergwasserdrainagen kann dies zu einem Schüttungsrückgang von Quellen und Gewässern im Einflussbereich der Grundwasserabsenkung führen. Die voran genannten Eingriffe verursachen ein Defizit im Grundwasserhaushalt. Dieses Defizit ist gemäß Abbildung 65 für den Bauzustand für den westlichen Bereich des Haselbeckens ausgewiesen worden und bildet die Grundlage für die weitere Bewertung der umweltrelevanten Auswirkungen. Die durch die Wasserhaltung bedingten Auswirkungen auf das Grundwasser sind auf den Zeitraum der Bauarbeiten beschränkt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 315 Abbildung 66: Darstellung der Entwässerungsmaßnahmen im Haselbecken (aus Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen) 8.4.2.3 Dammschüttung aus Ausbruchsmaterial Die Schüttkörper der Staudämme werden aus dem Ausbruchmaterial des Unterwasserstollens errichtet. Vor dem Aufbringen des Oberbodens können die Schüttkörper frei durchsickert werden. Durch das Anschütten der Dämme mit gebrochenem Aushubmaterial wird zunächst Feinmaterial freigesetzt (Stäube) und die benetzbare Gesteinsoberfläche deutlich vergrößert. Niederschlagswasser kann demnach auch hier Feinmaterial ausspülen, was zu Trübungen in angrenzende Gewässer führen kann. Wie in Kapitel 8.2.2.3 beschrieben wurde, konnte bei Langzeit-Eluatversuchen gezeigt werden, dass bereits nach ca. 3 Tagen die Leitfähigkeit einen konstanten Basiswert erreicht hat (vgl. Antragsteil E.II Arsengutachten). Auf Grund dieser Ergebnisse sowie der Fließzeiten und der im weiteren Abstrom stattfindenden Verdünnung durch das Grundwasser ist im Hauptgrundwasserleiter im Rheintal keine Veränderung der Mineralisierung zu erwarten. Im Antragsteil E.II Arsengutachten wird dieses Wirkungsszenario im Zusammenhang mit dem Austrag von Arsen aus dem Beckenwasser über den Sickerwasserpfad zusätzlich beschrieben. 8.4.2.4 Anlage von Langzeitlagern Im Bereich Haselbecken ist die Anlage der Langzeitlager LZL1, LZL2 und LZL3 vorgesehen. Die Lage der Langzeitlager ist im Antragsteil B.VIII Deponieplanung dargestellt. Auf den Lang- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 316 zeitlagern wird autochthones, eventuell geogen belastetes Aushubmaterial (z.B. aus dem Unterwasserstollen) zwischengelagert. Auf Grund der geogenen Hintergrundbelastung an Arsen im Grundwasser im Bereich der Langzeitlager kann auf abdichtende Maßnahmen verzichtet werden (siehe hierzu Antragsteil B.VIII Deponieplanung und E.II Arsengutachten). Zur Ableitung von Oberflächen- und Sickerwasser sind Sickerschlitze und Entwässerungsgräben vorgesehen. In Tabelle 96 sind einige Eckdaten der Langzeitlager zusammengefasst. Die Langzeitlager LZL1 und LZL2 befinden sich innerhalb des Staubereiches. Das Langzeitlager LZL3 wird nach Beendigung der Baumaßnahmen rekultiviert. Demnach handelt es sich bei allen Langzeitlagern um temporäre Einrichtungen. Ohne vermeidende Maßnahmen könnte es während der Bauphase zu einem erhöhten Austrag bzw. zur Abschwemmung von Feinanteilen in angrenzende Gewässer oder ins Grundwasser kommen. Dies wird zum Teil durch Einleitung des Niederschlagswassers in Absetzbecken verhindert (siehe Kapitel 8.4.3.2). Tabelle 96: Kenndaten der Langzeitlager im Unterbecken (aus Antragsteil B.VIII Deponieplanung) LZL1 Lage: Höhe Gelände: Lagerung: LZL2 im Stauraum des späteren Unterbeckens LZL3 südlich des späteren Unterbeckens zwischen +345 m ü. NN und +403mü. NN Zwischen +375 und +390 m ü. NN temporäre Lagerung von Hanglehm/schutt, Beckenton, Sprengfels, Reißfels, Bohrfels aus BFHAB; temporäre Lagerung von Ausbruchsmassen aus den Stollen und Kavernen temporäre Lagerung von Oberboden maximale Lagerfläche: 142.400 m² maximale Lagerhöhe: 40 m derzeitige Nutzung: Zwischen +410 und +420 m ü. NN 17.350 m² 13.000 m² 2m Wald, Wiese 8.4.2.5 Versiegelung von Flächen Die Versiegelung von Flächen spielt im Bereich des Haselbachtals sowohl während als auch nach der Bauphase eine untergeordnete Rolle, da sich Flächenversiegelungen lediglich auf die Baustelleneinrichtungsflächen beschränken. Weitere Auswirkungen der Baustelleneinrichtungen sind in Kapitel 8.4.2.8 beschrieben. 8.4.2.6 Abdichtungsinjektionen Die nachfolgend beschriebenen Abdichtungsinjektionen haben zum Ziel, den Sickerwasserabfluss Richtung Rheintal und zu den Thermalquellen Bad Säckingen zu reduzieren. Die ge- ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 317 plante Maßnahme stellt zugleich einen Eingriff in den Grundwasserhaushalt dar. Der Auflockerungsbereich des anstehenden Fels wird im Bereich der Hauptsperre sowie im Bereich von Abschlussdamm I und II während der Bauphase mittels Injektionsbohrungen abgedichtet. Zusätzlich wird zwischen der Hauptsperre und dem Abschlussdamm II der Bereich des südlichen Beckenrandes mittels Injektionen abgedichtet. Die Injektionen konzentrieren sich auf Störungszonen und höher durchlässige Untergrundbereiche. Durch diese Maßnahmen wird der Sickerwasserverlust aus dem Unterbecken Richtung Süden reduziert. Die Abdichtungsmaßnahmen sind in Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken detailliert beschrieben. Durch die Abdichtungsarbeiten wird das Grundwasserfließverhalten beeinflusst, da die natürlichen Sickerwege des Grundwassers unterbunden werden. Berücksichtigt man in diesem Zusammenhang die Einbindung der Hauptsperre ins Kristallin, kann man davon ausgehen, dass der ursprüngliche Grundwasserstrom Richtung Westen weitgehend unterbunden wird. Im Abstrom werden keine Quellen oder Trinkwasserbrunnen nachhaltig durch die Maßnahme beeinflusst. Der Grundwasserabstrom aus dem Beckenbereich ist als vernachlässigbar gering gegenüber dem Grundwasserdargebot im Bereich des Hauptgrundwasserleiters des Rheintals einzustufen. Im Betriebszustand wird der durch den Dammfuß unterbundene Grundwasserabstrom durch den entstehenden Sickerwasseranfall wieder anteilig ausgeglichen (vgl. Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken). Des Weiteren kommt Grundwasser in Kontakt mit Zementsuspensionen, was sich auf die Grundwasserbeschaffenheit auswirken könnte. 8.4.2.7 Einstau und Sickerwasseranfall Im Betriebszustand ist der Bereich des Haselbachtals dauerhaft geflutet. Durch den geschlossenen Wasserkreislauf mit dem Oberbecken ergeben sich unterschiedliche Füllstände für das Haselbecken (Stauziel: 400 m ü. NN (Revisionsfall); Speicherschwerpunkt: 383 m ü. NN (Betriebsphase); Absenkziel 355 m ü. NN (Betriebsphase)) und entsprechend Potentialveränderungen der Grundwasserstände. Durch den Wassereinstau im Haselbachtal über das bisherige Niveau des Grundwasserspiegels werden sich im Umfeld die Verteilung der Druckhöhen des Grundwasserspiegels bzw. der Grundwasserstand und die Grundwasserfließverhältnisse ändern (siehe hierzu auch Kapitel 9). Zusätzlich ergeben sich Wasserverluste entlang von randlichen Umläufigkeiten im Bereich der Widerlager der Absperrbauwerke und entlang der südlichen Beckenbegrenzung (Duttenberg). Weitere Wasserverluste bedingt durch eine mögliche, entlang der Talachse streichende Störung werden in Kapitel 9.5 im Zusammenhang mit den Thermalquellen Bad Säckingen diskutiert. Nördlich des Beckens gibt es keine Vorflut, die entsprechende Wasserverluste aufnehmen könnte, da das Gelände erst steil und dann flach ansteigt. Der Untergrund ist hier aus relativ dichtem Gneis aufgebaut. Südlich des Abschlussdamms II wird die Beckenbegrenzung zum Bergsee durch eine schmale Felsrippe gebildet. Diese Felsrippe ist über weite Strecken dicht. Allein in Bohrung AUD 24 und AUH 27 waren nahe der Oberfläche (bis rd. 10 m u. GOK bzw. bis 390 m ü. NN) erhöhte Wasseraufnahmen zwischen 13 Lugeon und 35 Lugeon festzustellen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 318 Im Rahmen des Antragsteils F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken wurden numerische Modellrechnungen zur Ermittlung der Sickerwasserraten durchgeführt. Es handelt sich hierbei um die natürlichen Sickerverluste unter den angenommenen Randbedingungen (Einstau: 400 m ü. NN (Revisionsfall) bzw. 383 m ü. NN (Speicherschwerpunkt, Betriebsphase), Strömung: stationär, Durchlässigkeit: homogen und isotrop), jeweils für die Situationen vor und nach den Abdichtungsmaßnahmen. Im Rahmen der Berechnungen wurden die Sickerwassermengen für drei beispielhafte Verteilungen der Durchlässigkeiten bestimmt. Folgende Werte wurden gewählt: Verteilung 10 % maximale und 90 % mittlere Durchlässigkeiten Verteilung 15 % maximale und 85 % mittlere Durchlässigkeiten Verteilung 20 % maximale und 80 % mittlere Durchlässigkeiten Als Beispiel sind die Sickerwassermengen für die mittlere, maßgebende Staulage für den wechselnden Beckenwasserstand im Pumpspeicherbetrieb - Stau 383 m ü. NN mit Verteilung 15 % maximale und 85 % mittlere Durchlässigkeiten in Tabelle 97 zusammengefasst. In Tabelle 98 sind die Sickerwasserraten für das stationäre Stauziel bei 400 m ü. NN im Revisionsfall aufgelistet. Die Verteilung von 15 % / 85 % wird als repräsentativ für den Bereich des Haselbeckens angesehen (vgl. Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken). Demnach ist im Bereich des Unterbeckens ein Sickerwasseranfall von 10,7 l/s – 25,8 l/s zu erwarten. Die in Tabelle 97 und Tabelle 98 aufgelisteten geringen Sickerwasserraten im Bereich des Südhangs des Duttenbergs führen vermutlich zu keiner nennenswerten Belastung von Gewässern oder Quellen. Im Bereich der Hauptsperre fällt aufgrund des höchsten Drucks der größte Teil des Sickerwassers an. Die erwartete Menge von 6,1 l/s bei mittlerem Einstau ist geringfügig niedriger als die mittlere Grundwasserneubildung des Haselbachtals im Istzustand. Im Bereich des Abschlussdammes II im Osten ist durch den Einstau eine Verschiebung der Grundwasserscheide zu erwarten. Da die Höhe des Einstaus hier über dem Grundwasserspiegel liegt, ist nach dem Einstau mit einem Abfluss nach Osten zu rechnen. Da unklar ist, ob der Schöpfebach als Vorflut wirkt, könnte dadurch ohne Gegenmaßnahmen der Zustrom von Grundwasser zum Bad Säckinger Thermalwasservorkommen erhöht werden (siehe hierzu Ausführungen in Kapitel 9). Als Gegenmaßnahme ist eine Brunnengalerie geplant (siehe Kapitel 9.7). Abfluss Haselbach Durch die Anlage des Unterbeckens liegt nahezu das gesamte Einzugsgebiet des Haselbachs im Bereich des Beckens. Während der Bauphase ist der Abfluss durch die Wasserhaltungsmaßnahmen beeinflusst. Entsprechend der Reduzierung des Einzugsgebietes vermindert sich der Restabfluss des Gewässers. Das Einzugsgebiet des Haselbachs hat eine Fläche von rd. 109 ha. Davon verbleibt noch ein Resteinzugsgebiet westlich der Hauptsperre von 28,2 ha. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 319 Tabelle 97: Zusammenstellung der ermittelten Sickerwassermengen (85/15), Speicherschwerpunkt Normalbetrieb: 383 m ü. NN (aus Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken) Sickerverluste vor Abdichtung Qs (l/s) Sickerverluste nach Abdichtung Qs (l/s) Abschlussdamm I 1,5 1,1 Abschlussdamm II n.a1). 0,7 Hauptsperre n.a. 6,1 Schnitte H1 bis H5 und Einbindungsbereiche 1,5 1,5 Imperfektionen Hauptsperre + ASD II n.a. 1,3 Summe Sickerwassermengen n.a. 10,7 n.a. In den mit „n.a.“ bezeichneten Feldern sind die Berechnungen nicht anwendbar (siehe Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken) Tabelle 98: Zusammenstellung der ermittelten Sickerwassermengen (85/15), Stauziel Revisionsfall: 400 m ü. NN Sickerverluste vor Abdichtung Qs (l/s) Sickerverluste nach Abdichtung Qs (l/s) Abschlussdamm I 4,1 2,5 Abschlussdamm II n.a. 1,9 Hauptsperre n.a. 11,2 Schnitte H1 bis H5 und Einbindungsbereiche 9,1 7,7 Imperfektionen Hauptsperre + ASD II n.a. 2,5 Summe Sickerwassermengen n.a. 25,8 n.a.: In den mit „n.a.“ bezeichneten Feldern sind die Berechnungen nicht anwendbar (siehe Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken) 8.4.2.8 Anlage von Baustraßen und BE-Flächen Baustraßen Im Bereich des Duttenbergs soll der entlang der Südflanke verlaufende Forstweg als Baustraße mit einer Breite von 3,5 m genutzt bzw. ausgebaut werden. Der Ausbau bzw. die Verbreiterung sieht keine Versiegelung/Asphaltierung sondern lediglich einen verfestigten Schotter vor. Dabei soll das auf den Wegen und auch auf dem Abschlussdamm I (ASD I) anfallende Regenwasser breitflächig über die Bankette ins angrenzende Gelände versickert ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 320 werden (vgl. Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Über die Baustraße sollen nur die größeren Stahlwasserbauteile angeliefert werden. Im Bereich des Rheintals werden ebenfalls vorhandene Straßen und Feldwege genutzt, die zum Teil auch ausgebaut werden sollen. Die Baustraßen dienen hier einerseits zum Anfahren der BE-Flächen und im Bereich der Brunnen Nagelfluh zum Transport von Baumaterialien für die Restentleerungs- /Befüllleitung, der Pumpstation Rhein für die Befüllung des Haselbeckens und dem Auslaufbauwerk. Die zu den BE-Flächen führenden Straßen werden auf 6,0 m verbreitert und asphaltiert. Die zur Restentleerungs-/ Befüllleitung führende, parallel zur Bahntrasse verlaufende Baustraße wird im Bereich eines vorhandenen Feldweges angelegt, der auf ca. 3,5 m verbreitert wird. Auf den Baustraßen werden keine Gefahrgüter transportiert. Als wassergefährdende Stoffe kommen allein Treibstoffe und Schmiermittel der eingesetzten Fahrzeuge bzw. entsprechende Lager von Betriebsstoffen innerhalb der BE-Flächen in Betracht. Da keine Gefahrgüter transportiert werden, besteht der so genannte “worst case“ aus einem Unfall in Form von Auslaufen von Betriebsstoffen aus den Baufahrzeugen (Diesel, Öle). In dem nicht mit absoluter Sicherheit auszuschließenden Fall eines Unfalles innerhalb der Baugrube (z.B. Auslaufen von Ölen oder Kraftstoffen) ist ein direkter Eintrag dieser Schadstoffe ins Grundwasser wahrscheinlich. Umschlag, Lagerung und Verwendung der Betriebsstoffe müssen nach Vorgaben des WHG und den dazugehörigen Verordnungen erfolgen. Im Falle eines Unfalls im Baufeld mit Betriebsstoffen sollte ein Schadstoffeintrag ins Grundwasser durch schnelles, gezieltes Eingreifen verhindert werden. Dazu sollte in Abstimmung mit der Stadt Wehr und den zuständigen Behörden ein Notfallplan erstellt werden. Ein Ausbau nach Richtlinien für Bautechnische Maßnahmen an Straßen in Wassergewinnungsgebieten (RiStWag) für die neu angelegten bzw. ausgebauten Baustraßen und BE-Flächen innerhalb der Wasserschutzgebiete ist nicht erforderlich. Die geplante Baustraße im Bereich des Duttenbergs befindet sich innerhalb der Zone III des Wasserschutzgebietes für die Tiefbrunnen der Gemeinden Wehr (Tiefbrunnen Nagelfluh I und II) und Bad Säckingen (Tiefbrunnen Wallbach). Die Tiefbrunnen fördern Wasser aus den gut durchlässigen quartären Schottern des Hochrheintals. Die quartären Schotter werden im Osten durch den Anstieg des Grundgebirges des Schwarzwaldes begrenzt. Der Untergrund im Bereich des Südhangs des Duttenbergs besteht aus geringer durchlässigen glazialen Böden über Rotliegend-Sedimenten. Der Hintergrund für die Einbeziehung dieses Bereichs in die Wasserschutzzone III liegt in der Einbeziehung des oberirdischen Einzugsgebietes, zu dem die Südflanke des Duttenbergs gehört. Ein unmittelbarer Zustrom aus dem Gebiet des Duttenbergs auf die Brunnen ist aus o.g. Gründen nicht gegeben. Baustelleneinrichtungsflächen Im Bereich Haselbecken sind folgende Baustelleneinrichtungsflächen (BE-Flächen) geplant: - BE-Fläche a (BEHABa) – 4,6 ha BE-Fläche b (BEHABb) – 0,8 ha BE-Fläche c (BEHABc) – 2,0 ha ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 321 Die Lage der BE-Flächen ist in Antragsteil B.VII Durchführung der Maßnahme dargestellt. Auf Grund der Lage der BEHABc im Wasserschutzgebiet III werden hier hauptsächlich Büros aufgestellt. Für mögliche Gefährdungen bezüglich des Untergrundes gelten die im vorherigen Absatz aufgeführten Wirkungen. 8.4.2.9 Wasserschutzgebiete Im Bereich des Haselbeckens liegen eine gefasste nicht genutzte Quelle und mehrere naturnahe Quellaustritte, deren Einzugsgebiete verloren gehen. Demnach ist eine Wirkung auf diese Quellen und die davon abhängigen Feuchtgebiete als „sicher“ einzustufen. Im unmittelbaren Abstromgebiet nach Westen gibt es keine Nutzung von gefassten und/ oder öffentlichen Quellen. Entlang des Höhenrückens des Duttenbergs verläuft die Grenze der Zone III des Wasserschutzgebietes für die Tiefbrunnen Nagelfluh I und II und Wallbach der Stadt Wehr und die quantitative Zone B.1 des vorläufig fachtechnisch abgegrenzten Heilquellenschutzgebiets der Thermalquellen Bad Säckingen. Der mögliche Einfluss auf die Thermalquellen Bad Säckingen ist in Kapitel 9 beschrieben. Ein Einfluss auf die Tiefbrunnen Nagelfluh I und II und Wallbach ist nach dem derzeitigem Stand der Kenntnis ausgeschlossen, da die Tiefbrunnen im Bereich des ergiebigen, quartären Grundwasserleiters des Rheintals verfiltert sind, der keine direkte Verbindung zum Bereich des Haselbachtals hat. 8.4.3 Maßnahmen 8.4.3.1 Abdichtungsmaßnahmen Die durch die Wasserhaltung bedingten Auswirkungen auf das Grundwasser sind auf den Zeitraum der Bauarbeiten beschränkt und wirken sich nur lokal aus. Es sind diesbezüglich keine Maßnahmen geplant bzw. möglich. Um das Ausmaß des betriebsbedingten Sickerwasseranfalls zu reduzieren, werden während der Bauphase folgende, bereits in Kapitel 8.4.2.6 beschriebenen Abdichtungsmaßnahmen durchgeführt: - Einbringen eines Injektionsschleiers entlang des südlichen Beckenrandes zwischen der Hauptsperre und dem Abschlussdamm II Vertiefen der Dichtwand des Abschlussdammes II bis ins Kristallin Einbringen von Injektionsschleiern in den Randbereichen der Dämme Damit können die oben beschriebenen Auswirkungen verringert oder gar ausgeschlossen und folgende Ziele erreicht werden: - Verringerung der Sickerwasserverluste des Betriebwasserkreislaufs während des Anlagenbetriebs Vermeidung einer Beeinflussung benachbarter Grundwassernutzungen (z. B. Heilquellen Bad Säckingen) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 322 Um ein Abströmen von Grundwasser im Bereich Abschlussdamm (ASD II) nach Osten hin zu den Heilquellen Bad Säckingen zu vermeiden, soll am luftseitigen Dammfuß eine Brunnengalerie errichtet werden. Eine genauere Beschreibung hierzu ist in Kapitel 9 enthalten. 8.4.3.2 Versickerungsbecken - Bauwasserbehandlung Das anfallende Baugruben- und Bergwasser wird über Absetzbecken oder über eine Bauwasserbehandlungsanlage gereinigt, sodass eine Beeinträchtigung der Wasserqualität, sowie eine mögliche Belastung der Wässer mit Schwermetallen ausgeschlossen sind. Da lediglich temporär in den Bereichen der Baustelleneinrichtungsflächen BEHABb und BEHABc gereinigtes Wasser versickert wird, kann eine Gefährdung des Grundwassers ausgeschlossen werden. 8.4.3.3 Vorhalten von Ölbindemitteln Um ein Versickern von Schadstoffen in den Untergrund im Bereich von Baustraßen und BEFlächen zu verhindern, müssen in ausreichender Nähe geeignete Werkzeuge und Ölbindemittel vorgehalten werden um bereits ausgelaufene Stoffe zu binden, zu bergen (Erdaushub) und zu entsorgen. Darüber hinaus sollte die zu ergreifenden Maßnahmen in einem Notfallplan beschrieben werden. Siehe hierzu auch Kapitel 8.5.3. 8.4.4 Zusammenfassung der Auswirkungen und Maßnahmen Die Eintrittswahrscheinlichkeiten der bau - und betriebsbedingten Wirkungsszenarien werden im Folgenden zusammengefasst. Während der Bau- und Betriebsphase sind Wirkungen auf den Grundwasserhaushalt und somit auf die Grundwasserstände, Quellschüttungen und damit auch auf angrenzende Gewässer vor allem durch den Bau der Hauptsperre nicht zu vermeiden. Hier sind während der Bauphase keine entsprechenden Maßnahmen möglich, um allfällige Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt zu minimieren bzw. zu verhindern. Die Beeinflussung von Gewässern durch abgeleitetes Baugruben- und Bergwasser während der Bauphase wird durch die Aufbereitung in einer Bauwasserbehandlungsanlage verhindert. Nach der Bauphase ist eine Beeinflussung der Wasserqualität durch abströmendes Sickerwasser aus dem Becken nicht zu erwarten. Durch den Bau des Haselbeckens geht der Haselbach im Bereich des Staubeckens verloren. Eine Auswirkung auf die im quartären Hauptgrundwasserleiter des Rheintals liegenden Tiefbrunnen Nagelfluh I und II und Wallbach ist aufgrund der hydrogeologischen Situation nicht zu erwarten. Der Grundwasserabstrom aus dem Haselbecken liegt nicht im Einzugsgebiet der Brunnen. Eine Gefährdung der Brunnen durch die anfallenden Sickerwassermengen ist auszuschließen, da die Brunnen aus den quartären Schottern des Rheintals ihr Wasser beziehen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 323 Tabelle 99: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Haselbachtal auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase Wirkungsszenario naturnahe GrundwasserneuQuellen bildung GrundwasserC1 stand gefasste Wasserführung Quellen von Quellen naturnahe Quellen Wasserqualität C2 von Quellen und Grundwasser gefasste Quellen Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen sicher möglich möglich unmöglich C3 Wasserführung im Fließgewässer sicher C4 Wasserqualität im Fließgewässer möglich Begründung Vermeidungsmaßnahmen - Wasserhaltung in den Baugruben - Einrichtung von Baustelleneinrichtungsflächen - Bergwasserdrainage in Stollen und Schächten Dadurch Rückgang von Quellschüttungen und Quellbächen - Anlage von Versickerungsbecken für das Niederschlagswasser der Baustelleneinrichtungsflächen - Vorauseilende und/oder nachlaufende Injektionen von wasserführenden Zonen in Stollen - Entfernung der Deckschichten (Schutzwirkung) - Ausschwemmungen im Bereich der Baugrube und der Dämme, dadurch Trübungen, mikrobiologische und hydrochemische Veränderungen - Worst case = Havarie von Baumaschinen mit Ölunfall - Anlage von Rückhalte- und Absetzbecken und einer Bauwasserbehandlungsanlage. - Verwendung von biologisch abbaubaren Ölen und Schmierstoffen - Vorhalten von Ölbindemitteln und Geräten für die Bergung (Erdaushub) von Schadstoffen - Der Großteil des Einzugsgebietes des Haselbachs - Keine liegt im Beckenbereich. - Siehe C2 - Anlage von Langzeitlagern - Anlage von Rückhalte- und Absetzbe- Bergwasserableitung in den Rhein cken und einer Bauwasserbehand- Zementsuspensionen aus Abdichtungen und Betonlungsanlage bauten. Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen sicher möglich unmöglich unmöglich sicher unmöglich C5 Feuchtgebiete sicher - Abtrag von Oberboden im Bereich der Baugruben - Errichtung der Langzeitlager - Keine sicher C6 Vegetation sicher - Siehe C - Keine sicher sicher - Baugruben, Absperrbauwerke - Keine sicher sicher - Durch Baugrubenaushub Verringerung des quartären Aquifers des Haselbachtals - Keine sicher sicher - Umläufigkeiten im Bereich der Absperrbauwerke - Keine sicher Terrainbewegungen Aquifer-/ SpeiC8 chervolumen GW-FließverhalC9 ten C7 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 324 Tabelle 100: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Haselbachtal auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand Wirkungsszenario Grundwasserneubildung GrundwasserC1 stand Wasserführung von Quellen naturnahe Quellen Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen Begründung Vermeidungsmaßnahmen sicher Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen möglich - Beckeneinstau verändert Grundwasserstände im Bereich der Dämme und des Duttenberg - Quellen werden überflutet - Einbringung eines Injektionsschleiers zur Verminderung des Sickerwasseranfalls - Quellen am Südhang des Duttenbergs können Sickerwasser aufnehmen - Thermalquellen - Einbringung eines Injektionsschleiers zur Verminderung des Sickerwasseranfalls - Brunnengalerie - Der Großteil des Einzugsgebietes des Haselbachs liegt im Beckenbereich. - Keine sicher unmöglich - Keine - Keine unmöglich C5 Feuchtgebiete unmöglich - Keine - Keine unmöglich C6 Vegetation unmöglich - Keine - Keine unmöglich - Da es durch die wechselnden Wasserstände im Staubereich zu Hanginstabilitäten kommen kann - Stabilisierungsmaßnahmen an den Hängen (siehe Antragsteil F.VIII Hangstabilität Unterbecken) - Ausgleich des Verlustes an Grundwasserneubildungsrate durch den Sickerwasseranfall Wasserqualität C2 von Quellen und Grundwasser Wasserführung im Fließgewässer Wasserqualität im C4 Fließgewässer C3 C7 Terrainbewegungen C8 Aquifer-/ Speichervolumen GW-FließverhalC9 ten gefasste Quellen naturnahe Quellen gefasste Quellen unmöglich möglich unmöglich sicher möglich sicher - Durch Beckenaushub Verringerung des quartären Aquifers des Haselbachtals sicher - Der unterirdische Abfluss Richtung Westen wird unterbrochen, Sickerwasseranfall - Umläufigkeiten im Bereich der Absperrbauwerke ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 325 - Brunnengalerie östlich ASD II; Stabilisierung des GW-Spiegels auf natürlichem Niveau unmöglich möglich unmöglich möglich möglich sicher 8.5 Vorhabensbereich Unterbecken, Bereich Rheintal 8.5.1 Beschreibung der Projektbestandteile Die Restentleerungs- und Befüllleitung besteht aus einem Stollen im Bereich des Duttenbergs und einer erdverlegten Leitung in den quartären Schottern des Rheintals. Der Restentleerungs- und Befüllstollen dient der Aufnahme der Restentleerungs- und Befüllleitung des Unterbeckens und des Unterwasserstollens. An den Stollen schließt die erdverlegte Trasse der Restentleerungs- und Befüllleitung an, die bis zum Rhein führt. Sie liegt in den quartären Schottern des Rheintals mit deutlich anderen hydrogeologischen Eigenschaften als die Festgesteine im Bereich des Restentleerungs- /Befüllstollens. Das in den Untergrund einzubauende Stahlrohr (DN 1000) wird in rd. 3,0 m Tiefe eingebaut und mit 1,5 m Bodenmaterial überdeckt. Für die Dauer der Bauzeit wird eine 3 m breite Baustraße an der Seite des Grabens benötigt. Eine detaillierte Beschreibung auch der weiteren Bauwerke wie das Auslaufbauwerk und die Pumpstation am Rhein findet sich im Antragsteil B.I Bautechnische Beschreibung. 8.5.2 Wirkungen 8.5.2.1 Entfernen der Deckschichten - Aushub Die während der Bau- und Betriebsphase relevanten Eingriffe auf das Schutzgut Grundwasser sind: - Entfernung der schützenden Deckschichten (Bauphase) Aushub der ungesättigten und gesättigten Zone des Porengrundwasserleiters innerhalb von Wasserschutzgebietszonen II und III (Bauphase) Verringerung des Fließquerschnitts im Bereich Auslaufbauwerk (Betriebsphase) Durch das Entfernen der Deckschicht auf einer Breite von 3 - 4 m im Bereich der Leitungstrasse und die durchzuführenden Grabungsarbeiten erhöht sich die Möglichkeit einer Verunreinigung des Grundwassers. Angesichts der Grundwasserflurabstände von 5 - 8 m sind keine Wasserhaltungsmaßnahmen für die Verlegearbeiten der Leitung erforderlich. Die Planungen zum Auslaufbauwerk sind im Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen und B.VII Durchführung der Maßnahme dargestellt. Demnach beträgt die Aushubtiefe ca. 10 m unter Gelände und reicht damit ca. 6 - 8 m unter den Wasserspiegel des Rheins. Es wird ein geschlossener Spundwandkasten mit dichter Bauwerkssohle erstellt. Es wird somit nur das Wasser innerhalb des geschlossenen Kastens abgepumpt, vor Ort behandelt und der Vorflut direkt wieder übergeben. Ein Wasserzutritt in die Baugrube wird also durch die Kombination Spundwand und Unterwasser-Betonsohle verhindert. Eine Grundwasserabsenkung in der Umgebung wird dadurch unterbunden. Die Spundwand wird voraussichtlich wieder gezogen. Ein Wasserzufluss wird durch eine wasserundurchlässige Betonbauweise unterbunden, so dass auch in der Betriebsphase keine Wasserhaltung bzw. Grundwasserentnahme vorliegt. Durch die Anlage des Bauwerks innerhalb der wassergesättigten Zone (Aquiferbereich) kommt es zu einer dauerhaften Verringerung des Fließquerschnitts. Zur Vermeidung von Grundwasserbelastungen sei auf die Maßnahmen in Kapitel 8.5.3 verwiesen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 326 8.5.2.2 Anlage von Baustraßen und Baustelleneinrichtungsflächen Im Bereich des Rheintals liegen der gesamte Verlauf der Restentleerungs- /Befüllleitung sowie das Auslaufbauwerk und die parallel dazu verlaufenden Baustraßen im Bereich Zonen II und III des Wasserschutzgebietes der Tiefbrunnen Nagelfluh I und II und Wallbach, also im unmittelbaren Zustrombereich zu den Tiefbrunnen. Der überwiegende Teil der Baustelleneinrichtungsfläche liegt ebenfalls im Bereich der quartären Schotter, allerdings in der Zone III. Auf Grund der hydrogeologischen Verhältnisse (gut durchlässiger Porengrundwasserleiter) ist die Gefahr für das Grundwasser durch Betriebsunfälle hier ungleich höher einzuschätzen. 8.5.2.3 Wasserschutzgebiete - Brunnen Die geplante erdverlegte Leitung und das Auslaufbauwerk liegen innerhalb folgender Wasserschutzgebietszonen (siehe Anlage 13): - Rechtskräftige Schutzgebietszone II und III der Tiefbrunnen Nagelfluh I und II und Tiefbrunnen Wallbach. Quantitativ abgegrenzte Schutzgebietszone B.1 der Thermalquellen Bad Säckingen. Für den Tiefbrunnen Nagelfluh I besteht die Möglichkeit von Trübungen und mikrobiologischen Verunreinigungen durch Ausschwemmen von Feinanteilen während der Kanalbauarbeiten und durch Unfälle im Bereich der Baustraßen, da sich die Bauwerke im direkten Zustrom zum Brunnen befinden. Vor allem bei geöffneter Kanaltrasse besteht bei starken Niederschlagsereignissen die Gefahr der Ausschwemmung von Feinanteilen, die zu einer Trübung in den Tiefbrunnen führen kann. In diesem Bereich ist verstärkt darauf zu achten, dass entsprechende Maßnahmen (siehe Kapitel 8.5.3) ergriffen werden, um Schadstoffeinträge in den Untergrund zu vermeiden. Gemäß den vorliegenden Grundwassergleichenplänen liegt der Tiefbrunnen II nicht im unmittelbaren Abstrombereich der Leitung. Bei Förderbetrieb der Brunnen liegen die Bauwerke jedoch auch im Zustrombereich zum Tiefbrunnen II. Da der Tiefbrunnen II wesentlicher Bestandteil der Trinkwasserversorgung der Stadt Wehr ist, ist dessen Betrieb auch während der Baumaßnahmen zu gewährleisten und sicherzustellen. Eine laufende Kontrolle der Wasserqualität der Brunnen während der baulichen Eingriffe ist daher erforderlich. 8.5.3 Maßnahmen Da der Tiefbrunnen Nagelfluh I derzeit nicht genutzt wird, wäre es sinnvoll, den Brunnen auch während der geplanten Bauarbeiten außer Betrieb zu lassen, sofern dadurch keine Engpässe in der Wasserversorgung der Stadt Wehr entstehen. Im Sinne des Grundwasserschutzes sind Arbeiten im Bereich der Schutzzonen mit größter Sorgfalt auszuführen und die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen zu beachten. Hier wird besonders auf die folgenden Verordnungen bzw. Gesetze hingewiesen: - Anlagenverordnung wassergefährdende Stoffe (VAwS) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 327 - Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (WasgefStAnlV) Wasserhaushaltsgesetz (WHG) - § 62 Anforderungen an den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen Einzusetzende Baumaschinen sollten mit biologisch abbaubaren Schmierstoffen betrieben werden. Insbesondere für das Lagern und Umschlagen von Betriebsstoffen innerhalb der Baustelleneinrichtungsflächen sind die oben aufgeführten Vorschriften zu beachten. Erheblicher Einfluss auf das Schutzgut Grundwasser kann nach Einhalten der o. g. Maßnahmen verhindert werden, insbesondere durch das Vorhalten geeigneter Werkzeuge und ausreichender Mengen an Ölbindemittel. Es wird empfohlen, eine regelmäßige Eigenüberwachung der Anlagen auf der Baustelle hinsichtlich möglicher Gefährdungen durchzuführen. Weiterhin sollte vorsorglich ein Sicherheitskonzept erstellt werden, um eine potentielle Gefährdung des Grundwassers, vor allem innerhalb der Wasserschutzgebiete, zu vermeiden (siehe auch Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Die Möglichkeit von Trübungen durch Feinanteile aus dem Bereich der Kanaltrasse sollte durch regelmäßige Trübungsmessungen erfasst werden. Gegebenenfalls sollte der Notfallplan das Vorhalten von geeigneten Filteranlagen vorsehen. Durch die geringen Schwankungen des Grundwasserspiegels und den relativ hohen Flurabstand ist nicht zu erwarten, dass die Leitungstrasse in den Grundwasserwechselbereich kommt. Nach Beendigung der Bauphase muss die Deckschicht im Bereich der Leitungstrasse wieder hergestellt werden, um die Schutzfunktion für das Grundwasser wieder zu gewährleisten. 8.5.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen Durch die Anlage der erdverlegten Leitung und des Auslaufbauwerks wird im Bereich des als sensibel einzustufenden Grundwasserleiters die schützende Deckschicht entfernt und im Bereich des Auslaufbauwerks die gesättigte Zone des Aquifers ausgehoben. Während der Bauphase sind somit Wirkungen auf die Grundwasserqualität möglich. Hier sind während der Bauphase entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, um mögliche Wirkungen auf die Grundwasserqualität zu minimieren bzw. zu verhindern (siehe Kapitel 8.5.3). Die Dauer einer möglichen qualitativen Beeinflussung ist zeitlich auf die kurze Bauphase begrenzt. Durch das Auslaufbauwerk selbst kommt es zu einer dauerhaften Verringerung des Fließquerschnitts. Da das Bauwerk im Abstrom der Brunnen liegt, werden keine nachteiligen Wirkungen erwartet. Als wichtigste Maßnahme ist die Überwachung der Wasserqualität der Brunnen (Trübung, Mikrobiologie) zu nennen. Weiterhin sollte ein Sicherheitskonzeptes bzw. ein Notfallplan zur Aufrechterhaltung der Wasserversorgung der Stadt Wehr aufgestellt werden. Die in Kapitel 8.5.3 aufgeführten Vorschriften zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen in Wasserschutzgebieten sind zu beachten. Der derzeit nicht genutzte Tiefbrunnen Nagelfluh I sollte auch während der Bauphase nicht genutzt werden. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 328 Tabelle 101: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Rheintal auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase Wirkungsszenario naturnahe GrundwasserneuQuellen bildung GrundwasserC1 stand gefasste Wasserführung Quellen von Quellen Wasserqualität C2 von Quellen und Grundwasser Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen - Kein Aushub des Grundwasserleiters naturnahe Quellen möglich gefasste Quellen möglich unmöglich C4 Wasserqualität im Fließgewässer möglich Terrainbewegungen Aquifer-/ SpeiC8 chervolumen GW-FließverhalC9 ten C7 unmöglich möglich sicher - Keine unmöglich - Entfernung der Deckschichten (Schutzwirkung) - Ausschwemmungen im Bereich der Baugrube und der Dämme, dadurch Trübungen, mikrobiologische und hydrochemische Veränderungen - Worst case = Havarie von Baumaschinen mit Ölunfall - Anlage von Rückhalte- und Absetzbecken und einer Bauwasserbehandlungsanlage. - Verwendung von biologisch abbaubaren Ölen und Schmierstoffen - Vorhalten von Ölbindemitteln und Geräten für die Bergung (Erdaushub) von Schadstoffen - Keine Kreuzung von Fließgewässern - Keine unmöglich - Siehe C2 - Siehe C2 unmöglich - Keine Feuchtgebiete im Vorhabensbereich - Keine unmöglich - Leitungsverlegung - keine möglich - Aushebung von Gräben - Keine sicher - Keine unwahrscheinlich - Keine unmöglich unwahrscheinlich - Leitungstrasse liegt in der ungesättigten Zone Unmöglich Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen unmöglich unmöglich Wasserführung im Fließgewässer C6 Vegetation Vermeidungsmaßnahmen unmöglich C3 C5 Feuchtgebiete Begründung - Siehe C1 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 329 unwahrscheinlich unwahrscheinlich Tabelle 102: Wirkungen im Vorhabensbereich Unterbecken – Bereich Rheintal auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand Wirkungsszenario naturnahe GrundwasserneuQuellen bildung GrundwasserC1 stand gefasste Wasserführung Quellen von Quellen naturnahe Quellen Wasserqualität C2 von Quellen und Grundwasser gefasste Quellen Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen Begründung Vermeidungsmaßnahmen unmöglich Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen unmöglich - Kein Aushub des Grundwasserleiters - Keine unmöglich unmöglich unmöglich unmöglich unmöglich - Keine Beeinflussung von Quellen und Grundwasser - Keine - Keine Kreuzung von Fließgewässern - Keine unmöglich unmöglich C3 Wasserführung im Fließgewässer unmöglich C4 Wasserqualität im Fließgewässer möglich - Keine Beeinflussung von Fließgewässern - Keine unmöglich unmöglich - Keine Feuchtgebiete im Vorhabensbereich - Keine unmöglich - Leitungsverlegung - keine möglich - Aushebung von Gräben - Keine sicher - Leitungstrasse liegt in der ungesättigten Zone - Keine unwahrscheinlich - Siehe C1 - Keine unmöglich C5 Feuchtgebiete C6 Vegetation Terrainbewegungen Aquifer-/ SpeiC8 chervolumen GW-FließverhalC9 ten C7 möglich sicher unwahrscheinlich Unmöglich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 330 8.6 Vorhabensbereich Wehr 8.6.1 Beschreibung der Projektbestandteile Deponie D1 Schindelgraben Die geplante Deponie D1 Schindelgraben liegt in den Graniten und Gneisen des WieseWehra-Komplexes. Die Granite sind in der Regel im obersten Bereich stark verwittert und werden dann als Berglesand (Granit-Grus) bezeichnet. Im Bereich der Talaue verläuft in ost-westliche Richtung die Wolfriststörung (siehe Anlage 1). Der Berglesand bildet zusammen mit dem verwitterten und zerklüfteten Fels des Festgesteins den Aquiferbereich des oberen Grundwasserleiters (Verwitterungszone). Gemäß Kapitel 6.2.6.2. handelt es sich überwiegend um einen Kluftgrundwasserleiter, der Berglesand hat aber auch Eigenschaften eines Porengrundwasserleiters. Die oberhalb der geplanten Deponie austretenden Quellen werden im Zuge der Erstellung der Basisabdichtung gefasst und unterhalb der Basisabdichtung kontrolliert abgeleitet. Die Deponie D1 Schindelgraben ist als 42.500 m² große Monodeponie der Klasse DK I geplant, in der spezifische Massenabfälle, die nach Art, Schadstoffgehalt und Reaktionsverhalten ähnlich und untereinander verträglich sind, abgelagert werden. Eine detaillierte Beschreibung findet sich im Antragsteil B.VIII Deponieplanung. Die Deponie liegt in keinem Wasserschutzgebiet. BE-Fläche Betriebsgelände Wehr (BEBGW) Beim Betriebsgeländer Wehr stehen Gneise und Granite der Wiese-Wehra-Formation, Malsburg Granite sowie anthropogene Aufschüttungen an. Der Bereich des BG Wehr einschließlich der temporären BE-Fläche ist rund 2,4 ha groß. Davon werden rund 1,2 ha als temporäre BEFläche mit einem Versiegelungsgrad von ca. 60 % für das Bauvorhaben PSW Atdorf genutzt werden. BE-Flächen Krotmatt (BEKMa und BEKMb) Die BE Flächen Krotmatt liegen auf jungen Talfüllungen. Sie haben eine Fläche von rund 2,1 ha (BEKMa) und rund 1,2 ha (BEKMb). Beide BE-Flächen werden bauzeitig mit Asphalt befestigt bei einem Versiegelungsgrad von ca. 90 %. 8.6.2 Wirkungen Die während der Bauphase relevanten Wirkungen auf das Grundwasser sind: - Sickerwasser mit erhöhten Arsenwerten während der Bauphase im Bereich der Deponie D1 Schindelgraben Während der Einlagerungszeit fällt das Regenwasser auf die offenen Ablagerungsbereiche und kommt so mit dem eingelagerten arsenhaltigen Gestein in Kontakt. Dadurch kann Arsen ausgeschwemmt und vom Sickerwasser transportiert werden. Da die Deponie eine Basisabdichtung erhält und das Sickerwasser kontrolliert abgeleitet wird, besteht keine Gefahr für das Grundwasser ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 331 - Oberflächenversiegelung Durch die Oberflächenabdichtung der Deponie D1 Schindelgraben kommt es zu einer Flächenversiegelung. Im Bereich der Deponiefläche kann das Regenwasser nicht mehr zur Grundwasserneubildung beitragen. Bei einer Deponiefläche von 42.500 m² und einer mittleren Grundwasserneubildungsspende von 11 l/(s*km²) ergibt sich ein Grundwasserneubildungsverlust von ca. 0,47 l/s für den Bereich der geplanten Deponie. Da im abstromigen Bereich der Deponie keine Nutzung des Grundwassers stattfindet und der Abfluss in das Wehrabecken erfolgt ergeben sich keine nachteiligen Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt. Im Bereich des Betriebsgeländes Wehr werden 60 % der geplanten Flächen versiegelt. Dies entspricht einer Fläche von 0,72 ha. Bei einer Grundwasserneubildungsspende von 11 l/s * km² ergibt sich ein Verlust von ca. 0,08 l/s für die Grundwasserneubildung im Bereich der BEFläche. Auch hier entstehen durch die anteilige Versiegelung keine nachteiligen Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt. Im Bereich der BE-Flächen Krotmatt werden während der Bauzeit 90% der Fläche versiegelt. Bei einer Grundwasserneubildungsspende von 13 l/s * km² ergibt sich für die gesamte Fläche ein Verlust von ca. 0,39 l/s für die Grundwasserneubildung, wodurch sich keine nachteiligen Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt ergeben. 8.6.3 Maßnahmen Deponie D1 Schindelgraben Der gesamte Deponiebereich wird mit einer Basisabdichtung und einer Flächendrainage versehen. Damit kann das mit geogenem Arsen belastete Sickerwasser während der Bauphase gefasst werden und über Sickerwasserrohre in einen außerhalb der Deponie angeordneten Sammelschacht geleitet werden. Anschließend wird das Sickerwasser einer Aufbereitungsanlage zugeführt. Nach der Bauphase erhält die Deponie eine Oberflächenabdichtung. Daher fällt langfristig kein Sickerwasser an, das in den Untergrund gelangen kann. Das Oberflächenwasser aus dem Deponiebereich wird kontrolliert über Sammelgräben an den Seitenrändern des Deponiekörpers abgeleitet. Das Wasser fließt demselben Sammelschacht zu, in den das Sickerwasser nach der Aufbereitung geführt wird. Von dort wird das Wasser gemeinsam in das Wehrabecken abgeleitet. Das Oberflächenwasser des Einzugsgebiets oberhalb der Deponie wird über Entwässerungsgräben im Flankenbereich ebenfalls über den Sammelschacht dem Wehrabecken zugeführt. Damit werden negative Auswirkungen auf die lokale Wasserbilanz ausgeschlossen. BE_Flächen Das Niederschlagswasser im Bereich der BE-Flächen Krotmatt und BG Wehr wird aufbereitet (Absetzbecken) und einem Brauchwasserspeicher zugeführt. Überschüssiges Brauchwasser wird in das Wehrabecken eingeleitet. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 332 8.6.4 Zusammenfassung der Wirkungen und Maßnahmen Durch die Anlage der Deponie D1 Schindelgraben und der BE-Flächen im Bereich des BG Wehrs sowie Krotmatt werden anteilig Flächen versiegelt. Der daraus resultierende Verlust für die Grundwasserneubildung ist jedoch relativ gering und führt zu keinen nachteiligen Auswirkungen für den lokalen Grundwasserhaushalt. Es sind keine Wasserschutzgebiete oder sonstige wasserwirtschaftliche Nutzungen betroffen. Das Niederschlagswasser im Bereich der Deponie D1 Schindelgraben wird gesammelt und dem Wehrabecken, in welches das Wasser auch auf natürlicherweise fließen würde, zugeführt. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 333 Tabelle 103: Wirkungen im Vorhabensbereich Wehr auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase Wirkungsszenario naturnahe GrundwasserneuQuellen bildung GrundwasserC1 stand gefasste Wasserführung Quellen von Quellen naturnahe Quellen Wasserqualität C2 von Quellen und Grundwasser Wasserführung im Fließgewässer Wasserqualität im C4 Fließgewässer C3 C5 Feuchtgebiete C6 Vegetation Terrainbewegungen Aquifer-/ SpeiC8 chervolumen GW-FließverhalC9 ten C7 gefasste Quellen Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen Begründung Vermeidungsmaßnahmen sicher Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen sicher - Oberflächenabdichtung der Deponie D1 Schindelgraben - Einrichtung von Baustelleneinrichtungsflächen - Keine - Entfernung der Deckschichten (Schutzwirkung) - Kontakt des Regenwasser mit geogen, belastetem Gestein (Arsen) - Worst case = Havarie von Baumaschinen mit Ölunfall - Basisabdichtung und Flächendrainage - Aufbereitungsanlage - Verwendung von biologisch abbaubaren Ölen und Schmierstoffen - Keine Fließgewässer kreuzen Vorhabensbereich - Keine unmöglich - Siehe C2 - Siehe C2 unmöglich - Keine Feuchtgebiete im Vorhabensbereich - Keine unmöglich - Entfernung der Deckschichten - Keine wahrscheinlich - Baufelder - Keine möglich unmöglich - Kein Bodenaushub - Keine unmöglich unmöglich - Keine Bodenaushub - Keine unmöglich unmöglich möglich unmöglich unmöglich möglich unmöglich Wahrscheinlich möglich ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 334 unmöglich unwahrscheinlich unmöglich Tabelle 104: Wirkungen im Vorhabensbereich Wehr auf das Schutzgut Wasser im Betriebszustand Wirkungsszenario Grundwasserneubildung GrundwasserC1 stand Wasserführung von Quellen Wasserqualität C2 von Quellen und Grundwasser Wasserführung im Fließgewässer Wasserqualität im C4 Fließgewässer C3 naturnahe Quellen gefasste Quellen naturnahe Quellen gefasste Quellen Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen Begründung Vermeidungsmaßnahmen sicher unmöglich sicher - Oberflächenabdichtung der Deponie D1 Schindelgraben möglich unmöglich unmöglich möglich Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen - Kontakt des Regenwasser mit geogenbelasteten Gestein (Arsen) - Keine unmöglich - Basisabdichtung und Flächendrainage - Oberflächenabdichtung - Aufbereitungsanlage unwahrscheinlich unmöglich - Keine Fließgewässer kreuzen den Vorhabensbereich - Keine unmöglich - Siehe C2 - Siehe C2 unmöglich C5 Feuchtgebiete unmöglich - Keine Feuchtgebiete im Vorhabensbereich - Keine unmöglich C6 Vegetation unmöglich - Keine - Keine unmöglich unmöglich - Keine - Keine unmöglich unmöglich - Kein Bodenaushub - Keine unmöglich unmöglich - Keine Bodenaushub - Keine unmöglich Terrainbewegungen Aquifer-/ SpeiC8 chervolumen GW-FließverhalC9 ten C7 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 335 8.7 Dotationsleitungen Im Rahmen der Dotation der Fließgewässer ist die Verlegung von sogenannten Dotationsleitungen erforderlich. Diese Leitungen führen vom Hornbergbecken I nach Süd-Westen zu den einzelnen Dotationspunkten, vom Betriebsgelände Wehr durch das Mühlegrabental zum Hornbergbecken I und von der Ibach-Murg-Fassung zum Hornbergbecken I. Die Lage ist aus Anlage 10_1 ersichtlich (siehe auch Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb). Die Dotationsleitungen queren folgende Wasserschutzgebiete: - WSG Mühlenweiher-, Abhau-, Saalbrunnen- und Atdorfquellen, Zone II und III - WSG Steinegg- und Klingenquellen, Zone II und III - WSG Schwammmatt- und Kreiselbachquelle, Zone III 8.7.1 Beschreibung der Projektbestandteile Die Dotationsleitungen werden in einem Graben mit Mindestüberdeckung von ca. 1 m verlegt. Die Grabenbreite beträgt rd. 80 cm bis 1 m. In der unmittelbaren Leitungszone (bis ca. 30 cm über Rohrscheitel) wird eine Sandbettung eingebaut. Im Bereich darüber wird das Aushubmaterial wieder im Graben eingebaut. 8.7.2 Wirkungen Nach dem Öffnen des Untergrundes kann es durch eindringendes Regenwasser zu Ausspülungen von Trübungen in den Untergrund kommen. Um dies zu vermeiden, sollten die Grabungen möglichst nicht bei starken Niederschlägen stattfinden. Dies betrifft vor allem die Bereiche, in denen die Trassen innerhalb von Wasserschutzgebieten verlaufen. Nach Errichtung der Trassen kann es vor allem auf abschüssigen Abschnitten dazu kommen, dass entlang des Leitungsgrabens eine Drainagewirkung verursacht wird und Wasserwegsamkeiten entlang der Leitungstrasse entstehen, die Erosion und Auswaschungen verursachen. 8.7.3 Maßnahmen Im Sinne des Grundwasserschutzes sind Arbeiten im Bereich der Schutzzonen mit größter Sorgfalt auszuführen und die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen zu beachten. Hier wird besonders auf die folgenden Verordnungen bzw. Gesetze hingewiesen: - Anlagenverordnung wassergefährdende Stoffe (VAwS) Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (WasgefStAnlV) Wasserhaushaltsgesetz (WHG) - § 62 Anforderungen an den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 336 Einzusetzende Baumaschinen sollten für die Erdarbeiten (vor allem im Bereich von Wasserschutzgebieten) mit biologisch abbaubaren Schmierstoffen betrieben werden. Insbesondere für das Lagern und Umschlagen von Betriebsstoffen innerhalb der Baustelleneinrichtungsflächen sind die oben aufgeführten Vorschriften zu beachten. Erheblicher Einfluss auf das Schutzgut Grundwasser kann nach Einhalten der o. g. Maßnahmen verhindert werden, insbesondere durch das Vorhalten geeigneter Werkzeuge und ausreichender Mengen an Ölbindemittel. Es wird empfohlen, eine regelmäßige Eigenüberwachung der Anlagen auf der Baustelle hinsichtlich möglicher Gefährdungen durchzuführen. Weiterhin sollte vorsorglich ein Sicherheitskonzept erstellt werden, um eine potentielle Gefährdung des Grundwassers, vor allem innerhalb der Wasserschutzgebiete, zu vermeiden. Die Möglichkeit von Trübungen durch Feinanteile aus dem Bereich der Leitungstrasse sollte durch regelmäßige Trübungsmessungen erfasst werden. Gegebenenfalls sollte der Notfallplan das Vorhalten von geeigneten Filteranlagen vorsehen. Tonsperren Um mögliche Drainagewirkungen entlang der Leitungsgräben im Untergrund zu vermeiden, soll auf abschüssigen Streckenabschnitten innerhalb der Wasserschutzgebiete in regelmäßigen Abschnitten von höchstens ca. 50 Metern um das Wasserrohr eine Tondichtung eingebracht werden. Diese Tonsperren sollen gewährleisten, dass der Wasserfluss längs der Leitungstrasse blockiert wird. Entlang von Abschnitten, innerhalb derer felsiger Untergrund eine offene Bauweise erforderlich macht, wird darauf geachtet, dass die Öffnung des Untergrundes möglichst bei trockenen Wetterlagen durchgeführt wird, sodass starke Niederschläge bei geöffnetem Graben möglichst ausgeschlossen werden können. 8.7.4 Zusammenfassungen der Wirkungen und Maßnahmen Durch das Anlegen der Leitungstrassen kann es zu Ausspülungen und daraus resultierenden Trübungen im Untergrund kommen. Auf abschüssigen Trassenabschnitten kann es entlang der Leitungsgräben zu einer Drainagewirkung kommen. Um dies zu vermeiden, sollten innerhalb von Wasserschutzgebieten in regelmäßigen Abschnitten Tondichtungen eingebracht werden. Zur Vermeidung von Trübungen im Untergrund sollten die Arbeiten möglichst während trockener Wetterlagen ausgeführt werden. Diese Wirkungen betreffen nur die Bauphase. Bei der Errichtung der Maßnahmen ergeben sich für den Betriebszustand keine Wirkungen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 337 Tabelle 105: Wirkungen der Dotationsleitungen auf das Schutzgut Wasser während der Bauphase Wirkungsszenario naturnahe GrundwasserneuQuellen bildung GrundwasserC1 stand gefasste Wasserführung Quellen von Quellen Wasserqualität C2 von Quellen und Grundwasser Wasserführung im Fließgewässer Wasserqualität im C4 Fließgewässer C3 Eintrittswahrscheinlichkeit vor Maßnahmen Begründung Vermeidungsmaßnahmen möglich - Drainagewirkung entlang der Leitungstrassen möglich naturnahe Quellen möglich gefasste Quellen möglich - Einbringen von Tonsperren entlang der Leitungstrassen - Entfernung der Deckschichten (Schutzwirkung) - Verwendung von biologisch abbauba- Ausschwemmungen im Bereich der Leitungsgrären Ölen und Schmierstoffen ben, dadurch Trübungen, mikrobiologische und hyd- Vorhalten von Ölbindemitteln und Gerochemische Veränderungen räten für die Bergung (Erdaushub) - Worst case = Havarie von Baumaschinen mit Ölunvon Schadstoffen fall Eintrittswahrscheinlichkeit nach Maßnahmen unwahrscheinlich unwahrscheinlich unmöglich unmöglich möglich - Kreuzung von Fließgewässern - Einbringen von Tonsperren entlang der Leitungstrassen unmöglich möglich - Siehe C2 - Siehe C2 unmöglich C5 Feuchtgebiete unmöglich - Trasse entlang von Wegen - Keine unmöglich C6 Vegetation unmöglich - Siehe C5 - Siehe C5 unmöglich - Aushebung von Gräben - Keine Terrainbewegungen Aquifer-/ SpeiC8 chervolumen GW-FließverhalC9 ten C7 sicher unwahrscheinlich - Leitungstrasse liegt in der ungesättigten Zone möglich - Lokale Drainagewirkung entlang der Leitungstrassen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 338 - Keine - Siehe C1 sicher unwahrscheinlich unwahrscheinlich 8.8 Wasserbilanz Um den Anteil der projektbedingten Grundwasserentnahmen am gesamten Grundwasserhaushalt zu ermitteln bzw. abzuschätzen, wird eine abschließende Wasserbilanz aufgestellt. Die Ergebnisse der Berechnungen zu den Bergwasserdrainagen sind in Tabelle 90 aufgeführt. Die dort ermittelten Mengen für die Bauzeit fallen nicht gleichzeitig an, sondern erfolgen abgestuft je nach Bauabschnitt und Baufortschritt bis zu einem Maximum (siehe Antragsteil B.X Wasserrechtliche Gestattungen). Demnach beträgt die maximale Grundwasserentnahme im Gefolge des Baus der Untertagebauwerke für den Bauzustand im 4. Baujahr 108 l/s und für den Betriebszustand 80,4 l/s. Da die durch die Trinkwasserversorgung entnommenen Mengen aus den Quellen keine Entnahmen aus dem System darstellen und wieder über die Kläranlagen dem System zufließen, werden sie nicht mehr als zusätzliche Entnahme gelistet. Für den Bau- bzw. den Betriebszustand werden noch die zusätzlichen Grundwasseranreicherungen durch die geplante Dotation am Abhau (siehe hierzu Kapitel 8.2.3.4) und die Entnahme durch die Wasserhaltung am Haselbecken sowie der Sickerwasseranfall durch den Einstau des Haselbachtals aufgeführt. Nachfolgend werden in Tabelle 106 die einzelnen Bilanzglieder aufgelistet. Tabelle 106: Gesamthafte Wasserbilanz Grundwasser Lfd. Nr. Bilanzglied 1 Grundwasserneubildung Ver- Bau Betrieb Verweis Kapitel 7.2.8 witterungszone A Bilanzgebiet + 766,0 l/s + 766,0 l/s (Fläche: 59,5 km²) B Hydrogeologischer Wirkraum + 433,0 l/s + 433,0 l/s (Fläche: 31,4 km²) 2 Grundwasserneubildung Kapitel 7.2.8 tiefes Kristallin A Bilanzgebiet + 595,0 l/s + 595,0 l/s (59,5 km2 x 10 l/(s*km2) B Hydrogeologischer Wirkraum +314,0 l/s + 314,0 l/s (31,4 km² x 10 l/(s*km 2) 3 Randzustrom 4 Bergwasserdrainage 0,0 l/s - 108,0 l/s 0,0 l/s - 80,4 l/s Bau: Antragsteil B.X, 4. BJ Betrieb: Tabelle 90 5 Fehlende Grundwasserneu- -8,4 l/s - 8,4 l/s Kapitel 8.2.2.5 bildung Oberbecken 6 Grundwasseranreicherung + 35,0 l/s + 35,0 l/s Siehe Kapitel 8.2.3.4 7 Wasserhaltung/ Sickerwas- -12,0 l/s + 10,7 l/s Siehe Kapitel 8.4.2.7 - 93,4 l/s - 43,1 l/s Summe Lfd. Nr. 4 bis 7 seranfall Haselbecken 8 Summe Grundwasserentnahme (Lfd. Nr. 4+5+6+7) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 339 Bilanzgebiet - Bauzeit Während der Bauzeit beträgt die Grundwasserentnahme von 93,4 l/s. Dies entspricht einem prozentualen Anteil der Grundwasserneubildung von 12,1 % in der Verwitterungszone 15,7 % im tiefen Kristallin Bilanzgebiet – Betriebszeit Während der Betriebszeit beträgt die Grundwasserentnahme von 43,1 l/s. Dies entspricht einem prozentualen Anteil der Grundwasserneubildung von 5,6 % in der Verwitterungszone 7,2 % im tiefen Kristallin Hydrogeologischer Wirkraum - Bauzeit Während der Bauzeit beträgt die Grundwasserentnahme von 93,4 l/s. Dies entspricht einem prozentualen Anteil der Grundwasserneubildung von 21,6 % in der Verwitterungszone 29,7 % im tiefen Kristallin Hydrogeologischer Wirkraum – Betriebszeit Während der Betriebszeit ergibt sich bei einer Grundwasserentnahme von 43,1 l/s. Dies entspricht einem prozentualen Anteil der Grundwasserneubildung von 10,0 % in der Verwitterungszone 13,7 % im tiefen Kristallin ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 340 9 Thermalquellen Bad Säckingen 9.1 Einleitung 9.1.1 Ausgangslage Wie in Kapitel 5 und 6 und in [62] bereits festgestellt wurde, befindet sich im Bereich des Bergsees eine Grundwasserscheide, wodurch der Bereich des Haselbeckens nicht im unmittelbaren Einzugsgebiet der Mineral-/Thermalquellen Bad Säckingen liegt. Mit dem Aufstau des Wassers im Haselbecken ist nicht ausgeschlossen, dass sich die hydraulischen Gradienten verschieben und damit für Teilbereiche eine Umkehrung der Abflussrichtung zur Folge haben. Daher kommt dem nach Osten abschließenden Abschlussdamm II Doppelbedeutung zu. Er muss zum einen die gestauten Wässer an einem Abfließen nach Osten hindern und zum anderen auch unterirdische Abflüsse in die ursprüngliche Tiefe und heute mit mächtigen Sedimenten gefüllte Talrinne des Haselbachtals unterbinden. Vor dem Hintergrund möglicher Einflüsse hält die raumordnerische Beurteilung zum Vorhaben [120] unter Maßgabe 2.4 klar fest: „Es ist im nachfolgenden Planfeststellungsverfahren sicherzustellen und durch geeignete Nachweise zu belegen, dass die Thermal-/Heilquellen in Bad Säckingen durch das Vorhaben nicht beeinträchtigt werden. Hierbei sind die Ergebnisse des hydrogeologischen Gutachtens zur vorläufigen Abgrenzung des Heilquellenschutzgebietes von 2011 und das Abschlussgutachten zu berücksichtigen, das voraussichtlich im Sommer 2012 vorliegen wird.“ Im Folgenden werden die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse und die Herkunft des Thermominerlwassers erläutert. In der nun vorliegenden Fassung der Antragsunterlage sind nebst der Ergebnisse eigener Untersuchungen (geotechnische Standorterkundung, hydrogeologisches Messprogramm) auch die Ergebnisse der im Auftrag der Stadt Bad Säckingen 2013/14 durchgeführten Erkundung berücksichtigt worden. Darauf aufbauend werden denkbare Auswirkungen des Bauvorhabens auf die Thermalquellen diskutiert und entsprechende Schutzmaßnahmen vorgeschlagen. 9.1.2 Ausgeführte Untersuchungen / Gutachten Untersuchungen / Gutachten Darstellung Istzustand Durchführung Messprogramm Abgrenzung Heilquellenschutzgebiet Auftragnehmer HOLINGER, Hydrosond Hydroisotop, Büro Funk RP FR, LGRB ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Dok. [61], [51] [57], [58], [60] [98], [99], [101] Seite 341 9.2 Darstellung Istzustand 9.2.1 Hydrogeologischer Rahmen Schichtfolge und hydrogeologische Eigenschaften Einen Überblick über Abfolge und hydrogeologische Eigenschaften der Schichten in der Umgebung der Heilquellen gibt Tabelle 107. Tabelle 107: Schichtfolge und hydrogeologische Eigenschaften (Mächtigkeiten nach Angaben in [44] und [13], Klassifikation nach [86] und [96]) Formation Code Junge Talfüllung qj Hangschutt/Hanglehm qu Beckenton Mächtigkeit (m) Lithologie Hydrogeol. Charakt. Einheit Kies, lehmig GWG Hy 1 GWG Hy 1 GWL Hy 5 GWG Hy 1 Hy 2 GWL Hy 4 GWG Hy 2 Mergelkalke GWG Hy 13 Mergel GWG/GWL Hy 14 GWG/GWL Hy 15 GWL Hy 16 Diskordanz Kies & Blöcke, schluffig-tonig Ton/Schluff Niederterrassenschotter (Würm) Wg Diskordanz Kies, sandig Lösslehm Moräne plo Rm Diskordanz Silt, tonig Kies, schluffig-tonig Hochterrassenschotter (Riss) Rg Deckenschotter (Günz) Gg Kies, sandig Diskordanz Kies, schluffig-tonig Diskordanz Lias ju 30 Oberer Keuper = Rhät ko <5 Ob. Mittelkeuper, Schilfsandsteingruppe km2-3 Gipskeuper km1 100 Lettenkohle ku 6-8 Trigonodusdolomit mo2D 25-30 Dolomit Plattenkalke mo2P 20-25 Kalke Trochitenkalke mo1 20-25 Kalke Dolomitzone mmDo 15-20 Dolomit GWG Hy 17 Obere Sulfatzone mmSo 27-45 Salzlager Untere Sulfatzone mmSSZ mmSu 0-100 2-5 Orbicularismergel muO 8-10 Mergel, z.T gipsführend Steinsalz Mergel, z.T gipsführend Mergel GWL Hy 18 Wellenkalk muW 25-30 Wellendolomit muF 5-8 45 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Mergel, örtlich Sandstein-Einschaltungen Mergel z.T. gipsführend Mergel Kalk Mergel Seite 342 Formation Code Lithologie Hydrogeol. Charakt. Einheit soR Mächtigkeit (m) 7-15 Oberer Buntsandstein (Röt) Mitterer Buntsandstein Mergel, Sandsteine GWG/GWL Hy 19 smH 35 Sandsteine GWL Hy 20 GWG Hy 21 Diskordanz Arkoseschichten Schluff- und Feinsandsteinschichten Arkose- und Fanglomeratschichten Lakustrische Serie s. BLÜM [13] rSWa rSWt 0-60 0-240 rSWg 0-140 Gneisanatexite Typ Murgtal Säckinger Granit gnM Arkose-Sandsteine Schluffstein, Feinsandsteine Arkose-Sandsteine, Fanglomerate Brekzien, Sandsteine, Siltsteine, Tone Gneis GSK Granit 0-80 Verglichen mit den Leitern der quartären Deckschichten (Niederterrassenschotter) sowie der Trias (Oberer Muschelkalk, Unterer Muschelkalk, Mittlerer Buntsandstein) wird das Grundgebirge im Allgemeinen zu Recht als Grundwasser-Geringleiter (GWG) charakterisiert. Dennoch weist das Grundgebirge Einheiten auf, die aufgrund der Neigung zur Klüftung eine gewisse Porosität besitzen und entsprechend Grundwasser führen können. Im Vordergrund stehen dabei die grobklastischen Einheiten des Rotliegenden wie auch die Granite des kristallinen Grundgebirges: Arkose-Schichten (rSWa) Arkose- und Fanglomeratschichten (rSWg) Säckinger Granit (GSK) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 343 Abbildung 67: Streichrichtung der Fließwege im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwalds (Tiefenbereich bis 550 m; aus [9]) Während die Arkose-Schichten (rSWa) und die Arkose- und Fanglomeratschichten (rSWg) durch bis zu 240 m mächtigen Schluff- und Feinsandsteinschichten (rSWt) niedriger Durchlässigkeit voneinander wirksam hydraulisch getrennt sind, können sie mit den jeweils hangenden bzw. liegenden Einheiten von Mittlerem Buntsandstein bzw. Säckinger Granit hydraulisch in Verbindung stehen und einen mehr oder minder zusammenhängenden Leiter bilden. In allen drei Einheiten basiert die Durchlässigkeit auf offenen Klüften, wohingegen die Matrixporosität deutlich zurücksteht (Kluft-Aquifer, siehe [153]). Im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwaldes spielen offenbar vor allem Klüfte mit Streichrichtungen um nordwest - südost und nord-nordost - südsüdwest bei der Grundwasserzirkulation eine Rolle (Abbildung 67). Sowohl im Säckinger Granit wie auch in den Arkose- und Fanglomeratschichten kann von einer mehr oder minder homogenen Klüftung und einer entsprechend isotropen Durchlässigkeitsverteilung ausgegangen werden. In den lateral angrenzenden Gneisanatexiten hingegen wird die Orientierung der Klüfte durch die Orientierung der Schieferung beeinflusst. Das entsprechend heterogene Kluftnetz kann eine anisotrope Durchlässigkeitsverteilung zur Folge haben, bei der die Durchlässigkeit senkrecht zur Schieferung aufgrund schlechten Vernetzung bzw. geringen Ausdehnung am kleinsten ist. Tabelle 108: Zusammenstellung der verfügbaren Angaben zur Durchlässigkeit des Säckinger Granit (aus [9], [34], [41], [87], [146]) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 344 Stelle Margarethenquelle Badquelle KB 6b/89 KB 6c/89 Schrägbohrung B 7/91 Schrägbohrung B 7/91 Fridolinsquelle Fridolinsquelle Fridolinsquelle Fridolinsquelle B 15/93 TB 3 KKW Säckingen, Zufahrtstollen KKW Säckingen, Belüftungsstollen Top GSK m u.OKT 1.8 35 4 2 2.5 2.5 46 46 46 46 22 33 0 0 Teufenbereich von bis m u.OKT m u.OKT 18.75 153.95 82.65 201.30 5.60 22.00 9.00 36.20 9.53 34.64 34.20 71.00 55.00 600.00 200.00 300.00 300.00 600.00 375.00 600.00 23.20 119.08 382.00 750.70 0.00 430.00 0.00 430.00 kf-Wert Refe- Bemerkung renz m/s 5.3E-06 2.6E-06 4.3E-07 9.0E-08 2.4E-08 6.8E-07 8.7E-06 1.6E-05 1.0E-06 1.7E-06 1.3E-07 2.4E-07 6.7E-07 2.6E-07 [146] [146] [41] [41] [146] [146] [146] [146] [146] [146] [34] [87] [9] [9] ganze Strecke genutzte Strecke Kurz-PV 11.7.95 Absch. Darcy Absch. Darcy Die Durchlässigkeit des Säckinger Granits ist aufgrund einer ganzen Anzahl quantitativ ausgewerteter Pumpversuche recht gut bekannt. Danach variiert diese mit kf-Werten zwischen 2,4 * 10-8 und 1,6 * 10-5 m/s räumlich über beinahe drei Größenordnungen, am höchsten ist sie im oberflächennahen, nicht genutzten Abschnitt der Fridolinsquelle (bis 300 m unter OK Granit; siehe Tabelle 108, Abbildung 68 sowie [131], [146]). Das entsprechend der Längen der Testintervalle gewichtete geometrische Mittel liegt mit einem Wert von 9,3 * 10-7 m/s nahe des Durchschnitts der Granite im Schwarzwälder Grundgebirge (9,55 * 10-7 m/s; [146]; [147]). Wie andere Schwarzwälder Granite zeigt die Durchlässigkeit auch im Säckinger Granit im untersuchten Teufenbereich keine klare Abhängigkeit der Durchlässigkeit von der Tiefe. Der Vergleich der Daten des Säckinger Granits mit jenen der Paragneise in Bohrung Kaisten (Abbildung 68 rechts), wie auch die Ergebnisse verschiedener Studien zur Durchlässigkeit des kristallinen Grundgebirges im Schwarzwald ([145], [9]), lässt vermuten, dass der Mantel des Granits aus Gneisantexiten generell eine niedrigere Durchlässigkeit aufweist. Gemäß einer statistischen Auswertung von Pumpversuchsdaten haben Schwarzwälder Gneise gegenüber Schwarzwälder Graniten im Durchschnitt eine um mehr als eine Größenordnung tiefere Durchlässigkeit. Dem Granit vergleichbare Durchlässigkeiten sind in Gneisen nur dann zu erwarten, wenn sie wie im Bereich des Eggberg-Fensterstollens von magmatischen Gängen (Granitporphyre, Lamprophyre etc.), von tektonischen Störungen oder von Mineralgängen durchschlagen werden [9]. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 345 Abbildung 68: links: Durchlässigkeit Säckinger Granit (Daten aus [51]: Tab. A-4, ergänzt nach Angaben in [146]) ; rechts: dito(rot) im Vergleich zu den Gneisen der Bohrung Kaisten [153]. Abkürzungen: Q = Quartär, MUS = Muschelkalk, BST = Buntsandstein, PC = „Permo-Karbon“, KRI = Kristallines Grundgebirge. Tabelle 109: Vergleich der Durchlässigkeit des Säckinger Granits mit Durchschnittswerten von Graniten und Gneisen aus dem Schwarzwälder Grundgebirge K = T /H (m/s) Log(Tiefe) = m*log(T/H)+b Ref. Geom. Mittel m b r Säckinger Granit 9,34 * 10-7 Abbildung 68, li. Granite, Schwarzwälder 9,55 * 10-7 [145], [146] Gneise, Schwarzwälder 5,01 * 10-8 -0,239 0,366 0,652 Anders als bei Graniten nimmt die Durchlässigkeit im Gneis generell mit der Tiefe rasch ab. Gemäß einer statistischen Auswertung von Pumpversuchsdaten unterschreitet der kf-Wert bereits ab Teufen von 100 m einen Wert von 1,0 * 10-7 m/s [145] [146]1. Über das Ausmaß der Anisotropie der Durchlässigkeit in Gneisen liegen keine statistisch gesicherten Angaben vor. 1 Die verfügbaren Angaben zur Durchlässigkeiten der Gneise Typ Hauensteiner Murgtal im Bereich des geplanten Haselbecken (Unterbecken PSW Atdorf) beziehen sich auf Tiefen von wenigen 10er Metern und repräsentieren damit die Durchlässigkeit im Bereich der oberflächennahen Auflockerungs- und Verwitterungszone. Auf diese wird unter Abs. 7.5.2 noch näher eingegangen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 346 Abbildung 69: Schematische Darstellung der wichtigsten Fließwege im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwaldes (aus: [9]) In größeren Tiefen spielen diskrete Strukturen wie hydrothermale Gänge, tektonische Störungen und magmatische Gänge für die Wasserführung eine Rolle ([9], siehe Abbildung 69). Wie die nachfolgende Zusammenstellung verfügbarer Messwerte aus dem Bereich des Schwarzwaldes zeigt, sind von den genannten Strukturen die hydrothermalen Gänge für die Wasserführung gegenüber tektonischen Störungen von erheblich größerer Bedeutung: Struktur Über-deckung Transmissivität m *10-5 m2/s Ref. Typ Name hydrothermale Gänge Schindlergang, Münstertal Schwerspat-Gang, Gr.Clara 60 - 540 1..7 [9] Hermanngang, Lindau ca. 100 0,6..20 [50] 600 - 1000 Ø 0,4 [153] tektonische Störungen Eggberg-Verwerfung, Kaisten magmatische Gänge keine Angaben Im Falle der Badquelle ist aufgrund von Grabungsarbeiten im Rahmen der Neufassung 1961/62 bekannt, dass Wasser entlang einer in Richtung nord-nordost - süd-südwest streichenden („25° NO“), mit Quarz, Flussspat, Schwerspat und Roteisenstein mineralisierten Störungszone mit Öffnungsweiten der Klüfte von bis zu 24 cm aufstößt (sog. „Quellspalte“ siehe [128], [129]). Die Richtung und die Mineralisation der Struktur sprechen dafür, dass es sich zumindest in diesem Fall beim Fließweg um einen hydrothermalen Gang im Sinne der o.g. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 347 Klassifikation handelt. Der Flurname „Silberboden“ wie auch zahlreiche Bergbauspuren (Stollen, Pingen, Halden) rund 140 m nordnordöstlich der Badquelle deuten auf eine räumlich ausgedehnte, NNE-SSW-verlaufende, hydrothermale Struktur hin. Schichtlagerung Zur Illustration der Schichtlagerung sind - eine Strukturkarte mit Darstellung der Brüche und der Höhenlage der Kristallinoberfläche kompiliert (siehe Anlage 20), sowie zwei 2 Schnitte (Anlage 22) konstruiert worden. Die Strukturkarte basiert auf verschiedenen bestehenden Karten, welche anhand verfügbarer Aufschlussdaten ergänzt und modifiziert wurden. Die verwendeten Grundlagen sind im Einzelnen: Bereich Dokumentation Ref. Östlich Bruchzone von Wehr Zeiningen Nagra (1991): Tentative Isohypsenkarte der Kristallin-Oberfläche (Maßstab ca. 1: 200.000; Stand 1990) [23]: Beil. 37 Südlich Rhein Vereinigte Schweizer Rheinsalinen (2010): Isolinien Salzbeginn (Maßstab 1:10.000) [139] Nördlich Rhein ROCKENBAUCH (1984): Höhenlage der Kristallinoberfläche (Maßstab Ca. 1:400.000) [123]: Abb. 30 westlich Bruchzone von Wehr Zeiningen Im Bereich östlich der Bruchzone von Wehr-Zeiningen sind die Verhältnisse als relativ gut bekannt anzusehen, da die zugrunde gelegte Darstellung auf der Kombination von Kenntnissen aus Aufschlussbohrungen und seismischen Messungen basiert. Westlich davon hingegen ist die Darstellung deutlich schlechter mit Daten belegt und entsprechend unsicher. Obschon hier eine breit auf Bohrdaten abgestützte Isohypsenkarte vorliegt, gilt dies auch für den Bereich südlich des Rheins, weil die Extrapolation anhand einer Annahme in Bezug auf die tatsächlich räumlich stark variable Mächtigkeit der liegenden Schichten des Mittleren Muschelkalks und Oberen Rotliegenden erfolgen musste. Entsprechend der Angaben von HAUBER [44] und BLÜM [13] ist angenommen worden, dass die Kristallin-Oberfläche in der Regel 340 m unterhalb der Salzbasis liegt. Eine Auflistung der wenigen, bis ins kristalline Grundgebirge hinabreichenden Bohrungen im Gebiet südlich des Rheins enthält Tabelle 110. Das resultierende Bild wird von zwei sich rechtwinklig kreuzenden Bruchscharen dominiert: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 348 Streichrichtung nord-nordost – süd-südwest west-nordwest – süd-südost EinAlter fallswinkel 70–80° Tertiär, teilweise bereits im Perm angelegt 40-50° Perm, z.T. im Tertiär reaktiviert prominente Vertreter (von West nach Ost bzw. Nord nach Süd) Referenzen Wasserloch-Verwerfung Steppberg-Verwerfung Bruchzone von Wehr-Zeiningen (Kirchbühl-V., Duttenberg-V., Bruderhäusle-V.) Mumpferfluh-Verwerfung Katzenfluhgraben Vorwald-Verwerfung Eggberg-Verwerfung Karsau-Verwerfung bzw. Zone v. Mumpf-Frick Rheinfelder Verwerfung [44] [44] [107], [38] [48] [48] [55] [54] [44], [79] [44] Es ist zu vermuten, dass es neben den prominenten Vertretern eine ganze Anzahl weiterer tektonischer Störungen in diesen beiden Richtungen gibt, welche aufgrund des geringen vertikalen Versatzes nur in Ausnahmefällen nachgewiesen werden können - so z.B. südlich Egg, wo dies anhand der in zahlreichen Bohrungen aufgeschlossenen Grenzfläche zwischen Buntsandstein und Kristallin möglich ist ([9]: Abb. 2.5). Auf eine Wiedergabe der vier in [93] im Stadtgebiet von Bad Säckingen verzeichneten Störungen in der Strukturkarte wurde hingegen bewusst verzichtet, da deren Existenz nicht hinreichend belegt ist. Die Granite von Wintersingen und Zuzgen werden aufgrund großer Ähnlichkeit hinsichtlich Petrografie und Geochemie zum Pluton des Säckinger Granits in Bad Säckingen gestellt ([136], [111]) Damit lässt sich dessen Verbreitung weit nach Süden unter dem Rotliegenden hindurch belegen (Anlage 22). Tabelle 110: Daten von Tiefbohrungen in der angrenzenden NW-Schweiz (von Ost nach West) Rhein- WinterZuzgen WallMumpf Kaisten felden singen bach B. En- Kohle- B. Zuz- B. Zuz- Kohle- Kohle- EWS- Nagragerfeld bohgen 1 gen 2 bohbohBohBohrung rung rung rung rung 1983 1939 1939 1940 1869 1898 2009 1984 Lage Z m ü. NN 300 386 412 406 287 282 293 320 X Rechts 3410198 3411553 3417511 3417893 3417737 3418998 3418714 3427165 5268670 5263568 5265243 5265305 5269382 5268084 5268049 5267274 Y Hoch Teufe m 600 440 403 259 150 207 188 1306 Mächtig- rSWa* m 20 42 47 20-40 >4 63 keiten Rot- rSWt* m ***>112 157 172 >150 168 81 >150 liegendes rSWg* m ***>11 139 3 > 57 >8 27 lak.S.** m 0 76 0 0 0 0 Kristallin Top m ü. NN -72 -36 156 163 < 137 < 75 < 107 23 380 < 386 323 Druck m ü. NN < 412 < 406 k.A. > 282 > 293 Gesteine / Litho- Granit Wech- Granit Granit nicht erreicht Gneis logie selfolge Referenz [125] [136] [48], [25] [28] [153] * Abkürzungen siehe Tabelle 107; ** lakustrische Serie; *** die in [13] auf Grundlage des Bohrprofils von [125] angegebenen Mächtigkeiten sind störungsbedingt verkürzt und stellen somit Mindestwerte dar (siehe auch [38]) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 349 Druckverteilung Die räumliche Verteilung der hydrostatischen Drücke in den relevanten Leitern zeigt die Karte von Anlage 21. Dargestellt sind die piezometrischen Niveaus in den Leitern - Niederterrassenschotter Oberer Muschelkalk Kristallines Grundgebirge (inkl. Arkose- und Fanglomerat-Schichten) Die Grundlagen und deren weitere Bearbeitung werden in den nachfolgenden Abschnitten näher erläutert. Niederterrassenschotter Die Höhengleichen des Grundwasserspiegels in den quartären Niederterrassenschottern sind teils auf der Basis von Messdaten neu modelliert, teils aus bestehenden Karten übernommen worden. Für den Bereich rechts des Rheines liegen die Ergebnisse von Stichtagsmessungen in den Jahren 1992 (Bau TB3) und 2000 (Interreg II, [73]) vor. Da diese gegenüber früheren Messungen vergleichsweise lückenhaft sind (7 bzw. 21 gegenüber 38 Belegpunkten), wurde erneut auf die Ergebnisse einer bereits früher verwendeten und in [80] dokumentierten flächendeckenden Stichtagsmessung vom 11. Mai 1968 zurückgegriffen. Für die Modellierung der Grundwasserhöhengleichen wurde der Datensatz um Daten aus dem Bereich Obersäckingen ergänzt. Außerdem wurden die Höhenlage des Rheins sowie einer Drainage im Bereich Obersäckingen berücksichtigt. Im linksrheinischen Gebiet sind die Grundwasserhöhengleichen aus der Grundwasserkarte des Kantons Aargau ([2], [3]) übernommen worden. Sie repräsentieren einen mittleren Stand. Oberer Muschelkalk Die Höhengleichen des Drucks bzw. des freien Karstspiegels im Oberen Muschelkalk westlich der Bruchzone von Wehr-Zeiningen sind ebenfalls aus der Grundwasserkarte des Kantons Aargau ([2]) übernommen worden. In Bereichen, wo das Karstwasser in direktem Kontakt zum Grundwasser in den hangenden Niederterrassenschotter steht, entsprechen sich die Höhengleichen. Die Höhengleichen im Oberen Muschelkalk südlich der Rheinfelder Verwerfung wurden anhand der Ruhespiegel in den Brunnenbohrungen der Brauerei Feldschlösschen konstruiert. Kristallines Grundgebirge Für das kristalline Grundgebirge liegt lediglich ein, nur einen Teil des Untersuchungsgebietes abdeckender Grundwassergleichenplan im Maßstab von ca. 1:300.000 vor ([153]; siehe Abbildung 70). Da dieser für die Beurteilung der anstehenden Fragen als vollkommen unzureichend erachtet wurde, ist er auf der Basis unterschiedlichster Punktdaten neu modelliert worden: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 350 Bohrungen / Brunnen Ruhepotential Messwert Tabelle 110, Tabelle 111 Gewässer Festpotential Bäche: Höhe Sohle Rhein: Stauziel Dt. Grundkarte 1:5.000 Quellen Festpotential Höhe Fassung bzw. Auslauf Stollen Festpotential Höhe Sohle + 15% Gesteinsüberdeckung (ausgenommen EggbergFensterstollen ab Station 700 m) Quellkataster Antragsteil D.I UVS, Schutzgut Wasser; LGRB [80]: Tab. 1 [9]: Anl. 5 & 6 Drainagen Festpotential Höhe Sohle Ausführungsplan Die Höhen von Gewässern und Quellen wurden verwendet, soweit davon ausgegangen werden kann, dass diese im direkten Kontakt mit dem Festgestein stehen und ständig Wasser führen. Diesen Grundsätzen entsprechend wurden bei der Modellierung der Druckfläche nördlich der Mineralquellen die Höhen folgender Gewässer verwendet: Quellen im Bereich Kristallin einschl. Basis rSW (Kristallin gesättigt!) Bergsee Rötelbach (soweit in Kristallin) Schöpfebach oberhalb Abzweigung Bergseekanal Stollenabschnitt Bergseekanal Wegen des Verlaufs innerhalb quartärer Talfüllungen wurden hingegen nicht verwendet: Haselbach Bergseekanal (ausgenommen Stollenabschnitt) Seebach Schöpfebach unterhalb Abzweigung Kanal Im Bereich des Haselbachtales basiert die Darstellung auf dem Ergebnis der Stichtagsmessung in Grundwassermessstellen vom 2. Dez. 2011, die je nach hydraulischem Anschluss vornehmlich die Übergangszone des Gneis Typ Murgtal zwischen 10 und 30 m unter der Kristallinoberfläche, seltener dessen oberflächennahen Verwitterungszone (0 – 10 m) oder dessen Tiefenzone darunter (ab 30 m) repräsentieren (z.T. Mischpotentiale; nähere Angaben zur Zonierung vgl. Kapitel 6.5.1 und 9.5.2). Durch die Wahl eines Zeitpunktes mit ausgesprochen tiefen Ständen können örtlich mögliche, kurzfristige Einflüsse durch Niederschläge ausgeschlossen werden. Die Modellierung der Druckverteilung erfolgt mit Hilfe der Software SURFER der Fa. Golden Software, Golden/US unter Verwendung des Kriging-Verfahrens. Entsprechend der verwendeten Daten repräsentiert die Druckverteilung im nicht überdeckten Kristallin eine differenzierte lokale Verteilung des Drucks in Oberflächennähe. In größeren Tiefen können die Drücke abweichen, wodurch sich u.U. ein abweichendes, im regionalen Maßstab geglättetes Strömungsbild ergeben kann (siehe auch Kapitel 9.5.3). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 351 Tabelle 111: Übersicht der verfügbaren Angaben zu Wasserständen in Bohrungen im nicht oder nur gering überdeckten Kristallin (Zusammenstellung aus Tabelle 62, Tabelle 63, [34]: S.14ff, [35]: Tabelle 6, [60]: Anlage 3, [65]: Schnitt 1, [159]: Anlage 3, [160] sowie Original-Schichtenverzeichnissen) und Auswahl für die Modellierung der Druckverteilung im Kristallin (Auswahl = fett, *vertikale Teufe) Bohrung Lage Ansatzpunkt Koordinaten Margarethen Fridolinqu. Badquelle KB 6c/89 B 7/91 KB 18/93 B 3/92 B 4/92 B 6/92 B 15/93 TB 3/93 B 2/13 B 3/13 B 4/13 B 5/14 B 6/15 B 7/15 B 8/15 B 9/15 B 10/15 AUD 2 AUD 5 AUD 9 AUD 12 AUD 24 AUD 31a AUH 4 AUH 8 AUH 10 AUH 27 Rechts Hoch 34 21 481 34 21 212 34 20 545 34 20 605 34 20 600 34 20 495 34 20 126 34 19 718 34 19 744 34 19 715 34 19 708 34 20 113 34 20 102 34 20 904 34 19 943 34 20 222 34 20 036 34 19 990 34 20 074 34 20 127 34 19 312 34 19 219 34 19 212 34 19 139 34 19 384 34 20 019 34 19 595 34 19 902 34 19 922 34 19 406 52 69 412 52 69 208 52 69 425 52 69 580 52 69 570 52 69 970 52 69 050 52 69 186 52 69 263 52 69 146 52 69 144 52 70 281 52 70 235 52 70 495 52 70 616 52 70 310 52 70 319 52 70 227 52 70 131 52 70 209 52 71 979 52 71 897 52 71 770 52 71 671 52 71 261 52 71 207 52 71 789 52 71 539 52 71 341 52 71 139 Höhe m ü. NN Orientierung Richt Neig ° 286,49 288,11 299,85 312,94 312,43 180 330,91 345 296,56 298,38 306,05 297,08 297,15 361,77 359,64 411,66 392,23 366,78 361,19 359,46 362,22 363,11 377,50 335,00 365,10 361,90 399,00 395,00 50 422,20 414,30 399,00 405,10 ° 0 0 0 0 30 35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 40 0 0 0 0 Teufe (m GWL Ruhewasserspiegel (m ü. NN.) u.GOK) von bis 10.07.91 24.09.92 29.04.93 10.01.96 17.05.99 30.11.04 22.01.10 18.05.10 02.12.11 Tabelle Anlage PSG [34] LGRB [35] Keller [65] F.VII 30 62 284,30 19 - 154 GSK 279,50 375 - 600 GSK 285,00 83 - 201 GSK 9 - 36 GSK 307,56 *34 - 70 GSK 293,25 291,78 317,17 *6 - 38 GSK 288,09 38 - 50 GSK 289,87 23 - 51 GSK 287,88 297,11 17 - 55 GSK 293,77 292,67 23 - 119 GSK 292,00 385 - 750 GSK 292,92 7 - 20 gnM 11 - 91 gnM 2 - 150 GSK 13 - 150 gnM 73- 96 gnM 39- 90 gnM 63- 90 gnM 67- 102 gnM 36- 60 gnM 5 - 60 gnM 358,04 357,02 352,19 30 - 66 gnM 341,87 341,57 342,79 5 - 60 gnM 346,16 346,72 343,05 5 - 40 gnM 355,46 355,79 350,99 5 - 40 gnM 386,09 386,25 381,26 *53 - 69 gnM 388,94 386,63 5- 20 gnM 409,34 413,59 5 - 20 gnM 399,71 400,84 395,17 5 - 21 gnM 388,90 389,44 381,63 5 - 50 gnM 394,67 395,91 373,11 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 352 22.10.13 10.04.14 17.02.15 08.04.15 [159] [159] [160] [160] 290,87 309,48 294,57 358,47 358,02 357,89 357,79 411,06 410,95 382,88 358,94 411,31 383,52 308,21 307,96 358,79 359,16 349,93 356,24 Bohrung Lage Ansatzpunkt Koordinaten AUH 28 AUH 29 AUH 30 AUH 31 AUH 32 P 26 BK 1/04 Höhe Rechts Hoch m ü. NN 34 19 641 34 19 740 34 19 848 34 19 905 34 19 970 34 22 978 34 21 215 52 71 099 52 71 054 52 71 068 52 71 052 52 71 034 52 69 359 52 70 183 410,20 418,90 408,10 408,90 412,40 294,47 361,15 Orientierung Richt Neig ° ° 0 0 0 0 0 0 0 Teufe (m GWL Ruhewasserspiegel (m ü. NN.) u.GOK) von bis 10.07.91 24.09.92 29.04.93 10.01.96 17.05.99 30.11.04 22.01.10 18.05.10 02.12.11 22.10.13 10.04.14 17.02.15 08.04.15 Tabelle Anlage PSG [34] LGRB [35] Keller [65] F.VII [159] [159] [160] [160] 30 62 5 - 50 gnM 402,57 402,51 396,96 5 - 50 gnM 397,62 391,55 379,84 5 - 50 gnM 379,48 381,04 377,31 5 - 50 gnM 382,85 383,63 381,70 5 - 50 gnM 396,05 396,49 382,71 287,66 60 - 150 gnM 346,75 - 48 GSK ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 353 Das Grundwasser im überdeckten Kristallin bzw. in den basalen Arkose- und FanglomeratSchichten des Oberrotliegenden (rSWg) ist gespannt, wobei der Druck – den Bereich des Rheinkraftwerks Säckingen einmal ausgenommen – praktisch überall höher liegt als in den hangenden Leitern des Oberen Muschelkalks oder Quartärs (Anlage 23). Im Bereich der Tiefbohrung von Rheinfelden, Mumpf und Kaisten ist das Grundgebirgs-Grundwasser sogar artesisch gespannt. Was das Gebiet von Mumpf betrifft, ist dieser Umstand aufgrund von Hinweisen auf den Auslauf salzhaltiger Wässer an der Kohlebohrung 1898 in [43] spätestens seit 1926 bekannt. Durch die Havarie beim Abteufen der EWS-Bohrung 1/09 wurde dieser Befund neuerlich bestätigt. Genaue, auf Messungen basierende Angaben liegen indes nur von Rheinfelden und Kaisten vor (siehe Tabelle 110). Abbildung 70: Druckfläche des Oberen Kristallins im Bereich der Nordwestschweiz (aus: [153], roter Rahmen: Untersuchungsgebiet, erweiterter Perimeter) 9.2.2 Fassungen Die Geschichte der Erschließung und Nutzung der Thermalquellen von Bad Säckingen ist in [62] bereits ausführlich dargestellt worden. Eine Wiederholung verdient insbesondere der Hinweis auf das Versiegen der bis dahin frei auslaufenden Badquelle während des gleichzeitigen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 354 Baus von Rheinkraftwerk und Kavernenkraftwerk Säckingen (UW-Stollen) im Jahr 1964 (SAUER 1969 [129]) 2. Die Stadt Bad Säckingen besitzt gegenwärtig vier Vertikalfilterbrunnen mit Tiefen zwischen 154 und 750 m, in denen Thermalwasser erschlossen ist. Diese liegen in einer Entfernung von 1,7 bis 2,2 km zum Rand des Haselbeckens (siehe Tabelle 112 und Karte von Anlage 25). 9.2.3 Entnahme Von den vier bestehenden Tiefbrunnen werden gegenwärtig 2 genutzt, wobei nur die Fridolinsquelle eine staatliche Anerkennung als Heilquelle besitzt und in der Kurklinik als Heilmittel eingesetzt wird. Die Badquelle, deren Anerkennung aufgrund von Belastungen mit chlorierten Kohlenwasserstoffen und Keimen zurückgezogen wurde, dient der Gewinnung von Badewasser für die Abnehmer Marienhaus und Kurmittelhaus. Wie die Darstellung des auf monatlichen und teils wöchentlichen Ablesungen basierenden zeitlichen Verlaufes der Zählerstände der Durchflussmesser in Abbildung 71 zeigt, verläuft die Förderung aus den Brunnen ausgesprochen kontinuierlich. Die Förderung wird in der Regel weder durch ausgedehnte noch kurze, regelmäßige Pausen unterbrochen. Abbildung 71: Förderung im Zeitraum 1998 bis 2010 (nach Angaben in [141] und [142]) 2 Ergänzende Angaben zu den genauen Umständen des Vorfalls wie auch eine Ursachenanalyse finden sich in den nachfolgenden Abschnitte 7.2.4 und 7.5.3. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 355 Tabelle 112: Thermalwasserfassungen der Stadt Bad Säckingen (nach Angaben in [61] ;[51]) Größe Einheit Fertigstellungsjahr Lage Höhe Rechts Hoch Distanz Haselbecken Anerkennung Heilquelle m ü. NN km Filterstrecke Oberkante Unterkante m ü. NN m ü. NN Entnahme installiert effektiv l/s l/s m3/a Verwendung Abnehmer Fassung Margarethenquelle 1929 286,49 3421485 5269415 2,15 nein 268,99 132,54 0,15-2,50 keine Marienhaus Kurmittelhaus Kurklinik Badquelle 1967 299,85 3420545 5269425 1,70 Nein (entzog.) 217,20 98,55 1,60 50.400 Bade-wasser 34% 66% Fridolinsquelle 1984 288,11 3421212 5269208 2,17 ja -86,89 -311,89 1,0 0,94 29.500 Heilmittel TB 3 1994 297,15 3419707 5269144 1,93 Nein (geplant) -90,85 -453,55 0 0 keine 100% Eine bereinigte Auflistung der Entnahmemengen im Zeitraum 1989 bis 2009 enthält [51]. Die Darstellung der Daten als Säulendiagramm in Abbildung 72 lässt, von einigen wenigen Jahren mit stark reduzierter Nutzung einmal abgesehen (1991, 1997), eine langfristig leicht rückläufige Förderung erkennen. 100'000 Entnahmme (m3/Jahr) 80'000 60'000 40'000 Heilquellen 20'000 Fridolinsquelle Badquelle 0 1985 1990 1995 2000 2005 Abbildung 72: Entnahme Thermomineralwasser an den Brunnen Badquelle und Fridolinsquelle im Zeitraum 1989 bis 2009 (nach Angaben in [141], [142] und [97], bereinigt) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 356 Tabelle 113: Variabilität der Entnahme bzw. des artesischen Auslaufs von Thermomineralwasser an den Brunnen der Stadt Bad Säckingen (aus: [99]) Entnahme/ Auslauf (l/s) 9.2.4 Max Mittel Median Min Margarethenquelle (art.) 2,50 0,15 Badquelle Fridolinsquelle 1,87 1,60±0,23 1,73 1,11 1,31 0,94±0,20 0,92 0,57 TB 3 0 Ruhedruck Entsprechend dem Betriebsregime mit weitgehend kontinuierlicher Förderung (siehe Kapitel 9.2.3) sind Gelegenheiten, bei denen sich der Wasserstand im Brunnen erholen kann, rar. Da eine betriebsseitige kontinuierliche Aufzeichnung des Wasserstandes erst im August 2008 aufgenommen und zudem auf die Fridolinsquelle (Heilquelle) beschränkt wurde, sind diese bislang kaum systematisch dokumentiert worden. Einzige Ausnahme bildet die Zeit, in der die Brunnen während der Bohrarbeiten in der Nordwestschweiz im Auftrag der Nagra systematisch überwacht worden sind sowie seit Aufnahme der kontinuierlichen Überwachung durch den Betreiber. Somit liegen neben Angaben zum Ruhedruck aus der Zeit der Erschließung der jeweiligen Quelle lediglich noch solche aus dem Zeitraum 1982 - 1986 sowie ab August 2008 vor. In der Badquelle ist gegenwärtig wegen der beengten Verhältnisse im Brunnen nicht einmal die Bestimmung des Wasserstandes mittels Abstichmessung möglich. Er konnte hier lediglich einmalig seit längerem wieder während eines Betriebsunterbruches im Laufe der Untersuchungen 2013/14 ermittelt werden. Eine Zusammenstellung der verfügbaren Angaben enthält Tabelle 114. Für 1984, dem Jahr in dem die Fridolinsquelle erschlossen wurde, ist aus dem Datensatz der Nagra der jeweilige, nicht oder kaum durch Entnahme gestörte Maximalwert von Bad- und Margarethenquelle wiedergegeben worden. Die Darstellung der Werte gegen die Zeit (Abbildung 74) offenbart bei allen Quellen, ausgenommen die Badquelle, langfristig und großräumig fallende Drücke. Am größten sind die Veränderungen an der Fridolinsquelle, am geringsten bei der ungenutzten Fassung Tiefbrunnen 3. Bei der Fridolinsquelle liegt der Ruhedruck inzwischen unter dem Wasserstand im unmittelbar angrenzenden Rhein (Unterwasser RKW Säckingen ca. 282,50 m ü. N.N.; vgl. Anlage 26). Die Ursache ist unklar. Wiederholte Vorfälle in der näheren Umgebung belegen, dass das Thermalwasser-System sehr sensibel auf bauliche Eingriffe in der gesättigten Zone reagiert: - Versiegen der Badquelle bei Felsarbeiten im Granit von Säckingen (GSK) während des gleichzeitigen Baus von Rheinkraftwerk und KW Säckingen (Unterwasserstollen) 1964 ([80], [62], [129]) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 357 - Druckabfall nach Erschließung eines artesisch gespannten Tiefengrundwassers in den Arkose- und Fanglomeratschichten des Oberrotliegenden (rSWg) am Standort einer Erdwärmesondenbohrung in Mumpf/CH 2009 ([58], [99]) Beim Versiegen der Badquelle 1964 legt die zeitliche Verbindung zum sprunghaften Anstieg des Bergwasserzuflusses beim Vortrieb des Unterwasserstollen des Kavernenkraftwerkes (Abbildung 73) nahe, dass der Eingriff am Kavernenkraftwerk in erheblichem Masse für das Absinken des Druckes an der Badquelle verantwortlich war. Der Austritt von Mineralwässern in der Baugrube des Rheinkraftwerkes kann kaum als Indiz für einen maßgeblichen Einfluss gewertet werden, da dies schon aufgrund der räumlichen Nähe der Margarethenquelle sowie weiterer, ungenutzter Austritte von Mineralwasser (Quelle Rheinbad, Bohrloch 90) hatte erwartet werden müssen. Abbildung 73: Zeitlicher Ablauf des Versiegens der Badquelle und des Bergwasserzuflusses während des Vortriebs des UW-Stollens des Kavernenkraftwerks Säckingen (nach Angaben in [128], [129] und Plänen der Schluchseewerk AG) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 358 Tabelle 114: Übersicht der verfügbaren Daten zum Ruhedruck (nach Angaben in [60], [114], [115], [119], [144], [159] und den aktuellen Messungen der Stadt Bad Säckingen – Stand 23.07.2010) Ruhedruck in m ü. NN Fassung 1967 1984 Margarethenquelle 289,20 288,10 Badquelle 291,85 290,00 Fridolinsquelle 284,50 TB 3 1996 292,92 2010 284,30 279,50 292,00 Änderung 2014 cm/a -14 290,87 3 -19 -7 Abbildung 74: Zeitliche Entwicklung des Ruhedrucks im Zeitraum 1960 bis 2015 (Daten siehe Tabelle 114) 9.2.5 Beschaffenheit Daten Die Ergebnisse der bis 1990 im Rahmen der Erkundung, der Überwachung oder von wissenschaftlichen Untersuchungen ausgeführten Messungen und Analysen sind bereits im Rahmen der Voruntersuchung für die Erschließung zusätzlichen Thermomineralwassers zusammengetragen und dokumentiert worden ([80])3. 3 die dort angeführten, wie auch in [127] wiedergegebenen Ergebnisse der Bestimmung der Konzentrationen an gelösten Alkalien (Natrium, Kalium) in einer Probe des Wassers der Margarethenquelle vom 14. Dez. 1929 durch die Staatliche Lebensmittel-Untersuchungsanstalt in Karlsruhe ist vor dem Hintergrund zahlreicher stark abweichender Ergebnisse nachfolgender Analysen sowie des ungewöhnlichen Äquivalentverhältnisses von Natrium zu Chlorid (siehe Abbildung 76) nicht plausibel. Es ist zu vermuten, dass der Fehler aufgrund der dennoch ausgeglichenen Ionenbilanz bislang unbemerkt blieb. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 359 Im Rahmen der Genehmigungsplanung sind die Ergebnisse der seither ausgeführten Untersuchungen durch die Fa. Hydrosond erhoben, erfasst und der HOLINGER AG für die weitergehende Auswertung zur Verfügung gestellt worden. [51] enthält eine Fortschreibung der in [80] enthaltenen Ergebnisse der Untersuchungen auf die gelösten Hauptbestandteile samt einer statistischen Auswertung der Daten aus dem Zeitraum 1970 bis 2010 und einer Zusammenstellung der verfügbaren, umfassenden Analysen auf Haupt- und Nebenbestandteile, Gase, Isotope, Umweltschadstoffe und Keime. Eine Zusammenstellung der Ergebnisse der im Rahmen des laufenden Messprogramms bis dato erhobenen Daten enthält [58]. Charakterisierung Die Zusammensetzung des Thermomineralwassers variiert räumlich wie teils auch zeitlich. Ungeachtet des Ausmaßes der Verdünnung sind die Wässer wie folgt zu charakterisieren: - Typ Na-Cl bzw. Na-Ca-Cl-HCO3 (Margarethenquelle, Abbildung 75) Äquivalentverhältnis Na/Cl von 0,92 ± 0,05 Daneben zeichnen sich die Wässer durch charakteristische Gehalte an Nebenbestandteilen und Spurenstoffen aus. Tabelle 115 enthält eine Auflistung der Gehalte an Bromid, Strontium, Rubidium, Cäsium und Lithium, wobei die absoluten Konzentrationen ins Verhältnis zu ausgewählten Hauptbestandteilen gesetzt werden, um den Effekt der Verdünnung soweit als möglich auszuschalten bzw. die stark mineralisierte Komponente zu charakterisieren. Weitere Merkmale der Thermomineralwässer sind: - gegenüber Atmosphäre erhöhte Gehalte an Stickstoff (> 645 mmol/m3) gegenüber Atmosphäre erhöhte Gehalte an Helium (> 2 * 10-3 mmol/m3) örtliche Belastungen mit chlorierten Kohlenwasserstoffen (Badquelle) örtliche Belastungen mit Keimen (coliforme Keimen, Pseudomonas; Badquelle) Tabelle 115: Charakteristische Gehalte an Nebenbestandteilen und Spurenstoffen im Wasser der Mineralquellen von Bad Säckingen (nach Angaben in [137]) im Verhältnis zu ausgewählten Hauptbestandteilen Fassung Äquivalentverhältnisse (mol/mol) Br/Cl Sr/Ca Rb/K Cs/K x 10-3 x 10-3 x 10-3 x 10-3 K/Li Fridolinsquelle 1,3 22,0 2,1 0,8 1,8 Badquelle 1,2 19,3 4,0 1,2 2,3 Margarethenquelle 1,2 10,3 3,3 1,1 2,2 Räumliche Variabilität Die Beschaffenheit des Thermomineralwasser variierte je nach Ort der Entnahme beträchtlich. In der Literatur wurde hierfür der Begriff der „Säckinger Verdünnungsreihe“ geprägt, an deren ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 360 einen Ende das wenig verdünnte Wasser der Fridolinsquelle und am anderen Ende das stark verdünnte Wasser der Margarethenquelle steht ([118], [137]) 4. Während das am Tiefbrunnen 3 gefasste Grundwasser - abgesehen von niedrigeren Sulfat-Gehalten - jenem der Fridolinsquelle nahe steht, nimmt das Wasser der Badquelle in der Verdünnungsreihe eine Mittelstellung ein. Zeitliche Variabilität Neben den räumlichen Unterschieden weisen die Thermomineralwässer mehr oder minder starke zeitliche Schwankungen auf. Wie aus den Zeitreihendarstellungen von Anlage 24 hervorgeht, handelt es sich entweder um witterungsbedingte, saisonale Schwankungen (Badquelle, Margarethenquelle) oder um entnahmebedingte Schwankungen (TB3). Einzig das Wasser der Fridolinsquelle weist keine nennenswerte zeitliche Variabilität der Beschaffenheit auf. Fridolinsqu. (22.02.84) NO3; 0.0; 0% Ca; 16.4; Mg; 2.3; 1% 7% Badquelle (11.02.82) NO3; 0.2; 0% Cl; 43.7; 43% Cl; 104.5; 44% Na; 93.9; 40% Na; 40.2; 40% SO4; 2.3; 2% HCO3; 4.6; 5% SO4; 7.3; 3% TB 3 (23.05.96) HCO3; 8.5; 3% Mg; 1.1; 1% Margarethenqu. (22.02.84) NO3; 0.3; 1% Cl; 9.2; 35% Cl; 99.4; 45% Na; 92.2; 42% SO4; 3.2; 1% HCO3; 9.1; 4% K; 2.0; 2% K; 3.8; 2% Ca; 11.0; 5% NO3; 0.0; 0% Ca; 6.6; 7% Mg; 1.1; 1% Ca; 3.3; 12% Mg; 0.7; 3% Na; 8.8; 33% SO4; 0.7; 3% HCO3; 3.1; 12% K; 0.4; 1% K; 5.4; 2% Abbildung 75:Geochemische Charakterisierung der Mineralquellen (Tortendiagramme der Äquivalentkonzentration der gelösten Hauptbestandteile in mmol(eq)/L; konzentrationsäquivalente Flächen) 4 Die Ergebnisse der im Rahmen der Abgrenzung des Heilquellenschutzgebietes ausgeführten hydrochemisch-isotopenhydrologischen Untersuchungen erlauben eine weitergehende Differenzierung des Mischungssystemes, worauf in Kapitel 9.3.3 näher eingegangen wird. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 361 Mischungssystem Anhand der Darstellung der Konzentration ausgewählter Hauptbestandteile des Thermomineralwassers in doppellogarithmischen Streudiagrammen lässt sich die zeitlich und räumlich variable Mischung mindestens zweier unterschiedlich stark mineralisierter Komponenten gut illustrieren. Im Diagramm Natrium versus Chlorid liegen die Datenpunkte der Mineralquellen mit mehr oder minder starken zeitlichen Schwankungen auf einer Geraden, welche gegenüber der Linie mit einem Verhältnis 1:1 leicht zu Gunsten des Chlorids verschoben ist. Auf derselben Geraden liegen auch die Wässer aus den beiden Bohrungen in Mumpf, was diese als Mischungs-Endglieder in Betracht ziehen lässt. Tabelle 116: Ausgewählte Eigenschaften des Thermomineralwassers (aus: [99]). Abkürzungen: LF = Leitfähigkeit, Temp = Temperatur Zeitraum 1970 - 2010 1983 - 2010 1995 - 2010 1970 - 2010 Fridolinsquelle Tiefbrunnen 3 Badquelle Margarethenqu. Fassung Temp . LF LF bei bei 25°C 20°C Na K Ca Mg Cl SO4 NO3 HCO3 GH meq/L °C µS/cm Anzahl Min. Mittelw. Stabw. Median Max. Anzahl Min. Mittelw. 81 11,7 19,9 ±1,7 20,0 22,0 43 25,8 29,6 Stabw. Median Max. Anzahl Min. Mittelw. Stabw. Median Max. Anzahl Min. Mittelw. ±1,4 ±577 29,4 5200 31,9 5840 27 8 21,2 9030 25,6 9478 ±2,0 ±513 25,2 9390 28,3 10690 11 7710 11512 Stabw. Median Max. 46 960 1564 ±196 1590 2050 30 3500 5003 ±2394 12340 14948 mg/L 51 26 1071 202 1719 254 ±219 ±24 1741 260 2288 284 29 39 3906 717 5525 1016 ±616 5580 6380 28 10077 11210 ±714 11230 12930 25 16,0 19,9 ±2 19,7 23,7 35 73 86 46 54 69 ±10 71 113 34 89 207 46 93 7,8 312 12,2 440 ±4,0 ±50 11,3 448 30,7 582 34 204 9,6 1150 15,0 1615 46 19 38,3 ±11 38 80 36 67 119 41 4,1 10,2 ±4,6 8,8 20,5 31 1,4 7,9 46 171 191 ±9 190 229 33 268 297 45 3,6 4,4 ±0,4 4,5 5,4 29 5,2 8,7 ±1,2 9,0 10,3 6 15,1 17,6 ±1,3 18,0 18,6 ±91 1020 1165 26 1740 2164 ±129 2198 2350 9 1580 2262 ±9 ±324 85 156 110 2038 25 25 133 238 163 301 ±25 ±21 153 306 232 328 9 9 135 154 188 217 ±2,7 15,0 26,5 25 18,9 23,1 ±2,3 23,2 27,7 9 11,5 15,0 ±161 1617 2038 29 3290 3624 ±124 3650 3870 11 2485 3910 ±26 118 249 25 314 368 ±21 370 407 11 116 183 ±6,0 5,9 36,0 22 0,1 1,2 ±1,5 0,5 7,1 9 0,2 0,3 ±11 298 319 24 513 537 ±16 535 601 2 531 545 ±466 2120 3070 ±40 200 250 ±3,1 ±862 15,0 3770 21,4 5405 ±64 180 359 ±0,1 0,2 0,5 545 558 ±41 221 295 Ebenso sichtbar, wenn auch nicht so akkurat, wird die Mischung im Plot Gesamthärte gegen Sulfat. Bemerkenswert ist hier der Umstand, dass die Proben aus dem Brunnen der Fridolinsquelle ein abweichendes Verhältnis der beiden Parameter zueinander zeigen. Hingegen entspricht das Äquivalentverhältnis Ca+Mg/SO4 der Proben aus Mumpf jenem der Proben aus den übrigen drei Mineralquellen, was diese wieder als Mischungsendglied in Betracht ziehen lässt. Der Umstand, dass im Wasser der Mineralquellen die Konzentrationen einen Wert von ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 362 0,6 mol(eq)/l überschreiten, lässt auf die Herkunft aus der Lösung von Gips schließen, welcher nicht nur im Mittleren Muschelkalk sondern auch im Rotliegenden verfügbar ist ([24], [116], [13]). Die deutliche Anreicherung von Calcium und Magnesium gegenüber Sulfat (Ca+Mg/SO4 > 1) ist mit der Lösung von Karbonaten infolge erhöhter Kohlendioxid-Konzentrationen zu erklären. Die Anomalie im Wasser der Fridolinsquelle könnte durch eine heterogene Verfügbarkeit des Gipses im Leiter bedingt sein. Abbildung 76: Verhältnis von Natrium zu Chlorid im Rohwasser der Säckinger Mineralquellen (Daten aus [80]: Tab. 3 & 5, [51]: Tab. A-2 und [137]:Tab. 24) Die gezeigten Daten stützen die These der Mischung eines Süßwassers mit einem Salzwasser, schließen zugleich aber nicht aus, dass die beiden Komponenten selbst schon Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzung und Verweilzeit sind. Konkret wäre vorstellbar, dass - - das Salzwasser eine Mischung aus einem stark mineralisierten Formationswasser aus dem Rotliegenden Typus Mumpf mit einem schwach mineralisierten Kristallinwasser darstellt, wobei beide durch eine hohe Verweilzeit gekennzeichnet sind und das Süßwasser eine Mischung zweier schwach mineralisierter Kristallinwässer unterschiedlicher Verweilzeit darstellt (z.B. Badquelle). Im Extremfall läge also eine Mischung von vier Komponenten vor. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 363 Abbildung 77: Verhältnis von Gesamthärte zu Sulfat-Konzentration im Rohwasser der Säckinger Mineralquellen (Daten aus [80]: Tab. 3 & 5, [51]: Tab. A-2 und [137]:Tab. 24) 9.3 Herkunft Thermomineralwasser Für die Bestimmung der Herkunft des Thermomineralwassers sind folgende Aspekte von Bedeutung: - 9.3.1 Geometrie des Leiters Druckverteilung im Leiter Beschaffenheit des Grundwassers Träger (Leiter) Vor dem Hintergrund des unter Kapitel 8.2 ausgeführten konzeptuellen Modells setzt sich der Träger bzw. Leiter des Thermomineralwasser aus folgenden Einheiten zusammen: - der Säckinger Granit in gesamter lateraler Verbreitung, in Tiefe mindestens so weit wie gegenwärtig erbohrt (700 m), sowie weitere Einheiten, die dazu lateral bzw. im Hangenden in direktem Kontakt dazu stehen, wie ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 364 - die Gneisanatexite Typ Murgtal, davon allerdings nur die obersten, einige 10er bis maximal 100 Meter mächtige Verwitterungszone sowie die basalen Arkose- und Fanglomeratschichten des Rotliegenden (rSWg nach [86], „Unterer Schuttfächer“ nach [13]), soweit überhaupt ausgebildet Der aus mehreren geologischen Einheiten zusammengesetzte Leiter wird der Einfachheit halber im Folgenden zusammenfassend als „Grundgebirgs-Leiter“ oder „Leiter des Grundgebirges“ bezeichnet. Die Geometrie des Grundgebirgs-Leiters zeigen die Schnitte von Anlage 22. Besondere Hinweise verdienen die Umstände, dass - - 9.3.2 der Säckinger Granit unter Bedeckung mit Schichten des Rotliegenden und der Trias mindestens bis auf Höhe von Wintersingen nach Süden reicht (siehe Nord-Süd Schnitt von Anlage 22) und dass der Grundgebirgs-Leiter im Bereich der Bruchzone von Wehr-Zeiningen wegen der großen Mächtigkeit der Schluff- und Feinsandsteinschichten des Oberrotliegenden (rSWt) trotz teils erheblicher Vertikalversätze an keiner Störung in direktem Kontakt zu den hangenden Leitern des Buntsandstein oder des Muschelkalk steht Strömung Gemäß der Darstellung von Anlage 21 zeigt die Druckverteilung im kristallinen Grundgebirge inkl. hangender Arkose- und Fanglomeratschichten eine ost - west streichende, etwa parallel dem Ausstrich der Rotliegend-Basis verlaufende Drucksenke mit absolutem Tiefpunkt beim Rheinkraftwerk Säckingen. Von dieser Senke aus steigt der Druck in alle Richtungen an. Entsprechend der Geometrie des Säckinger Granits wird die Senke in erster Linie von Norden und Süden angeströmt. Unter den bisherigen Strömungsmodellen trifft jenes von HASEMANN das oben beschriebene am besten (siehe Abbildung 78). Die Zusammensetzung des an den Tiefbrunnen gefassten bzw. die Mischungsanteile des aus entgegengesetzten Richtungen zuströmenden Grundwassers hängen von der Lage des Brunnens zur Längsachse der Depression ab. Während die Brunnen nördlich davon, wie Badquelle und Margarethenquelle in erheblichem Maße Zuflüssen von Norden ausgesetzt sind, stammt das Wasser der in der Nähe der Achse gelegenen Brunnen von Fridolinsquelle wie auch der Tiefbrunnen TB3 praktisch ausschließlich von Süden. Die Beschaffenheit des an den unterschiedlichen Stellen gefassten Wassers lässt darauf schließen, dass von Norden Süßwasser zuströmt, wohingegen das Mineralwasser von Süden zufließt. Nicht genutztes Mischwasser entlastet schließlich zum tiefsten Punkt im Maschinenhaus des Rheinkraftwerkes Säckingen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 365 Abbildung 78: Hasemann’sches Modell der Grundwasserströmung und -mischung (aus: [43]) Ein Zufluss aus westlicher Richtung entlang der Verwitterungszone der angrenzenden Gneisanatexite Typ Murgtal einschließlich der hangenden Arkose- und Fanglomeratschichten ist aufgrund der Druckverhältnisse denkbar, durch die niedrigere Durchlässigkeit der Gneise aller Wahrscheinlichkeit nach aber mengenmäßig stark limitiert. Ein Zufluss von durch Steinsalzlösung geprägten Wässern aus dem Mittleren Muschelkalk ist angesichts der intakten Isolierung des Leiters durch mächtige Schluff- und Feinsandsteinschichten wie auch wegen des nach oben gerichteten Druckgradienten jedoch ausgeschlossen (siehe Abbildung 79). Letzteres wird durch den Nachweis von salzhaltigen Wässern mit einem auf Steinsalz-Lösung hinweisenden Äquivalentverhältnis Na/Cl von 1 im Oberen Muschelkalk der Bohrung Grändel untermauert (Probennahmestelle „Zeiningen“; [8]: 153) 5. Im Hinblick auf eine mögliche Lagerung von radioaktiven Abfällen im überdeckten kristallinen Grundgebirge der Nordwestschweiz ist die regionale Strömung im Kristallin mit einem Rechenmodell im regionalen Maßstab abgeschätzt worden. Die Westgrenze des Modells wurde entlang einer Störung der Bruchzone von Wehr-Zeiningen gezogen und mit einer konstanten Druckhöhe („constant head“ Randbedingung) versehen. Die Tiefbrunnen von Bad Säckingen liegen somit – wenn auch nur knapp - noch innerhalb des modellierten Bereiches. Unter der Annahme einer homogen isotropen Durchlässigkeitsverteilung bildet das Rechenmodell das konzeptuelle Modell relativ gut ab, wonach das Grundwasser im kristallinen Grundgebirge aufgrund der Verbindung des Leiters zum Rhein sowohl von Norden wie auch von Süden auf Bad Säckingen zuströmt (Abbildung 80). 5 Weitere hydrochemische Indizien liefern die Ergebnisse der im Rahmen der Abgrenzung des Heilquellenschutzgebietes ausgeführten hydrochemisch-isotopenhydrologischen Untersuchungen. Auf diese wird im nachfolgenden Abschnitt 7.3.3 näher eingegangen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 366 Abbildung 79:Modell zur natürlichen Auslaugung des Steinsalzes im Mittleren Muschelkalk (Ausschnitt Schnitt Anlage 22, ergänzt) a b a c a Abbildung 80: Druckverteilung Kristallin und Strömung gemäß numerischem Modell, a konzeptuelles Modell, b numerisches Basismodell (ohne Störungen) c numerisches Modell mit Störungen („major water-conducting faults of first order; aus [153]; SAE – Badquelle, KAI – B. Kaisten, GOE – B. Görwihl, PCT - Permokarbontrog) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 367 Zugleich lässt das Modell nicht auf nennenswerte Zuflüsse aus östlicher wie auch westlicher Richtung schließen (Abbildung 80). Die Annahme erhöhter Durchlässigkeit entlang der Eggberg-Verwerfung hat eine Verschiebung der Achse des tiefsten Drucks nach Süden zur Folge, was weder mit dem konzeptuellen Modell der NAGRA noch mit dem aktuellen Befund eines Druckes oberhalb Kote 295 m ü. NN an der EWS-Bohrung in Mumpf im Einklang steht. 9.3.3 Beschaffenheit Entsprechend dem hydrogeologischen Umfeld sowie früherer Einschätzungen waren in Bezug auf die Herkunft des Lösungsinhaltes der Thermomineralwässer folgende Hypothesen zu prüfen: - Steinsalz Muschelkalk - Formationswasser Nordwestschweizer Permokarbontrog - Formationswasser kristallines Grundgebirge Schwarzwald Falls die in Typ-bestimmenden Konzentrationen im Thermomineralwasser enthaltenen Hauptbestandteile Natrium und Chlorid aus der Lösung von Steinsalz des Mittleren Muschelkalks stammten, müsste das Äquivalentverhältnis Na/Cl fast genau 1 betragen (0,9994 in Rheinfelder Sole, welche durch Lösung von Steinsalz im Mittleren Muschelkalk gewonnen wird; [8]: S. 150). Dass es tatsächlich niedriger und damit nahe dem Wert der Wässer aus den Arkoseund Fanglomeratschichten der Bohrungen Mumpf ist, spricht gegen eine Herkunft aus dem Muschelkalk und für eine Herkunft aus dem Permokarbon-Trog. Das Äquivalentverhältnisse Br/Cl liegt mit Werten von 1,2 * 10-3 nahe beim Wert des Meerwassers von 1,54 * 10-3 zugleich aber sehr weit entfernt vom Wert der Rheinfelder Sole (0,035 * 10-3; [8]: 255). Dieser Befund stützt die Theorie der Zumischung eines fossilen Formationswassers und damit die Herkunft aus dem angrenzenden Nordwestschweizer Permokarbontrog. Die Äquivalentverhältnisse Sr/Ca, K/Li, Rb/K und Cs/K in den Thermomineralwässern von Bad Säckingen (siehe Tabelle 115) sind ausgesprochen typisch für die Herkunft aus Leitern der Formationen Buntsandstein, Perm und Kristallin, schließen jedoch eine Herkunft aus dem Muschelkalk zugleich wiederum aus [8]. Weiteres Indiz für die Herkunft aus dem Permokarbontrog sind die gegenüber der Atmosphäre erhöhten Gehalte an den gelösten Gasen Stickstoff und Helium. Gemäß den Ergebnissen chemisch-isotopenhydrologischen Messprogramms besteht das Thermomineralwasser aus 3 Komponenten in örtlich und zeitlich variablen Mischungsanteilen (siehe [58]): - „EWS Mumpf“ = Na-Cl-Tiefengrundwasser aus Arkose und- Fanglomeratschichten des Rotliegenden (rSWg) der EWS-Bohrung Mumpf - „Kaisten KRI“ = Tiefengrundwasser aus Kristallin der NAGRA-Bohrung Kaisten/CH - „Jungwasser“ = junges Grundwasser ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 368 Hingegen kann angesichts der Eigenschaften die Beteiligung von höher mineralisierten Tiefengrundwässern aus dem Bereich westlich der Bruchzone Wehr-Zeiningen, insbesondere aus dem Muschelkalk-Aquifer und aus dem Aquifer des kristallinen Grundgebirges (Referenz „Rheinfelden, Engerfeld“; siehe [58]: S.22), ausgeschlossen werden. Den wesentlichen Hinweis darauf liefern abweichende Isotopenverhältnisse 86Sr/87Sr. 9.3.4 Bilanz Aufgrund der Druckverteilung sowie der Verbreitung von Deckschichten niedriger Durchlässigkeit (Schluff- und Feinsandsteine des Rotliegenden, rSWt) sind die Gebiete, in denen das Jungwasser gebildet wird, nördlich der Fassungen zu suchen. Gemäß der Abschätzung mit den durchschnittlichen Förderraten, den gemessenen Jungwasseranteilen sowie der schlechten Durchlässigkeit entsprechend reduzierten spezifischen Grundwasserneubildungsspende von ca. 5 l/(s*km²) besitzen nur die Badquelle und die Margarethenquelle nennenswerte Einzugsgebiete im oberflächlich anstehenden Grundgebirge (Tabelle 117). Zugleich haben diese eine so geringe Ausdehnung, dass sie ohne weiteres innerhalb des Verbreitungsgebiets des Säckinger Granits unterzubringen sind. Tabelle 117: Abschätzung Fläche Einzugsgebiet Jungwasser-Anteil (nach Angaben in [60]) "Jungwasser" GrundwasserAnteil MVZ Rate neubildungsEntnahme spende l/s Vol.-% a l/s l/(s*km²) Fridolinsquelle 0,94 10 n.b. 0,09 Badquelle 1,60 60-70 ca. 20 1,04 5 Margarethenquelle 1,00 >90 > 12 0,95 TB 3 0,00 60-70 22 - 24 0,00 Zusammen 3,54 2,16 MVZ = Mittlere Verweilzeit; a = Jahr Einzugsgebiet km2 0,02 0,21 0,19 0,00 0,42 Der aufgrund von Mischrechnungen für das Jungwasser angegebene Sauerstoff-18-Gehalt von zwischen -9,5 und -9,0 %o [60] lässt auf mehrheitliche Neubildung im Bereich des Hotzenwald-Südabhanges, weniger in den Ebenen des Rheintals schließen (vgl. [101][101]: S. 19). Die Ergebnisse der isotopenhydrologischen Untersuchung von Proben aus Bohrungen zwischen Bergsee und Mineralquellen bestätigen die postulierte Isotopen-Zusammensetzung des Jungwassers im ternären Mischungssystem ([159]), erlauben wegen der weitgehenden Übereinstimmung der Signaturen jedoch im Moment keine weitere Differenzierung der Herkunft des Jungwassers nach Säckinger Granit (Bohrung 4 östlich Schöpfebach) oder Gneisanatexit (Bohrungen 2, 3 und 5 - 9 westlich Schöpfebach, vgl. Tabelle 118). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 369 Tabelle 118: Vergleich der Zusammensetzung von Proben des Grundwassers aus Tiefbohrungen südöstlich des Haselbecken mit jener des Jungwassers im ternären Mischungssystem (nach Angaben in [9], [101], [159] und [160]; grün = Messwert innerhalb Bereich Jungwasser, rot = außerhalb davon) Aquifer Volltext Jungwasser Stelle K'zeichen min max B2/13 Proben P Art Tiefe Gneis Typ Hauensteiner Murgtal B3/13 B5/14 P 8 22 67102 Okt.13 Apr.14 Okt.13 Okt.13 Okt.13 Apr.14 Apr.14 Feb.14 Apr.14 Feb.15 Feb.15 Feb.15 Feb.15 -61.2 -60.1 -59.2 -62.4 -65.4 -64.8 Datum H-2 %o H-3 O-18 TU TU %o 8 -9.5 ±0.7 11 8.3 -9.0 -8.85 Lf GH DIC Ca Mg Sr Na K Li HCO3 SO4 Cl F S/cm ° dH mmol/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 300 3.4 3.3 40 5 0.3 10 0.5 0 200 5 5 1.5 500 5.9 6.0 60 15 2.0 60 1.0 0 350 25 70 3.0 S 75 P 8 P 22 ±0.7 ±0.7 ±0.9 9 9.8 9.3 7.5 -8.8 -8.77 -8.65 -9.17 P B 6/15 B 7/15 B 8/15 B 9/15 9.8 -8.6 7.6 -8.9 -9.48 P P P 18 73-96 39-90 63-90 8.6 -9.4 ±1.0 5.8 -9.47 -9.51 -9.41 -9.2 Säckinger Granit B4/13 KSKSZ620 UW1095 S P 125 13 13 117 165.6 Okt.13 Okt.13 Apr.14 -58.8 -59.4 Mai.10 -65.6 ±0.8 ±0.7 9.5 9.7 -8.67 -8.76 ±0.7 9.8 -9.57 9.3 -10 Jun.64 193 2.30 549 7.85 571 8.59 320 4.11 256 2.69 287 6.88 394 9.06 350 462 9.34 10.70 320 4.09 371 4.95 93 0.90 413 3.4 26.1 4.1 85.5 16.3 0.14 5.5 3.4 0.011 65 339 15.4 2.2 4.3 0.5 90.7 19.6 46.9 7.2 30.1 5.1 41.1 4.7 51.7 7.7 54.9 7 62.6 8.2 62.9 4.8 4.1 0.5 5.6 0.8 8.4 4.3 11.2 2.4 22.6 5.1 8.3 3.1 22.8 8.9 364 11.2 3.6 0.34 159 19.1 3.9 0.59 146 11.7 5 2.5 233 14.1 3.2 1.6 203 10.6 2.6 1.8 276 16.9 2.9 1.1 50.9 4.6 0.1 4 6.3 0.05 170 12.7 2.5 2 9.1 2.3 0.05 3.7 1.3 0.007 28.1 12.9 2.3 222.7 78.2 58.6 4.9 0.5 59.8 28.7 2.4 0.2 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 339 184 3.3 3.6 92.1 19.3 13 1.8 24 17.3 Seite 370 2.7 6.1 204 10.7 1.8 1.9 176 1.5 9.4 Heilquellenschutzgebiet Die gegenwärtige Abgrenzung des Heilquellenschutzgebietes zeigt die Situation von Anlage 25. Sie basiert auf der endgültigen Abgrenzung gemäß dem hydrogeologischen Abschlussgutachten zur Abgrenzung des Heilquellenschutzgebietes des LGRB ([99]). Sowohl das quantitative wie auch das qualitative Schutzgebiet verlaufen im Bereich des Duttenbergs bzw. Bergsees parallel zur oberirdischen Wasserscheide bzw. parallel zur hier verlaufenden Grundwasserscheide. Demnach würden lediglich die Abschlussdämme I und II und nur jeweils deren luftseitiger Fuß im Schutzgebiet liegen. Und zwar beide Dämme in der Zone B1 des quantitativen Schutzgebietes, der Abschlussdamm II zusätzlich noch in der Zone III/2 des qualitativen Schutzgebietes. Vor dem Hintergrund der nachgewiesenen Einflüsse auf die Thermal-/Mineralquellen beim Bau des Rheinkraftwerks sowie des KW Säckingen ist deren Zuordnung zur quantitativen Schutzzone A fraglos sachgerecht. Die Innere Quantitative Zone umfasst den Bereich mit anstehendem Säckinger Granit, der Thermalwasserspeicher ist. Die Äußere Quantitative Zone umfasst unter anderem den Bereich der Qualitativen Schutzzonen. In der Äußeren Quantitativen Zone liegt auch die relativ hoch mineralisierte Quelle im Belüftungsstollen des KW Säckingen (Quelle B 996m). Das Rotliegende im präquartären Untergrund, das durch die Abdichtende Wirkung einen Schutz für das Thermalwasser bildet, darf durch tiefe Baumaßnahmen und Bohrungen nicht beschädigt werden. Das benachbarte oberirdische Einzugsgebiet muss berücksichtigt werden und gehört auch in die Äußere Quantitative Zone B2. Das HQS stößt im Westen an die Bruchzone von Wehr-Zeiningen. 9.5 Projekt PSW Atdorf 9.5.1 Beschreibung Eine zusammenfassende Übersicht der für die Beurteilung relevanten Eckdaten des Projekts enthält Tabelle 120. 9.5.2 Hydrogeologische Standortcharakterisierung Die hydrogeologischen Verhältnisse in der Umgebung des Haselbeckens illustrieren die Karte von Anlage 25 sowie der Schnitt von Anlage 26. Gemessen an der räumlichen Verbreitung im Untersuchungsgebiet sind der Säckinger Granit (GSK) und die Gneisanatexite Typ Murgtal (gnM) die bedeutendsten Einheiten. Sie grenzen ziemlich genau auf halber Strecke zwischen Haselbecken und Thermalquellen an einer steilstehenden, südwest-nordost streichenden Fläche aneinander. Die Sohle des geplanten Haselbeckens liegt beinahe ausschließlich im Bereich der Gneisanatexite Typ Murgtal, während sich die Thermalquellen auf das Verbreitungsgebiet des Säckinger Granits beschränken (vgl. Abbildung 82) Die Ausdehnung der Einheiten in die Tiefe ist nur im Falle des Säckinger Granits aufgrund von Tiefbohrungen genauer bekannt und kann mit mindestens 700 m angegeben werden. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 371 Die Gneisanatexite weisen eine ausgeprägte Schieferung bzw. Foliation auf, die großräumig einheitlich mit einem Winkel von ca. 50° nach Westen einfällt (vgl. Abbildung 81, Tabelle 119, Anlage 28 und Anlage 31). Abbildung 81: Ergebnisse von Messungen der Orientierung der Schieferung in Gneisanatexiten Typ Hauensteiner Murgtal im Gebiet des Schöpfebachtals (Schmidt’sches Netz, Projektion in Untere Halbkugel) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 372 Haselbecken (geplant) EWS-Bohrung Mumpf (plombiert) Kavernenkraftwerk (best.) Rheinkraftwerk (best.) N 1 km Abbildung 82: 3-dim. Raumbild der geol. Situation mit Lage von Haselbecken, best. Kraftwerken und Mineralquellen (grün = Gneis Typ Murgtal, hellrot = Säckinger Granit, dunkelrot = Rotliegendes, orange = Buntsandstein, vgl. auch Legende von Anl. 19) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 373 Tabelle 119: Vergleich der Ergebnisse von Gefügemessungen im Gneisanatexit Typ Hauensteiner Murgtal (BL=Bohrloch) Bereich Methode K4 Hasel-becken Klüfte K3 K2 K1 Schie- Gang- Störun- Referenz ferung kontakt gen BL-Messung 084/54 217/53 268/48 265/47 Kartierung 080/57 160/87 258/53 Haselbach- Kartierung tal SchöpfeBL-Messung 065/19 155/33 bachtal Kartierung Antragsteil F.VII 260/50 Antragsteil F.IV 262/51 260/42 243/27 [159] 259/57 Abbildung 81 Tektonische Verwerfungen sind nicht nur für die Geometrie der Leiter von Bedeutung, sondern bewirken auch eine intensive Klüftung im Bereich des angrenzenden Gebirges, was wiederum eine erhöhte Durchlässigkeit in diesen Bereichen zur Folge hat. Gemäß regionalen Studien spielen im Untersuchungsgebiet Abschiebungen mit Richtungen um nord-nordost – süd-südwest sowie um west-nordwest – süd-südost ein Rolle (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Gemäß detaillierter Aufnahmen im Rahmen der Erkundung des Standorts treten im Bereich Haselbecken vor allem nord-süd streichende Verwerfungen auf, wohingegen west-nordwest – ost-südost Störungen eine untergeordnete Rolle spielen, in der Achse des Haselbachtals jedoch quantitativ nicht ganz ausgeschlossen werden können (vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). In der Tat deutet schon die Morphologie des Geländes auf die Existenz eine Verwerfung entlang der Achse des Haselbachtals hin, die wiederholt an nord-süd streichenden Brüchen versetzt wird. Im Gneisanatexit folgen die nord-nordost - süd-südwest streichenden Störungen der Orientierung der Schieferung und weisen deswegen eine etwas abweichende Streichrichtung auf und fallen auch etwas flacher ein als in anderen Einheiten (Durchschnitt Haselbecken 260/50; vgl. Antragsteil F.IV Strukturgeologische Recherchen). Gemäß Untersuchungen in Stollen des Südschwarzwaldes weisen die wasserführenden Klüfte Richtungen auf, die den Richtungen der genannten Verwerfungsscharen weitgehend entsprechen (siehe 8.2.1). Dass der Befund durchaus auf das Untersuchungsgebiet übertragen werden kann, belegt der Nachweis von unterirdischen Verbindungen - in Richtung Ost - West im Rahmen von Markierversuchen 1964 (siehe [129]) sowie in Richtung Nord - Süd durch den Nachweis von CKW aus Bodenverunreinigungen im Schöpfebachtal (ehem. Engel Areal) in der Badquelle. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 374 Tabelle 120: Beschreibung des Vorhabens Bauwerk 2 ½ Jahre qu/qj** Dauer x x x Rodung Wald x x x Offene Baugrube mit Wasserhaltung, ca. 12 l/s, Injektionen Abschlussdamm I (AD I) Schüttdamm mit Dichtungselement, Kronenbreite 5 m, luftseitige Sammelleitung für Sickerwasser auf ca. 376,50 x x Abschlussdamm II (AD II) Schüttdamm mit Dichtungselement, Kronenbreite 10 m x x Bohrpfahlwand, Rüttelstopfverdichtung, Injektionen UW-Stollen: Schräg-strecke* rd. 330 m UW-Stollen: Übrige Strecke bis Abhau Fenster-stollen Durchmesser = 10,4 m, 298,5 m ü. NN (Tiefpunkt an der Einmündung Fensterstollen Sohle), Sohlhöhe Auslaufschwelle 338,03 m ü. NN, Gefälle = 12,0 %, Auskleidung Stahlbeton x x Konventioneller Bohr- und Spreng-vortrieb, Wasserhaltung, Betonieren, Injektionen Vollgefüllt, Druck wie Haselbecken, Schrägstrecke abschnittsweise dicht Durchmesser = 10,4 m, 298,5 m ü. NN (Tiefpunkt an der Einmündung Fensterstollen Sohle) Gefälle = 0,08 %, Auskleidung Beton oder Spritzbeton, je nach Gebirgszustand x x Maschineller Vortrieb (TBM), 16 Monate Wasserhaltung, Ausbau (500m/M.) nach Bedarf Vollgefüllt, Druck wie Haselbecken, durchlässig Stollenquerschnitt D-Profil: Breite = 6,10, Höhe = 6,82, Länge = rd. 715 m, Gefälle = 3,71 %, 298,5 m ü. NN (Tiefpunkt an der Einmündung Unterwasserstollen), 323 m ü. NN (Portal), Auskleidung: Fahrsohle-Beton, sonst Spritzbeton Durchmesser: 2 m, Länge = rd. 1.130 m, Gefälle = rd. 0,47%, 298,5 m ü. NN (Hochpunkt), Auskleidung: Beton-Pressrohr x x Maschineller Vortrieb (TBM), 1 ½ Monate Wasserhaltung, Ausbau nach Bedarf Durchlässig, durch Wasserhaltung trocken (Pumpen) x x Konv. Bohr- und Sprengvortrieb, Ausbau nach Bedarf, Durchlässig, durch Wasserhaltung trocken (freier Auslauf) Obj. Haselbecken Maßnahmen Stauziel 400 m ü. NN (Revisionsfall), Absenkziel 355 m ü. NN, Betriebswassermenge 9,00 Mio. m3, Wasseroberfläche bei Stauziel 38,53 ha Hauptsperre Walzbetonsperre in Fels fundiert, Krone 401,7 m ü. NN, Größte (HSP) Höhe über Aufstandsfläche rd. 115,7 m, beidseitig mit Aushub/Ausbruch angeschüttet, Becken Stollen im Bereich Haselbachtal Betrieb rSWg** Spezifikation Bau gnM** Teil Exp. GWEinh.** Restentleerungs- /Befüll-stollen Injektionen Wasserstand häufig im Tageszyklus zwischen 365 und 385 schwankend mit Schwerpunkt bei 383 m ü. NN Druckgefälle max. 70 m Sickerwasser 6,1, max. 11,2 l/s (mit Abdichtungsmaßnahmen) Druckgefälle max. 23,5 m Sickerwasser gz. Südflanke 3,9, max. 12,7l/s (mit Abdichtungsmaßnahmen) Druckgefälle max. 20 m Sickerwasser 0,7, max. 1,9 l/s(mit Abdichtungsmaßnahmen) *Ab Einmündung Fensterstollen bis Ende Auslaufbauwerk; ** gnM = Gneisanatexit Typ Murgtal, rSWg = Arkose- und Fanglomerat-Schichten des Oberrotliegenden (Weitnau-Formation), qu = Hangschutt/Hanglehm; qj = Junge Talfüllung ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 375 Im Rahmen der Erkundung des Standorts des Haselbeckens ist die Durchlässigkeit der vorkommenden Festgesteins-Einheiten im oberflächennahen Tiefenbereich von einigen 10er Metern, anhand der Ergebnisse von Wasserabpressversuchen in den Sondierbohrungen (LUGEON-Test) ermittelt worden. Eine Zusammenstellung der Ergebnisse zeigen Abbildung 83 und Tabelle 121. Die Angaben für Teufen ab 50 m unter Kristallinoberfläche beziehen sich im Wesentlichen auf Test in einer einzigen Bohrung am Standort der Hauptsperre, welche eine Störungszone durchfährt. Deswegen sind für den Tiefenbereich 50 m bis 100 m bis dato keine statistisch belastbaren Daten vorhanden. Abbildung 83: Ergebnisse der WD-Test in Sondierbohrungen im Bereich des Haselbecken (Bezugshöhe = OK Kristallin, Tiefe in Schrägbohrungen korrigiert, Umrechnung in k-Wert mit 1 Lugeon = 1,3 * 10-7 m/s) Tabelle 121: Statistische Auswertung der WD-Test im Gneis von Sondierbohrungen im Bereich des Haselbecken (Bezugshöhe = OK Kristallin, Tiefe in Schrägbohrungen korrigiert, Umrechnung in k-Wert mit 1 Lugeon = 1,3 * 10-7 m/s) Teufe Anzahl m u. OK Kri 0 - 10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 n 38 32 22 16 11 4 1 1 1 0 Lugeon-Wert (L/Min x m) arithm. M. geom. M. 18,0 8,1 6,8 0,7 1,9 5,5 1,4 3,2 4,5 - k-Wert (m/s) arithm. M. 5,9 1,9 1,8 0,4 0,5 1,8 1,8 4,2 5,9 - ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 2,4 * 10-6 1,1 * 10-6 8,9 * 10-7 8,8 * 10-8 2,4 * 10-7 2,8 * 10-7 1,8 * 10-7 4,2 * 10-7 5,9 * 10-7 - Bemerkung geom. M. 5,9 * 10-7 Verwitterungszone 1,9 * 10-7 Übergangszone 1,7 * 10-7 4,4 * 10-8 Tiefenzone 5,1 * 10-8 1,8 * 10-7 1,8 * 10-7 4,2 * 10-7 5,9 * 10-7 - Seite 376 Im Vergleich zu Abschätzungen aus Zuflüssen in Fensterstollen der Ibach-Beileitung der Unterstufe Säckingen (Tabelle 122) sind die Werte für die Übergangszone der Gneisanatexite (gnM) plausibel. Werte an der Obergrenze sind dort bedingt durch das Vorhandensein von magmatischen Gängen und tektonische Störungen. Tabelle 122: Abschätzung kf-Werte aus Zuflüssen in Fensterstollen der Ibach-Beileitung der Unterstufe Säckingen (aus [9]) Bauwerk Über-deGesteine* ckung m Haupt Dorfbach-F 0-90 gnM Murg-F. 0-140 gnM Eggberg-F. 0-85 gnM *für Abkürzungen siehe Tabelle 107 Neben L GA L, Gg kf-Wert Bemerkung* m/s 4,9 * 10-8 1,0 * 10-7 3,8 * 10-7 GA als Gänge Störungen Die Schieferung der Gneisanatexite lässt eine Abhängigkeit der Durchlässigkeit von der Richtung (Anisotropie) erwarten. Am niedrigsten dürfte diese senkrecht zur Schieferung sein, was der einheitlichen Orientierung entsprechend die Richtung 080/40 wäre. In 15 der insgesamt 27 Grundwassermessstellen repräsentiert der Wasserstand aufgrund des Ausbaus exklusiv den Druck im Gneis. Diese Gneis-Messstellen können anhand Bohrtiefe und vertikaler Durchlässigkeitsverteilung einer oder mehreren Tiefenzonen des Gneis zugewiesen werden (vgl. Anlage 30). Die Zuordnung korreliert in den meisten Fällen verhältnismäßig gut mit der Variabilität des Drucks sowie mit dem Ausmaß und der zeitlichen Verzögerung der Reaktion des Drucks auf Niederschläge. Einer detaillierten Analyse der Wasserstandsganglinien zufolge, geht die mit zunehmender Tiefe abnehmende Durchlässigkeit mit einer zunehmenden Verzögerung und Glättung des Einflusses von Niederschlägen auf den Grundwasserspiegel einher (vgl. Tabelle 123). Die räumliche Verteilung des Drucks in den Einheiten des kristallinen Grundgebirges (gnM, GA, GSK), welche im Bereich des Haselbeckens exklusiv auf Messungen in Gneis-Grundwassermessstellen bei einem extremen Tiefstand basiert (vgl. Kap 9.2.1), zeigt, dass die unterirdischen Wasserscheiden weitgehend dem Verlauf der oberirdischen entsprechen. Wie aus Anlagen 25 und 31 hervorgeht, erreicht das unterirdische Einzugsgebiet des Haselbachtals einzig bei extrem tiefen Ständen bis an das Ufer des Bergsees. Der Standort des Haselbeckens liegt deswegen praktisch vollständig und andauernd innerhalb eines unterirdischen Einzugsgebietes, dessen Vorflut der Haselbach bildet. Unter den gegenwärtigen Bedingungen gelangt im untersuchten Tiefenbereich somit kein Grundwasser aus dem oberirdischen Einzugsgebiet des Haselbaches in die Thermalquellen von Bad Säckingen. Hingegen kann bei extrem tiefen Grundwasserständen theoretisch Wasser aus dem Bergsee unterirdisch ins Haselbachtal abfließen. Der Abfluss kann in Ermangelung zeitlich hoch aufgelöster Messungen des Wasserstandes bzw. entsprechend genauer Wasserbilanzen des Bergsees gegenwärtig nicht belegt werden, dürfte wegen der geringen Durchlässigkeit des Gneis quantitativ kaum ins Gewicht fallen bzw. daher durch Messungen kaum zu erfassen sein. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 377 Tabelle 123: Charakterisierung der Gneis-Messstellen im Bereich des Haselbeckens 9.5.3 m ü. NN 377,50 335,00 365,10 361,90 399,00 395,00 422,20 414,30 399,00 405,10 410,20 418,90 408,10 408,90 412,40 50 m u.GOK m u.GOK 0 5-60 0 30-66 0 5-60 0 5-40 0 5-40 40 53-69 0 5-20 0 5-20 0 5-21 0 5-50 0 5-50 0 5-50 0 5-50 0 5-50 0 5-50 22,20 -8,69 20,40 7,80 15,09 4,98 14,28 16,91 13,31 25,44 9,86 34,28 28,32 25,80 21,19 L/min*m m u.GOK m 10,95 2 56,00 2,37 10 33,65 4,14 10 17,90 7,43 14 9,00 8,81 13,1 7,60 9,23 k.A. 16,55 k.A. 15,83 k.A. 7,85 47 16,65 24,60 34 7,50 6,52 7,6 7,75 12,61 2,9 12,50 6,75 100 7,00 6,29 1,4 48,75 21,62 100 7,50 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x m 3,2 0,6 0,9 3,4 5,3 3,9 14,9 13,0 2,8 15,4 5,5 10,0 10,8 0,9 16,1 Zeitl.Verzög. ° LugeonWert ° Reaktion Niederschlagsereignisse Dez 2011 Differenzierung Einzelereignisse VerwitterungsÜbergangsTiefenGesamtausmass Nr. AUD 2 AUD 5 AUD 9 AUD 12 AUD 24 AUD 31a AUH 4 AUH 8 AUH 10 AUH 27 AUH 28 AUH 29 AUH 30 AUH 31 AUH 32 Orien- Teufe Wasserstand Max. DurchZone tierung Messlässigkeit gnM streMittel Ampli Mittl. cke tude Teufe (Max.Min.) Neigung Ansatzhöhe Richtung Messstelle d 4 2 8 5 2 5 3 2 5 5 7 8 6 6 3 gedämpft geglättet gedämpft gedämpft differenziert gedämpft differenziert differenziert gedämpft differenziert gedämpft differenziert gedämpft geglättet differenziert Auswirkungen Methodik Die Erstellung eines dreidimensionalen, numerischen Grundwassermodells zur Prognose möglicher Auswirkungen, ist aufgrund der verfügbaren Datenlage für das betrachtete Gebiet nicht möglich. Folgende Grundlagen mit hinreichender räumlicher Auflösung sind nicht verfügbar und auch nicht mit zumutbarem Aufwand zu beschaffen. - - die Höhenlage relevanter Grenzen, wie der Felsoberfläche, der Grenze Beckenton/Hangschutt, der Auflagerungsfläche des Oberrotliegenden auf Kristallin oder der Basis der Verwitterungszone im Gneisanatexit die Eigenschaften der hydrologischen Einheiten (quantitativ bestimmte Durchlässigkeit inkl. Anisotropie). Vor diesem Hintergrund sind im Rahmen der Genehmigungsplanung rechnerische Abschätzungen vorgenommen worden. Bauphase Wesentliche Eingriffe in die gesättigte Zone sind - Aushub/Ausbruch Baugruben/Stollen (z.T. im Sprengverfahren), Abdichtungsarbeiten (Schlitzwand, Injektionen). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 378 In der Bauphase ist mit einer Absenkung des Drucks infolge der Erstellung von Hohlräumen in der gesättigten Zone und deren Trockenlegung durch Wasserhaltung zu rechnen. Bei den Abdichtungsarbeiten wird in der Regel kein Grundwasser abgepumpt. Die Eingriffe in der Reihenfolge abnehmenden Ausmaßes sind somit - Unterwasserstollen samt Fensterstollen und Restentleerungs- /Befüllstollen, Baugrube im Bereich der Hauptsperre. Die Druckabsenkung betrifft in erster Linie jene Grundwasserleiter, in denen die Hohlräume angelegt werden. Die Auswirkungen können sich jedoch in andere Grundwasserleiter hinein fortsetzen, sofern diese in direktem Kontakt mit diesem stehen. Betroffen sind somit (vgl. hierzu Situation von Anlage 25 und Schnitt von Anlage 26) direkt: - Hangschutt/Junge Talfüllung (qu, qj), - Gneisanatexite Typ Murgtal (gnM), indirekt: - Arkose- und Fanglomeratschichten des Oberrotliegenden (rSWg via gnM), - Albtal-Granit (via gnM lokal am Bergsee), - Säckinger Granit (via gnM in Entfernung von mindestens 0,9 km). Die Entwässerung des Gebirges erfolgt über die mehr oder minder durchlässige Stollenwand. Gemäß Messungen im Bereich bestehender Stollen im Südschwarzwald schwankt der Zufluss unter stationären Bedingungen je nach Überdeckung und Durchlässigkeit langfristig zwischen 0,07 und 0,9 l/(s*100 m) Stollenlänge [11]. Gemäß den Erfahrungen beim Bau des KW Säckingen können beim Auffahren von Stollen an der Ortsbrust kurzfristig um bis zu zwei Größenordnungen höhere Zuflüsse auftreten (z.B. „Wasserstrecke“ Unterwasserstollen, siehe Abbildung 74). Die räumliche Ausdehnung (Reichweite) der Druckabsenkung ist von der Tiefe und der Dauer einer Wasserhaltungsmaßnahme abhängig. Eine Abschätzung mit Hilfe der Gleichung von SICHARDT kann allenfalls für den Bereich der Baugrube der Hauptsperre erfolgen, und ergibt unter Annahme einer größtmöglichen Durchlässigkeit der Gneisanatexite Typ Murgtal in der Verwitterungszone von 2,0 * 10-6 m/s (arithmetisches Mittel) einen Betrag von ca. 225 m. Damit reicht der Einflussbereich dieser Wasserhaltung in südöstlicher Richtung selbst unter ungünstigen Annahmen (hohe Durchlässigkeit, isotrope Verteilung) nicht einmal über das Portal des Unterwasserstollens bzw. Auslaufbauwerks hinaus. Im Fall der gleichzeitigen Realisierung von Stollen (Unterwasserstollen, Fensterstollen und Restentleerungs- /Befüllstollen) und Hauptsperre läge die Baugrube im Einflussbereich der Stollen und hätte dadurch einen verminderten Grundwasserzufluss. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 379 Zur Abschätzung des Bergwasseranfalls und der möglichen Einzugsbreiten, wurden wie bereits in Kapitel 7.2.7.1 erwähnt (siehe auch Anlage 27), numerische Modellrechnungen (Vertikalschnittmodelle) durchgeführt. Der Modelschnitt 2 liegt im Bereich des Kreuzungspunktes von Fensterstollen und Restentleerungsstollen am Unterwasserstollen. Für den Bauzustand wurde für alle drei Stollen ein Bergwasserzufluss von ca. 0,68 l/s * 100 m und für den Betriebszustand von ca. 0,52 l/s * 100 m berechnet. Die theoretische Einzugsbreite errechnet sich zu ca. 780 m. Für den Fall, dass abzudichtende, wasserführende Störungszonen durchfahren werden, ist mit höheren Wasserzuflüssen in der Größenordnung von ca. 2,2 l/s * 100 m zu rechnen (siehe Anlage 27, Modellschnitt 4). In diesem Fall dehnt sich auch die theoretische Einzugsbreite aus und kann nahezu 1000 m erreichen. Der Einfluss würde unter diesen Umständen nach Südosten d.h. in Richtung der Heilquellen bis zum Bereich des Schöpfebachs und des Abschlussdammes II reichen. Eine Ausweitung der möglichen Druckabsenkung darüber hinaus oder gar bis in den Säckinger Granit ist aus verschiedenen Gründen wenig wahrscheinlich: - - Die Durchlässigkeit senkrecht zur Foliation ist deutlich niedriger als parallel dazu, sodass ein eventueller Absenkungstrichter aller Voraussicht nach tatsächlich schmaler sein wird, dieser Effekt könnte einzig durch ost - west streichende Brüche ausgeglichen werden. Diese müssten dann aber in großer Zahl vorhanden sein. Der Schöpfebach, dessen Sohle im fraglichen Abschnitt entweder auf Fels oder grobkörnigen Lockersteinen verläuft, führt permanent Wasser, wodurch allfällige Defizite im Leiter durch die Versickerung von Oberflächenwasser ausgeglichen würden. Wie unter dem Absatz „Methodik“ ausgeführt, steht die Prognose hinsichtlich des Einflussbereichs der Druckabsenkung unter der Voraussetzung der ungehinderten Kommunikation zwischen dem Fels-Grundwasser und dem Oberflächenwasser von Schöpfebach, Bergsee bzw. Seebächle. Für den Fall, dass niedrig durchlässige Schichten wie Hanglehm, Beckentone oder Schluffsteine des Rotliegenden diesen Austausch behindern und die Durchlässigkeit des Leiters zugleich deutlich höher ist als kf = 2,0 * 10-6 m/s, könnte die Druckabsenkung über die fraglichen Gewässer hinaus reichen. In dieser Hinsicht kritisch ist der Bereich der oberirdischen Wasserscheide zwischen Schöpfebach und Haselbach mit dem Standort des geplanten Abschlussdamms II. Da die Distanz zwischen Schöpfebach und dem Rand des oberflächlichen Verbreitungsgebiets des Säckinger Granits fast einen Kilometer beträgt, ist ein Einfluss auf die Thermalquellen in quantitativer oder noch qualitativer Hinsicht selbst unter ungünstigen Umständen im Bauzustand zwar nicht vollkommen auszuschließen, jedoch wenig wahrscheinlich. Betriebsphase Gegenüber der Bauphase ändert sich in der Betriebsphase die Situation derart, dass sich im Bereich des Haselbeckens samt Unterwasserstollen ein zwischen 355 und 400 m ü. NN schwankender hydrostatischer Druck einstellen wird. Diese Speicherniveaus begrenzen den für die Bewirtschaftung maximal nutzbaren Schwankungsbereich. Im Regelbetrieb wird davon ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 380 nur ein Teilbereich ausgenutzt. Der Speicherschwerpunkt liegt bei Kote 383 m ü. NN und damit wenig oberhalb des Wasserstands im regulierten Bergsee von 382,20 m ü. NN. Bei einem Stand von 383 m ü.NN erreicht die Wasserfläche des Haselbeckens gerade den wasserseitigen Fuß des Abschlussdamms II. Anhaltend hohe, von 398 m ü.NN bis zum maximalen Stauziel von 400 m ü. NN reichende Wasserspiegel treten nur während der alle 20 Jahre stattfindenden Revisionen auf. Der Druck im Haselbecken wird sich je nach Durchlässigkeit mehr oder minder rasch auf das Grundwasser übertragen und gegenüber dem Ausgangszustand – wenn auch zeitlich und räumlich variabel – zu einer bleibenden Erhöhung des Drucks in den angrenzenden Leitern von Kristallin, Rotliegendem und Quartär führen. Einzig im Bereich von Fensterstollen und Restentleerungs- /Befüllstollen ist infolge der anhaltenden Bergwasserdrainagen von einer dauerhaften Absenkung des Drucks auszugehen. Hier ist jedoch davon auszugehen, dass die Bergwasserzuflüsse in die Stollen durch Sickerverluste aus dem Haselbecken mehr als ausgeglichen werden und dadurch die Reichweite der langfristigen Druckabsenkung in Richtung der Mineralquellen räumlich begrenzt bleibt. Verglichen mit dem Ausgangszustand (Anlage 21, 25 und 31) ist mit einer maximalen Erhöhung des Drucks um bis zu 60 m am wasserseitigen Rand der Hauptsperre (bei Vollstau) sowie einer dauerhaften Absenkung im Bereich des Fensterstollens zu rechnen. Wesentliche Folgen eines nachhaltigen Anstiegs des Drucks sind - Veränderung der Richtung der Grundwasserströmung durch Verschiebung unterirdischer Wasserscheiden sowie Zunahme des Grundwasserabflusses durch steigenden Gradienten. Entsprechende Einflüsse sind vor allem entlang der West-, Süd- und Ostseite des geplanten Beckens zu erwarten. Ein wesentlicher Teil der zusätzlichen Grundwasserabflüsse wird durch Sickerverluste aus dem Haselbecken ergänzt. Gemäß einer Abschätzung in Antragsteil F.IX Stauraumdichtigkeit Unterbecken wird mit Verlusten zwischen ca. 10,7 l/s (bei Speicherschwerpunkt 383 m ü. NN) und ca. 25,8 l/s (bei Einstau 400 m ü. NN) gerechnet (siehe Tabelle 97 und Tabelle 98). Unter der Voraussetzung der ungehinderten Kommunikation zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser von Schöpfebach, Bergsee und Seebächle kann das durch Sickerwasser aus dem Haselbecken erhöhte Aufkommen an Grundwasser in die genannten Gewässer entlasten und der Einflussbereich wird durch die genannten Vorfluter lateral begrenzt. Sollten jedoch niedrig durchlässige Schichten wie Hanglehm, Beckentone oder Schluffsteine des Rotliegenden diesen Austausch behindern, kann der Einfluss über die fraglichen Gewässer hinaus reichen. Durch eine durchlässige Struktur im Felsuntergrund würde dieser Effekt noch verstärkt werden. Wie schon für den Bauzustand ist der Bereich der oberirdischen Wasserscheide zwischen Schöpfebach und Haselbach mit dem Standort des geplanten Abschlussdamms II wegen der ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 381 Nähe zum Träger des Thermalwassers, dem Säckinger Granit, in dieser Hinsicht kritisch. Sollte dort entgegen der Prognose die Durchlässigkeit entlang einer ost - west streichenden Störung bestehen und zugleich der Austausch zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser behindert sein, so könnten nennenswerte Mengen von Wasser aus dem Haselbecken nach Osten abströmen und ggf. sogar den Säckinger Granit erreichen. Unter solchen Umständen ist ein Einfluss auf die Thermalquellen, allen voran der Badquelle, ohne die geplanten Abwehrmaßnahmen (Brunnengalerie) nicht auszuschließen. Die mögliche Folge wäre die Zunahme des Anteils an Jungwasser im Thermalwasser mit ungünstigen Auswirkungen auf Seiten der Qualität in folgender Form: - Abnahme der Temperatur Abnahme der Mineralisation Zunahme der bakteriologischen Belastung Des Weiteren kann nicht ausgeschlossen werden, dass die hydraulische Barriere aus dem Gewässergürtel Schöpfebach-Bergsee-Seebächle nur beschränkte Wirkung auf die Druckverteilung und den Abfluss in der schlecht durchlässigen Tiefenzone im Gneis hat (vgl. Abbildung 84). Für den Fall, dass ein Teil des Sickerwassers aus dem Haselbecken über die Tiefenzone im Gneis unter dem Bergsee hindurch in Richtung Mineralquellen abfließen sollte, wären die Veränderung in den Mineralquellen aufgrund der geringen Durchlässigkeit und entsprechend geringer Abflüsse allerdings kaum messbar. Gemäß einer Abschätzung auf der Grundlage durchwegs pessimistischer Annahmen hinsichtlich Durchlässigkeit, durchflossenem Querschnitt und Gradienten (vgl. Tabelle 124) würde ohne Gegenmaßnahme der Abfluss über die Tiefenzone des Gneis um allerhöchstens 0,11 l/s zunehmen, was 5 % des den Mineralquellen gesamthaft zufließenden Jungwassers von 2,16 l/s bzw. 10% des Badquelle beigemischten Jungwassers von 1,04 l/s entspricht. Der Abschätzung für den Abfluss via Tiefenzone liegt insbesondere die Annahme der Existenz einer, das Haselbecken mit der Badquelle verbindende, tiefreichenden Störung mit k = 10-6 m/s wie auch eines, unter Berücksichtigung der Befunde in Bohrung B 6/13 größtmöglichen Gradienten zugrunde. Gegenwärtig gibt es keine Belege für die Existenz einer gut durchlässigen Verbindung zwischen Becken und Mineralquellen. Sollte eine solche vorhanden sein, kann diese möglicherweise schon bei Injektionsarbeiten entlang des talseitigen Beckenrandes, sicher aber im Rahmen des Monitoring anhand von Druckreaktionen erkannt und ein zunehmender Abfluss durch zusätzliche Tiefeninjektionen gezielt verhindert werden. Darüber hinaus stützen die unter allen Umständen hohen Aufenthaltszeiten des über den Gneis abfließenden Grundwassers von mehreren Jahrzehnten die Einschätzung des geringen Beitrags an Jungwasser aus Richtung des geplanten Haselbeckens. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 382 Abbildung 84: Potentialverteilung und Grundwasserströmung in einem morphologisch differenzierten Einzugsgebiet (schematisch; aus [4]) Vergleich mit früheren Eingriffen 1964 hatte die großräumige, nachhaltige Absenkung des Druckspiegels in der Umgebung der Baugruben und Stollen von Rheinkraftwerk und Kavernenkraftwerk Säckingen zum Versiegen der bis dato frei auslaufenden Badquelle geführt. Die damaligen Eingriffe sind mit den Eingriffen im Rahmen der Realisierung des PSW Atdorf in vielerlei Hinsicht nicht vergleich bar und von daher nicht direkt auf das aktuelle Projekt übertragbar. Wesentlich Unterschiede sind (vgl. dazu Tabelle 125 und Abbildung 85): - - - Die Baugruben und Stollen des Rheinkraftwerk bzw. des Kavernenkraftwerk Säckingen lagen im Säckinger Granit und damit in derselben hydrogeologischen Einheit wie die Badquelle (jetzt Gneisanatexit Typ Murgtal geringerer Durchlässigkeit) Der maßgeblichen Eingriffe erfolgte in einer um gut 1 km geringeren Entfernung zur Badquelle als beim aktuellen Projekt (1,7 km statt 2,7 km) Während des Baus wurde der Druck an den Baugruben und Stollen örtlich und zeitweise um bis zu 50 m unter das Niveau des Überlaufs der Badquelle auf Kote 297 m ü. NN. abgesenkt, beim aktuellen Projekt maximal 10 m Zwischen der Badquelle und den Kraftwerken in Säckingen steht das kristalline Grundgebirge nicht mit Gewässern in Verbindung, die geeignet wären, das Defizit durch Versickerung im Ausmaß wie ein Bergsee oder ein Haselbecken ausgleichen zu können (Die Versickerung aus dem Schöpfebach ist durch Markierversuche belegt [77], war offenbar jedoch nicht in der Lage den Verlust beim Bau des bestehenden Kraftwerk auszugleichen) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 383 Tabelle 124: Abschätzung von Menge, Geschwindigkeit und Aufenthaltsszeit des ohne bzw. mit Projekt via Gneis in Richtung Mineralquellen abfließenden Grundwassers (Szenario ohne Wirkung hydraulische Barriere Schöpfebach-Bergsee-Seebächle) Leiter Hydrostratigrafie Zone Durchlässigkeit (geom. M.) nutzbare Porosität Dimension Breite StromMächtigkeit streifen Fläche Ziel Zielpunkt Distanz Ruhedruck ohne Pro- Druck jekt Gradient Abfluss Fliessgeschwindigkeit Aufenthaltszeit mit Projekt Druck (Betrieb) Gradient Abfluss (Änderung) Gneisanatexit Typ Murgtal (gnM) Bemerkung ÜbergangsTiefenzone zone homogen heterogen Störung Matrix 2.0E-06 2.0E-07 1.0E-08 1.0E-06 1.0E-09 5% 1% 0.1% 5% 0.1% 1'000 10 990 10 20 500 10'000 20'000 500'000 5'000 495'000 B 2/13 B 6/15 790 790 358 308 Bergsee 382.25 0.031 0.094 0.61 0.38 0.47 0.47 0.05 0.11 0.16 0.08 0.16 0.01 20 13 27 13 267 Haselbecken 400.00 (Maximalstau) 0.053 0.116 1.06 0.21 0.58 0.58 0.06 (0.45) -(0.16) (0.11) (0.11) (0.01) 0.18 0.09 0.10 0.20 0.01 (0.08) -(0.07) (0.02) (0.04) (0.00) 12 24 22 11 215 -(9) (10) -(5) -(3) -(51) Verwitterungs-zone k p b h F m/s % m m m2 x m z m ü.NN z m ü.NN i m/m q L/s va m/d t a z m ü.NN i m/m q L/s Fliessgeschwindigkeit (Änderung) va m/d Aufenthaltszeit (Änderung) t a ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 384 Tabelle 125: Höhenlage und Distanz geplanter und ausgeführter Eingriffe (rot = Minimum, grün = Maximum) bestehend Geplant Status Objekt Projekt Bauteil Ort hydrogeol. Einheit Gelände Höhe UK Eingriff Höhe Druck AusBau gang Höhe Höhe m ü. m ü. m ü. m ü. NN. NN. NN. NN. PSW Atdorf Restentleerungsst. Tiefpunkt gnM gnM 340 295 330 295 Haselbecken HSP gnM 335 286 340 286 UW-Stollen Tiefpunkt gnM 505 299 480 299 Haselbecken AD I gnM 390 340 380 380 Haselbecken AD II gnM 380 315 380 380 Bergsee gnM 383 369 382 Badquelle GSK 300 99 291 Rhein-KW Maschinenhaus Block 2 (Qu. 3) GSK 282 258 283 258 KavernenUW-Stollen 21 m (Qu.) RSWg 290 278 283 278 KW Säckin880 m (Qu.) GSK 368 246 365 246 gen 1059 m (Wasserstr.) GSK 412 247 410 247 Zufahrtstollen 620 m (Qu.) GSK 434 317 430 317 EWS Mumpf Bohrung 1 RSWg 293 105 303 293 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 385 Betrieb Ände- Höhe rung m m ü. NN. -35 295 -54 383 -181 383 0 383 0 383 -25 -5 -119 -164 -113 -10 281 289 365 370 329 303 Distanz Heilquelle MarBadFridogaquelle linsquelle Ände- rethen quelle rung m m m m -35 43 -97 3 3 -2 6 0 -40 -101 0 -3'390 -3'320 -3'100 -2'870 -2'270 -2'100 -940 110 290 970 1'180 1'400 3'090 -2'820 -2'770 -2'700 -2'240 -1'800 -1'540 0 1'020 1'220 1'500 1'660 1'770 2'290 -3'370 -3'310 -3'150 -2'820 -2'270 -2'070 -700 380 630 1'250 1'460 1'660 2'750 Tiefbrunnen 3 m -2'780 -2'770 -2'870 -2'200 -2'020 -1'720 -880 1'870 2'090 2'360 2'490 2'550 1'480 Abbildung 85: Höhenlage und Distanz geplanter und ausgeführter Eingriffe 9.6 Schlussfolgerungen Gemäß den Ausführungen unter Kapitel 9.5.3 sind nach gegenwärtigem Stand der Kenntnis der hydrogeologischen Verhältnisse am Standort des Projekts sowohl im Bauzustand wie auch im Betriebszustand keine Auswirkungen auf die Thermalquellen in Bad Säckingen zu erwarten. Der natürliche Schutz der Quellen im Säckinger Granit basiert im Wesentlichen auf: - - der Wirkung eines Gürtel aus permanent wasserführenden Gewässern, welche den Einflussbereich des Projekts auf die Grundwasserströmung in oberflächenahen Zonen des angrenzenden Gneisgebirges räumlich begrenzt (hydraulische Barriere) sowie der geringen Durchlässigkeit, welche in den tieferen Zonen des angrenzenden Gneisgebirges den möglichen Abfluss in Richtung Heilquellen stark limitiert Die Einschätzung basiert auf den Annahmen, dass - - der Austausch zwischen Grundwasser in den Gneisanatexiten vom Typ Murgtal mit dem Oberflächenwasser von Schöpfebach, Bergsee und Seebächle nicht durch Schichten niedriger Durchlässigkeit behindert wird und in der Achse des Haselbachtales keine tiefreichenden, ost - west streichenden tektonischen Störungen vorhanden sind, entlang derer die Durchlässigkeit signifikant erhöht ist. Unter diesen Umständen kann im Bauzustand Oberflächenwasser in den Grundwasserleiter versickern und im Betriebszustand Grundwasser in das Gewässer austreten, infolgedessen ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 386 der Einflussbereich durch die genannten Vorfluter begrenzt wird. Bei der Beurteilung des Einflusses auf die Thermalquellen sind die Verhältnisse im Bereich des Abschlussdammes II von besonderer Bedeutung. Da die Prognose hinsichtlich der Existenz von Verwerfungen und der Verbreitung von Deckschichten nicht hinreichend gesichert scheint, werden nachfolgend die geplanten Maßnahmen erläutert. 9.7 Maßnahmen 9.7.1 Brunnengalerie und Dichtungsschirm Unabhängig von der Möglichkeit, dass in der Achse des Haselbachtals Störungen mit tiefreichender Auflockerung vorhanden sind, werden Vorkehrungen getroffen, das auf diesem Wege aus dem Haselbecken nach Osten abfließende Sickerwässer abgefangen werden können. Hierzu ist die Erstellung einer Brunnengalerie am luftseitigen Fuß des Abschlussdammes II Bestandteil der Planung (siehe Anlage 13-2). Zunächst ist die Erstellung von 4 Brunnen der Dimension 6“ (150 mm) vorgesehen, die in erster Linie im Hangschutt verfiltert werden (siehe Abbildung 73). Bei ausreichender Auflockerung und Durchlässigkeit des unterlagernden Gneis können die Brunnen noch bis zu 30 m weit in den Fels vertieft und verfiltert werden. Die Brunnen werden mit den üblichen Verfahren auf Funktion und Leistung geprüft. Der derzeitige Grundwasserspiegelverlauf unterhalb des ASD II wird über die vorab zu den Hauptbaumaßnahmen erstellten Kontrollpegel (und Abwehrbrunnen) gemäß Hydrogeologischem Monitoringprogramm gemessen und dokumentiert. Bei Inbetriebnahme der Beobachtungspegel ca. 2 Jahre vor Beginn der Hauptbaumaßnahmen steht ausreichend Zeit zur Verfügung, um den Jahresgang der Grundwasserstände zu erheben. Aus diesen Beobachtungen kann dann ein max. GW - Stand oder max. Grundwasserstände in verschiedenen Jahreszeiten abgeleitet werden, welche auch in der Betriebsphase des PSW Atdorf nicht überschritten werden sollen. Sollten in der Betriebszeit die Messungen gemäß hydrogeologischem Monitoring anzeigen, dass der Grundwasserspiegel beim Betrieb des Haselbeckens (Einstau) gegenüber dem definierten max. Ausgangszustand ansteigt, dann ist der Grundwasserspiegel entsprechend abzusenken. Die Abwehrbrunnen werden mit Pumpen ausgestattet. Die Pumpen dienen dazu, den Wasserstand in den Abwehrbrunnen entsprechend zu regulieren. Die Pumpen springen an, wenn ein vorab definierter Maximalwasserstand des GW im Nahbereich der Brunnen erreicht wird. Die Wasserstandsmessung erfolgt dabei in den benachbarten Beobachtungspegeln. Die Pumpe wird wieder abgeschaltet, wenn ein vorab definierter Minimalwasserstand in den Beobachtungspegeln erreicht wird. Diese Schaltwasserstände können nach Kenntnis über den Aufbau des Bodens und seiner geohydraulischen Parameter im Zuge der Erstellung der Bohrungen vorab provisorisch festgelegt werden. Die definitive Einstellung der Schaltwasserstände erfolgt dann im Zuge der Kalibrierung der Abwehrbrunnen. Das aus den Abwehrbrunnen entnommene Wasser wird in das Haselbecken eingeleitet. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 387 Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit oder des Umweltschutzes könnte es darüber hinaus erforderlich werden, den Zufluss zu den Brunnen durch weitere, tiefreichende Abdichtungen einer etwaigen Störung mittels Injektionen einzudämmen. Abbildung 86: Lage und Dimension der Brunnengalerie zur Abwehr etwaig erhöhter Sickerwasserabflüsse im Liegenden des Abschlussdamms II (schematisch) Die Überwachung der Wirkung der Maßnahmen am Abschlussdamm II erfolgt an einer 150 m tiefen, tiefendifferenziert ausgebauten Bohrung in einiger Entfernung luftseitig von Damm und Brunnengalerie (siehe Kapitel 10.2.1 und Abbildung 86). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 388 10 Monitoringkonzept Hydrogeologie 10.1 Allgemeines Um die vorhabensbedingten Auswirkungen im Rahmen des geplanten PSW Atdorf auf den Grundwasserhaushalt und die Oberflächengewässer bau- und betriebsbedingt beobachten und überwachen zu können, ist ein umfangreiches Monitoringkonzept erforderlich. Das wesentliche Ziel dieser Monitoringmaßnahmen ist die Beweissicherung der Grundwasser-, Quellund Abflussverhältnisse im Bereich des ausgewiesenen hydrogeologischen Wirkraums und im Bereich des Thermalwasservorkommens von Bad Säckingen vor der Baumaßnahme. Während und nach der Bauphase werden die bau- und betriebsbedingten Auswirkungen auf den Wasserhaushalt erfasst. Dadurch können die Wirkungsprognosen überprüft und gegebenenfalls angepasst werden. Weiterhin werden damit die Ziele der geplanten Maßnahmen (z.B. Dotationen) überwacht. Zudem sind auch wichtige Eingangsgrößen für das Bergwassermanagement im Allgemeinen und für das Grundwassermanagement am Abhau verfügbar und die Einhaltung von festgelegten Grenzwerten kann überwacht und nachgewiesen werden. Um Referenzdaten für die Beweissicherung zu erheben, soll das Monitoringprogramm 2 Jahre vor Baubeginn begonnen werden. Während der Bauphase sollten die Messungen zeitlich und räumlich verdichtet werden, um relevante Auswirkungen zeitnah feststellen zu können. Nach Fertigstellung der Bauten müssen bereichsweise die Überwachungsmessungen dauerhaft fortgeführt werden. Die einzelnen Maßnahmen sind in Tabelle 128 zusammengefasst und in Anlage 10_3 dargestellt. 10.2 Grund- und Bergwasser 10.2.1 Grundwassermessstellen und Brunnen Um die Grundwasserverhältnisse zur Beweissicherung und um die vorhabensbedingten Auswirkungen zu erfassen, muss das Grundwasser vor, während und nach der Bauphase überwacht werden. Dazu müssen, neben den bereits vorhandenen, weitere Grundwassermessstellen installiert werden. Insgesamt werden ca. 72 neu zu errichtende Grundwassermessstellen für erforderlich gehalten. Die Grundwassermessstellen müssen 2 Jahre vor Baubeginn in Betrieb genommen werden, um damit eine umfängliche Beweissicherung gewährleisten zu können. Für die Installation einer hydraulischen Barriere am Abschlussdamm II werden zunächst 4 Brunnen errichtet (siehe Kapitel 9.7.1). Diese Brunnen werden in das Monitoringprogramm integriert. Um das Grundwasser im Verwitterungshorizont und im tiefen Kristallin getrennt erfassen zu können, müssen in ausgewählten Messstellen, hauptsächlich entlang der Achse des Unterwasserstollens und im Bereich südöstlich des Haselbeckens zu den Thermalquellen hin, mindestens zwei separate Filterrohre bzw. am jeweiligen Standort zwei getrennte Messstellen errichtet werden. Die tatsächlichen Filterstrecken bzw. Tiefen orientieren sich an den jeweils vorgefundenen geologischen bzw. hydrogeologischen Verhältnissen. Die Verfilterung bzw. die Tiefe der Grundwassermessstellen für den Verwitterungshorizont wird mit ca. 20 - 40 m Tiefe angenommen. Der unverwitterte Fels bzw. das tiefere Kristallin sollte mindestens auf einer ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 389 Länge von 30 m erschlossen werden. Die Tiefe der hierfür erforderlichen Messstellen hängt von den angetroffenen Verhältnissen ab und wird mit maximal 100 m angenommen. Tiefbohrungen Zur Verifizierung des konzeptionellen hydrogeologischen Modells bzw. des geologischen Aufbaus des Untergrunds und seiner hydraulischen Eigenschaften sowie vor dem Hintergrund einer geplanten 3D-Grundwassermodellierung wird empfohlen, in repräsentativen Zonen entlang des Unterwasserstollens einige tiefreichende Bohrungen abzuteufen. Diese Bohrungen sollten das tiefe Kristallin auf einer Länge von mindestens 100 m erschließen. Zur eindeutigen Identifizierung der Übergangszone und des tiefen Kristallins werden in regelmäßigen Intervallen WD-Tests empfohlen. Je nach Mächtigkeit der Verwitterungs- und Übergangszone muss mit Bohrtiefen von 150 – 250 m gerechnet werden. Als repräsentative Bereiche (Idealisierungs-Abschnitte) können die Zonen zwischen den bekannten Hauptstörungen definiert werden. Im Norden wäre dies der Abschnitt zwischen Wolfrist- und Vorwaldstörung. Eine weitere Tiefbohrung wird etwa in der Mitte des Stollens, sowie eine dritte im Bereich zwischen Eggbergverwerfung und Galgenmattzone vorgeschlagen. Diese tiefen Bohrungen könnten im kompakten Felsbereich als Mehrfachmessstellen mit Filterstrecken und Piezometern in verschiedenen Tiefenlagen (bei Abdichtung mit Packern und Ringraumverpressung dazwischen) ausgebildet werden (Messstellenbündel oder Sondermessstellen im Sinne der Nomenklatur DVWK; siehe Abbildung 87). Die flache Verwitterungszone sollte dabei über kurze danebenliegende eigene Bohrungen erkundet werden, um eine hydraulischen Kurzschluss zum tiefen Bergwasser zu vermeiden (Grundwassermessstelle, vollverfiltert im Sinne der Nomenklatur DVWK; siehe Abbildung 87). Einfach- Mehrfach-Messstellen Abbildung 87:Messstellentypen im Sinne der Nomenklatur des DVWK (aus [26], ergänzt) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 390 Vorhabensbereich Oberbecken Im Bereich Abhau und Mühlegrabenbach werden neben den bereits vorhandenen 14 Grundwassermessstellen (siehe Kapitel 4) zwischen dem Bereich der Talauen und dem geplanten Hornbergbecken II 14 weitere Grundwassermessstellen vorgeschlagen (siehe Anlage 10.3). Die Grundwassermessstellen im Umfeld des geplanten Beckens am Abhau dienen zur Kontrolle und Steuerung der Schwankungen des Grundwasserspiegels im Abstrom der geplanten Rohrrigole einerseits, und andererseits zur Überwachung der Abdichtungsmaßnahmen im Bereich von Störungszonen der Untertagebauwerke. Zudem fungieren sie als Kontrollmessstellen im oberstromigen Bereich der weiterhin genutzten Mühlenweiherquellen und als Vorfeldmessstellen für die Talauen. Die im Bereich des Oberbeckens liegenden bereits vorhandenen Grundwassermessstellen werden im Laufe des Baufortschritts überbaut werden und können daher nur bis zur Überbauung als Monitoringmessstellen fungieren. Vorhabensbereich Untertagebauwerke Entlang der Achse des Unterwasserstollens, sowie parallel dazu ca. 500 m im Osten und im Westen entlang der Grenze der Wirkraumzone 2 werden ca. 35 Grundwassermessstellen vorgeschlagen. Im Bereich der relativ steil einfallenden Großstörungen (Vorwald- und Wolfriststörung) sollten gezielte Bohrungen in die Störungszonen abgeteuft werden und ebenfalls als Messstellen ausgebaut werden. Damit ist es möglich die Reaktionen des Grundwasserspiegels beim Anschneiden von Störungen bzw. den Erfolg der Abdichtungsinjektionen in diesen Systemen zu erkunden und zu messen. 8 weitere Grundwassermessstellen sind im Bereich von Mooren geplant, die außerhalb der Zone 2 im weiteren Wirkungsbereich der Zone 3 liegen. Diese Grundwassermessstellen sollen nur den Verwitterungsbereich erschließen und dienen zur Überwachung allfälliger Auswirkungen einer möglichen vorhabensbedingten Grundwasserabsenkung. Sollten während der Bauphase in den Untertagebauwerken neben den bekannten, zusätzliche Störungszonen mit Wasserführung angetroffen werden, werden diese an die Oberfläche projiziert und im Bereich des potentiellen Ausstrichs kann das Grundwassermessstellennetz durch zusätzliche Grundwassermessstellen verdichtet werden. Auf die getrennte Erfassung von Verwitterungszone und tieferem Kristallin ist zu achten, falls die hydrogeologischen Verhältnisse dies erfordern. Vorhabensbereich Unterbecken Bereich Haselbachtal und Thermalquellen Zur Überwachung des anfallenden Sickerwasseranfalls nach dem Einstau werden im Umfeld des Haselbeckens weitere 9 Grundwassermessstellen errichtet. Diese werden vornehmlich im Bereich des Druckwasseranfalls des Einstaus (westlich im Abstrom der Hauptsperre und entlang des Duttenbergs sowie östlich vom Abschlussdamm II) platziert. Östlich vom Abschlussdamm II sind 4 Abwehrbrunnen geplant, die in erster Linie die ca. 60 m mächtige Talfüllung erschließen sollen. Über eine maximal 30 m weit in die Verwitterungs- und Übergangszone des unterlagernden Gneis hineinreichende Vertiefung wird fallweise entschieden. Damit ergibt sich eine Tiefe von maximal 90 m für die Brunnen. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 391 Die Brunnen dienen vor dem Einstau des Beckens als Monitoringmessstellen zur Beweissicherung. Darüber hinaus wird luftseitig des Abschlussdammes II in einiger Entfernung von der Brunnengalerie eine Grundwassermessstelle errichtet, in der der Einfluss des Betriebes des Haselbeckens in verschiedenen Tiefen beobachtet werden kann (Messstellenbündel). Zu Überwachung des weiteren Abstroms in Richtung der Thermalquellen von Bad Säckingen sind östlich und südlich des Beckens 4 weitere Grundwassermessstellen geplant (vgl. Anlage 25 und 32). Mit diesen soll auch das tiefere kristalline Grundgebirge bis in eine Tiefe von ca. 150 m erschlossen werden, um eventuell tiefer zirkulierendes Grundwasser aus dem Norden zu erfassen. Bei der Platzierung der Messstellen wurde die Lage und die Ergebnisse der von der Stadt Bad Säckingen im Jahr 2013/14 niedergebrachten Bohrungen und errichteten Grundwassermessstellen B2, B3, B4 und B5 berücksichtigt. Diese Messstellen sollen in das Monitoring integriert und als Mehrfachpiezometer ausgebaut werden, um die Verwitterungszone/ Übergangszone und das tiefere Kristallin getrennt erfassen zu können. Sowohl die bestehenden wie auch zusätzlichen Tiefbohrungen sollten einer eingehenden Untersuchung hinsichtlich Zuflusstiefe, Herkunft und Verweilzeit der damit erschlossenen Grundwässer unterzogen werden. Auf der Basis der Ergebnisse können sowohl die bestehenden wie auch die neuen Bohrlöcher tiefendifferenziert mit Beobachtungsrohren ausgebaut werden Vorhabensbereich Unterbecken Bereich Rheintal Im Bereich der Tiefbrunnen Nagelfluh I und II werden 2 Jahre vor und während der Bauphase Wasserstandsmessungen in den vorhandenen und einer neu zu errichtenden Grundwassermessstellen erfolgen. Die Grundwassermessstelle muss als Vorfeldmessstelle zwischen der geplanten Trasse der Restentleerungs- und Befüllleitung und den Tiefbrunnen platziert werden (siehe Anlage 10_3). 10.2.2 Datenerfassung und Bewertung In den 41 vorhandenen Grundwassermessstellen im Bereich Abhau und Haselbachtal sind bereits Datenlogger installiert, die den Wasserspiegel und die Temperatur kontinuierlich digital aufzeichnen. Die neu eingerichteten Grundwassermessstellen werden ebenfalls mit Datenloggern, die den Wasserstand, die Temperatur und eventuell bereichsweise auch die Leitfähigkeit erfassen, ausgerüstet. Die Datenlogger werden regelmäßig (mindestens monatlich) ausgelesen und die Daten verifiziert. Die Daten werden zusammen mit den Klimadaten (Niederschlag) sowie Bergwasserdrainagen und eventuell Quellschüttungen grafisch aufbereitet und interpretiert. Die Ergebnisse werden in monatlichen Berichten dargestellt. Die digitalen Aufzeichnungen der Grundwasserstände werden auch nach der Bauphase für eine Auswahl der Messstellen fortgeführt. Referenzmessungen Um die Auswirkungen der Baumaßnahmen von den natürlichen jahreszeitlichen Schwankungen der Grundwasserstände unterscheiden zu können, müssen Referenzmessungen des Wasserspiegels und der Temperatur an unbeeinflussten Grundwassermessstellen außerhalb ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 392 des hydrogeologischen Wirkraums des PSW Atdorf durchgeführt werden. Als mögliche Grundwassermessstellen können hier für den nördlichen Bereich die Messstellen BK1 und BK3 im Bereich der Erkundungsbohrungen für die Rüttmattquelle dienen. Unmittelbar nördlich des hydrogeologischen Wirkraums können die vorhandenen Grundwassermessstellen am Hornbergbecken I als Referenzmessstellen dienen (siehe Abbildung 61). Südöstlich von Altenschwand wird die vorhandene Messstelle Probebohrung 1 Hottingen im Murgtal empfohlen. Nördlich von Egg gibt es zwei ca. 100 m tiefe GWMs, die für das tiefere Kristallin als Referenzmessstellen dienen können (B46 und B48). Im Bereich von Brennet werden die drei Messstellen W2/95, W3/95 und W4/98 empfohlen. Die Daten der Grundwassermessstellen stammen aus der Grundwasserdatenbank der LUBW. Der aktuelle Zustand der Messstellen ist nicht verifiziert. 10.2.3 Hydrochemische Untersuchungen Zur Erfassung des qualitativen Zustands des Grundwassers im hydrogeologischen Wirkraum wird in ausgewählten Grundwassermessstellen mittels Datenlogger, neben der Temperatur auch die Leitfähigkeit erfasst. Zusätzlich ist vorgesehen in ausgewählten Grundwassermessstellen entlang des Unterwasserstollens an Stichtagen Grundwasserproben zur Bestimmung der hydrochemischen Parameter zu nehmen. Dabei werden Analysen entsprechend dem Grundmessprogramm G gemäß LUBW inklusive Arsen vorgeschlagen. Das Grundmessprogramm G enthält die chemisch-physikalische Parameter (Vorortmessungen) sowie die Parameter Säurekapazität bis pH 4,3 Basekapazität bis pH 8,2, Gesamthärte, Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, gesamt Phosphor, Ammonium, Hydrogencarbonat, gesamt Eisen, gesamt Mangan, Nitrat, Nitrit, Chlorid, Blei, Cadmium, gesamt Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber, Zink und Sulfat. Zudem wird eine Analyse der für Bad Säckingen typischen Parameter Bromid, Jodid und Bor vorgeschlagen. Am Abhau sollten die Grundwassermessstellen im Zustrom der weiterhin genutzten Mühlenweiherquellen auch auf hygienische Parameter untersucht werden. In den Grundwassermessstellen im Abstrom der Rohrrigolen sollte monatlich die Überwachung der Wasserqualität über hydrochemische bzw. mikrobiologische Analysen erfolgen. In den Untertagebauwerken werden an punktuellen Wasseraustritten (aus Störungszonen) neben Temperatur, Leitfähigkeit und Schüttung auch Daten über Isotope, Hydrochemie (Übersichtsanalyse entsprechend Grundmessprogramm G gemäß LUBW sowie Arsen) und Gase erhoben. Bei signifikanten Änderungen der Quellschüttungen, die auf die Bergwasserdrainagen zurückzuführen sind, werden diese Analysen auch auf die betroffenen Quellen an der Oberfläche ausgedehnt. Somit kann bei Verdacht auf eine hydraulische Verbindung zwischen Quelle und Bergwasserdrainage eine vergleichende Analyse weitere Rückschlüsse liefern. Mit Isotopen- und Spurengasanalysen kann das Alter des Bergwassers bestimmt werden. Somit sind Rückschlüsse möglich, ob es sich um Wasser von der Oberfläche oder um aufsteigendes Tiefenwasser handelt. Im Bereich Haselbecken (in den Messstellen W_6127 – W_6129, W_6131, W_6132 und W_6134) sind ergänzend Isotopenuntersuchungen durchzuführen. Das Unterbecken wird mit ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 393 Rheinwasser (Oberflächenwasser) befüllt. Auf Grund der unterschiedlichen Isotopensignaturen zwischen Oberflächengewässern und dem Grundwässern, ist es möglich, Anteile von infiltrierendem Sickerwasser aus dem Becken in den Grundwasserleiter sowohl qualitativ als auch quantitativ bestimmen zu können. 10.2.4 Monitoring Bergwasserzutritte - Bergwassermanagement Im Bereich der Untertagebauwerke werden sowohl die stark punktuellen Wasserzutritte (aus Störungszonen) als auch der gesamte Bergwasserzutritt in den verschiedenen Bauwerksbereichen abschnittsweise erfasst. Neben der quantitativen Erfassung müssen auch qualitative Messungen erfolgen. Die zu messenden hydrochemischen Parameter sind im Kapitel 9.1.3 bereits beschrieben worden. Die quantitative als auch qualitative Erfassung der Bergwasserzutritte erfolgt sowohl vor als auch nach eventuellen Abdichtungsmaßnahmen (Injektionen), um deren Wirksamkeit zu überprüfen. Da im Rahmen der Vorauserkundungen Bohrungen über die Stollenstirn hinaus erfolgen, um die Gebirgsqualität zu erkunden, können wasserführende Zonen frühzeitig erfasst werden. Dabei werden neben dem Bergwasserdruck auch die Bergwassermengen und chemisch-physikalische sowie hydrochemische Parameter und Isotopen gemessen. Weiterhin wird die Raumlage von Störungszonen (Streichen und Fallen) über optische Bohrlochscanner vermessen. Diese Daten werden unmittelbar nach den Messungen an die hydrogeologische Bauaufsicht übermittelt, sodass die Projektion von Störungszonen an die Oberfläche möglich ist. Dadurch kann eine Fokussierung des Monitorings auf die Bereiche des potentiellen Ausstrichs einer Störungszone erfolgen, und eine allfällige Verdichtung von Messungen vorgenommen werden. So können in diesen Bereichen zusätzlich Grundwassermessstellen eingerichtet und die Messungen an Quellen und Gewässern intensiviert werden. Dies betrifft in erster Linie die Lage von unbekannten Störungszonen. Darüber hinaus kann so durch das Oberflächenmonitoring in diesen Bereichen die Wirksamkeit von vorauseilenden und nachlaufenden Abdichtungsmaßnahmen überprüft werden. 10.3 Quellen 10.3.1 Quellschüttungsmessungen Zur Beweissicherung und zur Bewertung von vorhabensbedingten Auswirkungen, muss die Schüttung in ausgewählten Quellen vor, während und nach der Bauphase überwacht werden. Dabei werden alle für die Trinkwasserversorgung genutzten Quellen im hydrogeologischen Wirkraum gemessen. Zusätzlich wird eine Auswahl an messbaren Quellen vorgeschlagen, die ebenfalls in das Monitoringprogramm einbezogen werden. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 394 Gefasste Quellen der Trinkwasserversorgung In den nachfolgend aufgeführten gefassten Quellen der Trinkwasserversorgung im Bereich des Abhaus und des Unterwasserstollens werden Messungen der Temperatur, Leitfähigkeit und Schüttung durchgeführt. Die Messungen werden 2 Jahre vor Beginn der Bauphase aufgenommen und in dieser Zeit monatlich erfolgen. Während der Bauphase sollten die Messungen mindestens 14-tägig erfolgen. Beim Antreffen von wasserführenden Störungszonen sollten die Messintervalle hier auf 2-mal wöchentlich verdichtet werden: - Rohrquellen 1 - 4 Mühlenweiherquellen 1 – 3 Abhauquelle Saalbrunnenquelle Atdorfquelle 3.1 und 3.2 Steinbühlquelle Hüttenermattquellen In den Tannen-Quellen Ob der Stehle-Quellen Weidenbachquellen Schwammmattquellen Ziegquellen Kreiselbachquelle Hofmattquellen Geißmattquellen Steineggquellen Klingequellen 6 und 7 Untere und Obere Klingequelle Zusätzlich sollten zur Beweissicherung die Rohrquellen 1-4 (bis zur Verschließung der Quellen), die Mühlenweiherquellen 1-3, die Abhau-und Saalbrunnenquellen, die Steinbühlquellen sowie die Atdorfquellen mindestens 3 Monate vor Öffnen des Sondierstollens und während der Bauphase wöchentlich gemessen werden. Die im Nahbereich des Unterwasserstollens gelegenen Quellen sollten ab einem Jahr vor Baubeginn und während der Bauphase wöchentlich gemessen werden. Dies betrifft die Hüttnermatt-, die Schwammmatt-, Kreiselbach- und Ziegquelle sowie ggf. die Geißmatt- und Hofmattquellen. Sonstige Quellen Um eine flächendeckende Überwachung der Schüttungen der Quellen zu ermöglichen, werden weitere messbare, bzw. gefasste Quellen, die keiner besonderen Nutzung unterliegen, vorgeschlagen. Im Bereich des Abhau und des Mühlgrabenbachs werden die Quellen des Sondierstollenmonitorings in das Messprogramm integriert. Hier müssen vor allem unmittelbar vor bzw. während des Öffnen des Sondierstollens die Messungen verdichtet werden (2 x wöchentlich). Bei den nicht öffentlichen Quellen wird eine Auswahl von Quellen vorgeschlagen, bei denen eine Schüttungsmessung möglich ist. Die Lage der 17 vorgeschlagenen Quellen ist aus Anlage 10.3 ersichtlich. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 395 10.3.2 Datenerfassung Die Messung der Quellschüttungen erfolgt in der Regel durch Gefäßmessungen. Es wird zusätzlich empfohlen, an geeigneten Quellbächen nach Möglichkeit so genannte Flumen zur kontinuierlichen und automatisierten Abflussmessung zu installieren. Neben der automatischen Erfassung des Abflusses durch den Wasserstand können hier zusätzliche Parameter wie Temperatur und Leitfähigkeit erfasst werden. Referenzmessungen Um die Auswirkungen der Baumaßnahmen von den natürlichen jahreszeitlichen Schwankungen der Quellschüttungen unterscheiden zu können, müssen Referenzmessungen an unbeeinflussten Quellen außerhalb des hydrogeologischen Wirkraums des PSW durchgeführt werden, bzw. entsprechende Daten erhoben werden. In unmittelbarer Nähe zum hydrogeologischen Wirkraum kann die Rüttmatt- und die Igelmoosquelle vorgeschlagen werden. Zusätzlich können Daten des regionalen Messnetzes der LUBW herangezogen werden. In der weiteren Umgebung wird die Etzibodenquelle in Görwihl- Engelschwand und die Sommerauquelle in Bonndorf-West vorgeschlagen. 10.3.3 Hydrochemische Untersuchungen Für die Quellen der Trinkwasserversorgung sollten eine jährliche bis halbjährliche Analysen der hydrochemischen Parameter fortlaufend erfolgen. Diese werden in der Regel bereits im Rahmen der periodischen Untersuchungen anlässlich der Überwachung gemäß der Trinkwasserversorgung durchgeführt. Die Analysen sollten jedoch mindestens das Grundmessprogramm G gemäß LUBW inklusive Arsen beinhalten. Zudem wird die Untersuchung der für Bad Säckingen typischen Parameter Bromid, Jodid und Bor vorgeschlagen. Routinemäßig sollte bei allen Quellschüttungsmessungen die Temperatur und die Leitfähigkeit gemessen werden. Hierbei kann von Quellgruppen eine Auswahl von Quellen mit der höheren Schüttung, ggf. Mischwasser einer Quellgruppe, ausgewählt werden. 10.4 Fließgewässer 10.4.1 Abflussmessungen Um die Abflussverhältnisse und deren relevanten Änderungen im Einflussbereich der Baumaßnahmen des PSW Atdorf zu erfassen, müssen die oberirdischen Fließgewässer im Projektgebiet vor, während und nach der Bauphase gemessen bzw. überwacht werden. Zur Beweissicherung in der bauvorbereitenden Phase (2 Jahre vor Baubeginn) kann der Abfluss an ausgewählten Messstellen erfolgen. Während der Bauphase wird das Messnetz durch weitere Abflussmessstellen verdichtet (siehe Lageplan Anlage 10_3). Zusätzlich zur Mengenmessung werden die Temperatur und die Leitfähigkeit erfasst. Im Bereich der geplanten punktuellen Gewässerdotationen werden die Wassermenge, Temperatur und Leitfähigkeit gemessen (siehe hierzu Antragsteil B.VI Anlagenbetrieb, Dotationskonzept). ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 396 10.4.2 Datenerfassung Es wird angestrebt, die Messwerterfassung, wo möglich, zu automatisieren und dadurch kontinuierliche Messreihen zu erhalten. Dazu wird in ausgewählten Gewässern, die Installation von sogenannten Flumen vorgenommen. Dabei handelt es sich um ein künstliches, in das Gewässer eingebrachtes Gerinne. Flumen sind in der Regel aus Edelstahl gebaut und garantieren einen freien Durchfluss. Die Flume wird in Fließrichtung in eine ‚gefällefreie’ Fließstrecke vor einen Überfall eingebaut. Durch den notwendigen Überfall ist die Flume selbst für Fische und Benthosorganismen nicht passierbar. Die Standorte werden daher so gewählt, dass die Flumen in den meisten Fällen bei bereits bestehenden natürlichen oder künstlichen Wanderhindernissen errichtet werden können. In den Flumen kann der Wasserstand und damit der Abfluss über Datenloggern aufgezeichnet werden kann. Zusätzlich werden die Wassertemperatur sowie die elektrische Leitfähigkeit aufgezeichnet. Die Datenlogger werden regelmäßig (mindestens monatlich) ausgelesen und die Daten verifiziert. Die Daten werden zusammen mit den Klimadaten (Niederschlag) sowie Bergwasserdrainagen grafisch aufbereitet und interpretiert. Durch die hydrogeologische Bauaufsicht werden den zuständigen Überwachungsbehörden monatliche Berichte mit Zusammenfassung der laufenden Arbeitsergebnisse übergeben. In den Gewässern, in denen die Installationen von Flumen nicht möglich ist, müssen die Abflüsse je nach Eignung des Gewässers mittels Eimermessungen oder Salzverdünnungsmessungen ermittelt werden (siehe auch Anlage 10.3). Die Messungen sollten 2 Jahre vor Beginn der Bauphase aufgenommen werden und in dieser Zeit 14-tägig erfolgen. Während der Bauphase werden wöchentliche Messungen empfohlen. Bereichsweise (Öffnung des Sondierstollens, im Bereich von Störungszonen) werden während der Bauphase die Messintervalle weiter verdichtet werden müssen. Referenzmessungen Um die bau- und betriebsbedingten Auswirkungen von den natürlichen jahreszeitlichen Schwankungen der Gewässerabflüsse unterscheiden zu können, müssen Referenzmessungen an unbeeinflussten Abflusspegeln außerhalb des hydrogeologischen Wirkraums durchgeführt werden. Als geeigneter Referenzpegel wird der von der Schluchseewerk AG betriebene Pegel der Wehra oberhalb des Wehrastausees vorgeschlagen. Als weiterer Referenzpegel wird ein Standort am Häuelgraben für die westlichen Wehraabhänge empfohlen. Als Referenzpegel für die Abflüsse zur Murg wird ein weiterer Standort am Sägebach empfohlen. 10.4.3 Hydrochemische Untersuchungen Eine hydrochemische Übersichtsanalyse zur Beweissicherung (Grundmessprogramm G gemäß LUBW sowie die gewässerökologischen Parameter Ortho-Phosphat, BSB5 und TOC) wird für die Gewässer erforderlich gehalten, die von den Dotationen beeinflusst werden und/oder im Einflussbereich von Bodenlagern liegen. Dies sind der Schneckenbach, der Altbach ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 397 und der Dorfbach. Des Weiteren müssen die Zuflüsse zur Wehra, die von einer Dotation betroffen sind, untersucht werden. Zur Beweissicherung sollte jeweils zwei Jahre vor Baubeginn monatliche Untersuchung durchgeführt werden. 10.5 Klima Zur flächendeckenden Erfassung der klimatischen Daten im hydrogeologischen Wirkraum werden 3 Wetterstationen empfohlen. Im Norden im Bereich Abhau können die Messungen an der vorhanden Klimastation des Hornbergbecken I erfolgen. Im mittleren bis südlichen Bereich können die Daten der Klimastation Jungholz- Kühmoos der Schluchseewerk AG verwendet werden. Für den Bereich des Haselbachtals wird die Installation einer Klimastation im Bereich zwischen Brennet und Haselbachtal empfohlen. Die Stationen müssen mindestens die klimatischen Basisdaten (Niederschlag, Temperatur, Luftfeuchte, Windstärke und –richtung) erfassen. Die Messwerterfassung der Basisdaten sollte möglichst automatisch erfolgen. 10.6 Thermalquellen Bad Säckingen Der Bau und der Betrieb des Haselbeckens mit den dazugehörigen Untertagebauwerken muss hinsichtlich des Einflusses auf die Thermalquellen überwacht werden. Dazu zählt auch eine mindestens 2 Jahre andauernde Überwachung des Ausgangszustands vor der eigentlichen Bauphase zur Beweissicherung. Neben den in Kapitel 9.1.1. erwähnten neuen Grundwassermessstellen im Umfeld des Beckens werden im Osten des Abschlussdammes II zunächst 4 Abwehrbrunnen errichtet (siehe Tabelle 126). Im Rahmen weiterer gemeinsamer Untersuchungen in Kooperation mit der Stadt Bad Säckingen sollten gegebenenfalls zu errichtende Messstellen auch in das Monitoringprogramm integriert werden. Die Überwachung der Grundwasserstände in den bestehenden und neu einzurichtenden Grundwassermessstellen sollte ebenfalls über Datenlogger erfolgen. Dabei sollten die bestehenden Grundwassermessstelle TB3 1994/95 sowie die von der Stadt Bad Säckingen im Jahr 2013/14 und 2015 errichteten Grundwassermessstellen B 2/13 (flach), B 3/13 (tief), B 4/13 (tief) und B 5/14 (tief) und B6/15 – B10/15 sowie die zusätzlich geplanten drei neuen tiefen Grundwassermessstellen im Bereich zwischen den Thermalquellen und dem Haselbecken überwacht werden. Soweit Tiefbohrungen mit Messstellenbündeln ausgebaut sind, erfolgt die Messung in 2 – 3 unterschiedlichen Tiefen (vgl. Anlage 32). Im Rahmen der Überwachung der Thermalquellen ist von den zuständigen Betreibern der Quellen eine quasikontinuierliche Messung von Förderrate/Auslauf (nur Thermalquellen), Druck, Temperatur und elektrischer Leitfähigkeit erforderlich (vgl. Anlage 32). Die entsprechend räumlich und zeitlich dichte Messung hoher Genauigkeit erlaubt es, etwaige Einflüsse von Bau und Betrieb frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen einleiten zu können wie: ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 398 Abdichtungen im Bereich von Stollen, Sperren und Dämmen und mittels zusätzlicher Injektionen im Untergrund Entnahme Grundwasser aus Abwehrbrunnen am Fuß der luftseitigen Böschung des Abschlussdamm II Tabelle 126: Zeitlicher Ablauf von Bau und Inbetriebnahme Haselbecken sowie Überwachung im Bereich der Thermalquellen Jahr -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 Baumaßnahmen HAB Restentleerungs-St. Unterwasser-Stollen Hauptsperre Abschlussdamm II Abschlussdamm I Inbetriebnahme Monitoring Probebetrieb Abwehrbrunnen GW-Messstellen Messeinrichtungen Messungen 10.7 Tiefbrunnen Nagelfluh I und 2 Um auf eventuelle Verunreinigungen des Trinkwassers reagieren zu können, sollten in regelmäßigen Abständen Wasserproben aus dem Tiefbrunnen Nagelfluh I und II entnommen und auf mikrobiologische Verunreinigungen sowie Trübung untersucht werden. Der Trübungsindex kann auch kontinuierlich im Brunnen gemessen und registriert werden. 10.8 Koordination Um einen reibungslosen Ablauf und eine lückenlose Koordination der Monitoringmaßnahmen sowie die Weitergabe der Messdaten zu gewährleisten, ist es vorgesehen, eine hydrogeologische Bauaufsicht einzurichten. Die wesentlichen Aufgaben werden die termingerechte Realisierung, die Koordination und die Kontrolle des Monitorings sein. Bei dieser Aufsicht laufen alle Informationen zusammen und werden zentral aufbereitet sowie bewertet. Die verifizierten Daten werden in regelmäßigen Berichten zur Verfügung gestellt. Die hydrogeologische Bauaufsicht soll darüber hinaus die Schnittstelle zwischen Behörden und Bauleitung sein. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 399 10.9 Installation und zeitlicher Ablauf der Monitoringmaßnahmen Die in den vorigen Kapiteln vorgeschlagenen Monitoringmaßnahmen umfassen zum einen bereits bestehende Messeinrichtungen des Basismessnetzes, zum anderen wird die Errichtung neuer Grundwassermessstellen, Abwehrbrunnen, Messwehre (Flumen) und Klimastationen vorgeschlagen. Diese Messstellen sind bis zur Bauvorbereitungsphase einzurichten (siehe Tabelle 127), um die Aufzeichnung von Messdatenreihen über einen Zeitraum von mindestens zwei Jahren vor Baustart zu ermöglichen. Einen groben Überblick gibt nachfolgende Tabelle Projektphase Tabelle 127: Überblick über die Monitoringphasen Dauer Risikomanagement Installation 6 Monate Bauvorbereitung (bauvorbereitende Maßnahmen) Bau Hauptbauarbeiten und Inbetriebnahme Betrieb 2 Jahre bis zu 10 Jahren Konzessionsdauer Bau und Einrichtung von Messstellen Referenzdatenerhebung für die Beweissicherung Messdatenerhebung/-auswertung mit Risikomanagement Messdatenerhebung/-auswertung mit Risikomanagement 10.9.1 Zeitlicher Ablauf zur Errichtung von Grundwassermessstellen und Abwehrbrunnen Es sind folgende Grundwassermessstellen (GWM) und Abwehrbrunnen in unterschiedlichen Ausbaudurchmessern und –tiefen erforderlich: Art der zu errichtenden Messstelle GWM GWM GWM GWM Abwehrbrunnen Anzahl 8 43 8 13 4 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Bohrtiefe in Meter 5 - 10 11 – 40 11 – 40 41 -200 20 – 90 m Bohrdurchmesser in mm 270 270 320 270 320 Seite 400 Für die Errichtung einer Grundwassermessstelle und von Abwehrbrunnen, die als Grundwassermessstelle betrieben wird, sind grundsätzlich die folgenden Leistungen erforderlich: 1. Verortung und Markierung des geplanten Bohransatzpunktes im Gelände 2. Optimierung der Zuwegung zum Bohrpunkt unter Einbeziehung der ökologischen Baubegleitung 3. Erstellen von Zuwegung und Bohrplatz 4. Baustelleneinrichtung (BE) 5. Umsetzen und Ausrichten des Bohrgeräts 6. Durchführung der Bohrarbeiten 7. Messstellenausbau 8. Entsorgung von Bohrgut und Spülungswasser 9. Räumung des Bohrplatzes und Rückbau der Zuwegung, falls erforderlich, jeweils mit Wiederherstellung der natürlichen Geländeverhältnisse 10. Einmessung der Messstelle nach Lage und Höhe Wegebau und andere logistische Arbeitsschritte werden gleichzeitig mit laufenden Bohrarbeiten ausgeführt. Die Bohrungen werden zwischen dem 1. September und dem 28. Februar ausgeführt. Es stehen etwa 100 Arbeitstage zur Verfügung. Für den Bau der geplanten Messstellen innerhalb dieser Frist ist der zeitlich parallele Einsatz von 8 bis 10 Bohrgeräten erforderlich. 10.9.2 Zeitlicher Ablauf zur Errichtung von Messwehren (Flumen) Folgende Messwehre zur kontinuierlichen Durchflusserfassung an kleinen Fließgewässern im Bilanzgebiet werden vorgeschlagen: 42 H-Flumen in Edelstahlausführung Für die Errichtung eines Messwehres das als Durchflussmesseinrichtung betrieben wird, sind grundsätzlich die folgenden Leistungen erforderlich: 1. Verortung und Markierung der geplanten Lage im Gewässer 2. Optimierung der Zuwegung zum Installationspunkt unter Einbeziehung der ökologischen Baubegleitung 3. Messwehreinbau mit Installation der Messsonden; Inbetriebnahme 4. Wiederherstellung der natürlichen Geländeverhältnisse Zuwegungen und andere logistische Arbeitsschritte werden gleichzeitig mit dem laufenden Einbau ausgeführt. Die Messwehre werden in der Regel zwischen dem 1. März und dem 30. September in das Gewässer eingebaut. Es stehen etwa 150 Arbeitstage zur Verfügung. Für den Einbau der geplanten Messwehre innerhalb dieser Frist ist der zeitlich parallele Einsatz von bis zu 2 Installationstrupps erforderlich. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 401 Tabelle 128: Monitoringmaßnahmen Einrichtungen und Messungen Vorhandende Grundwassermessstellen Anzahl 14 Installation neuer Grundwassermessstellen & Datenlogger 35 Vorhandende Grundwassermessstellen 29 Installation neuer Grundwassermessstellen & Datenlogger 9 Abwehrbrunnen 4 Vorhandene Grundwassermessstellen 2 Schüttungsmessung, Trübungsmessungen und mirkobiologische Untersuchungen Vorhandende Grundwassermessstellen Installation neuer Grundwassermessstellen & Datenlogger Vorhandene Messstellen Messinterval Zeitpunkt Oberbecken Stündlich – 4-stündlich 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Erfassung des Grundwasserspiegels im Verwitterungshorizont & im tieferen Fels Bereich getrennt. Untertagebauwerke Stündlich – 4-stündlich 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Grundwassermonitoring Unterbecken, Bereich Haselbachtal Stündlich – 4-stündlich 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Monitoringmessstellen zur Beweissicherung vor dem Einstau Unterbecken, Bereich Haselbachtal Stündlich – 4-stündlich 2 Jahre vor Baubeginn, Ab Einstau des Unterbeckens während der Bauphase, nicht mehr im Monitoring entbis Einstau des Beckens halte Grundwassermonitoring Unterbecken, Bereich Rheintal Stündlich – 4-stündlich 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Überprüfung Trinkwasserqualität Unterbecken, Bereich Rheintal regelmäßig 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Grundwassermonitoring im Bereich von Mooren Stündlich – Hydrogeologi- 4-stündlich scher Wirkraum Stündlich – 4-stündlich 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase 1 2 1 8 Referenzmessstellen (vorhanden) Hydrochemische und mikrobiologische Untersuchungen Thermalquellen Bad Säckingen 12 Überwachung der Wasserqualität ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Außerhalb hydrogeologischer Wirkraum Stündlich – 4-stündlich Oberbecken Monatlich Seite 402 Teilweise Mehrfachgrundwassermessstelle Werden teilweise überbaut Tiefbrunnen Nagelfluh I und II 2 Mehrfachmessstellen 1 Messstellenbündel 5 Grundwassermonitoring Messstellen zwischen Becken und Rohrrigolen zur Steuerung der Dotation, sowie Ersatz für wegfallende Messstellen. Teils, die von der Stadt Bad Säckingen errichtete Messstellen (2013 - 2015) 14 Ca. 10 Anmerkung Werden teilweise überbaut Grundwassermonitoring Vorfeldmessstellen zu Rohrrigolen für Steuerung Überwachung der Thermalquellen Installation neuer Grundwassermessstellen & Datenlogger Vorhabensbereich Grundwasser 14 Installation neuer Grundwassermessstellen & Datenlogger Installation neuer Grundwassermessstellen & Datenlogger Beschreibung 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Abstromig der Rohrrigole Einrichtungen und Messungen Anzahl Hydrochemische Untersuchungen an GWM 9 Grundwassermonitoring Isotopenuntersuchungen 6 Überwachung des Sickerwassers Beschreibung Vorhabensbereich Messinterval Zeitpunkt Anmerkung Untertagebauwerke Stichtage Stichtage Grundmessprogramm G inklusive Arsen, Bromid, Jodid & Bor Unterbecken Nach Bedarf Nach Befüllung & Betriebsphase Bergwasser Quantitative Erfassung der Bergwassermengen Grundwasserüberwachung Überprüfung Abdichtungsmaßnahmen Hydrochemische Untersuchungen Überwachung Wasserqualität Isotopenuntersuchungen Überprüfung Oberflächen- oder Tiefenwasser Quellschüttungsmessungen an naturnahen Quellen 17 Grundwasserüberwachung, Schüttungsüberwachung Messungen an den Quellen der Trinkwasserversorgung 50 Grundwasserüberwachung, Schüttungsüberwachung Referenzmessungen (vorhanden) Hydrochemische Untersuchungen an Quellen der Trinkwasserversorgung Installation von Messwehren/Flumen Salzverdünnungs- bzw. Eimermessungen Ca. 5 50 Untertagebauwerke Untertagebauwerke Untertagebauwerke Quellen Nach Bedarf Nach Bedarf Nach Bedarf Hydrogeologi- 2-wöchentlich scher Wirkraum monatlich Oberbecken/ 2x wöchentlich Untertagebau– monatlich werke Grundwasserüberwachung, Außerhalb Hyd2-wöchentlich Unterscheidung Auswirkung Projekt rogeologischer monatlich & jahreszeitliche Schwankungen Wirkraum Oberbecken/ Jährlich – Qualitätsüberwachung Untertagebauhalbjährlich werke Fließgewässer 42 Bilanzgebiet Stündlich Bilanzgebiet Wöchentlich – 14-tägig Abflussüberwachung 49 Erfassung an punktuellen WasVor & nach Abdichtungsseraustritten und Gesamtbergmaßnahmen wasserzutritt abschnittsweise Erfassung an punktuellen Wasseraustritten Erfassung an punktuellen Wasseraustritten 2 Jahre vor Baubeginn während & nach der Bauphase 2 Jahre vor Baubeginn während und nach der Bauphase 2 Jahre vor Baubeginn während und nach der Bauphase 2 Jahre vor Baubeginn während und nach der Bauphase Verdichtung der Messungen im Bereich Sondierstollen beim Öffnen des Sondierstollens Messnetz LUBW Grundmessprogramm G 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Referenzmessungen 3 Abflussüberwachung, Unterscheidung Auswirkung Projekt und jahreszeitliche Schwankungen außerhalb Bilanzgebiet 14-tägig 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Hydrochemische Übersichtsanalyse 13 Überwachung der Wasserqualität Bilanzgebiet monatlich 2 Jahre vor Baubeginn, während und nach der Bauphase Stündlich – 4-stündlich 2 Jahre vor Baubeginn, dauerhaft Häuelgraben Sägebach Wehra am Wehrastausee In den von Dotationen betroffenen Gewässern; Grundmessprogramm G plus Ortho-Phosphat,BSB5 & TOC Klimastationen Vorhandene Klimastation 2 Neue Klimastation 1 Erfassung klimatische Daten (Niederschlag, Temperatur, Luftfeuchte, Windstärke und –richtung) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Bilanzgebiet Seite 403 Integration der Klimastationen HBB I und Jungholz-Kühmoos Im Beriech zwischen Brennet und Haselbachtal 11 Literaturverzeichnis [1] ARMBRUSTER, V. (2002): Grundwasserneubildung in Baden- Württemberg, Dissertation. - Freiburger Schriften zur Hydrologie 17, Institut für Hydrologie, 141 S.; Universität Freiburg. [2] BAUDEPARTEMENT des Kantons Aargau, Abteilung Umweltschutz (1996): Kanton Aargau, Grundwasserkarte 1:25.000, Blatt Rheinfelden. - (Hrsg.), Ausgabe 1996. [3] BAUDEPARTEMENT des Kantons Aargau, Abteilung Umweltschutz (1996): Kanton Aargau, Grundwasserkarte 1:25.000, Blatt Laufenburg. - Karte, Ausgabe 1996. [4] BAUMGARTNER, A. & LIEBSCHER, H.-J. (1990): Lehrbuch der Hydrologie, Band 11: Allgemeine Hydrologie, Quantitative Hydrologie. – 673 S., Gebr. Bornträger, Berlin [5] BÄUMLE, R. (2003): Geohydraulic Characterisation of Fractured Rock Flow Regimes – Regional Studies in Granite (Lindau, Black Forest, Germany) and Dolomite (Tsumeb Aquifers, Northern Namibia), Dissertation, 129. S.; Karlsruhe. [6] BECKER, A. & ANGELSTEIN, S. (2004): Rand- und Subglaziale Rinnen in den Vorbergen des Süd-Schwarzwaldes bei Bad Säckingen, Hochrhein. - Eiszeitalter und Gegenwart, 54, 1-19; Hannover. [7] BIEHLER, D. (1992): Das Thermal- und Mineralwasser-Vorkommen von Bad Säckingen (Hochrhein) – Ergebnisse einer historischen Erkundung. – Regio Basiliensis 33/1: 45 – 56,4 Abb., 1 Tab.; Basel. /45/. [8] BIEHLER, D., SCHMASSMANN, H., SCHNEEMANN, K. & SILLANPÄÄ , J. (1993): Hydrochemische Synthese Nordschweiz: Dogger-, Lias-, Keuper- und Muschelkalk-Aquifere, NAGRA Technischer Bericht 92-08, Wettingen, 409 S., Oktober 1993. [9] BIEHLER, D. (1995): Kluftgrundwässer im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwaldes Ergebnisse von Untersuchungen in Stollen. - Tübinger Geowiss. Arb., C, 22: 103 S., 72 Abb., 24 Tab., Anh.; Tübingen. [10] BIEHLER, D. & DANECK, T. (1997): Hydrogeologische Kartierungen von Stollen im Kristallin des südwestlichen Schwarzwaldes, Holinger AG, Juli 1997. - NAGRA interner Bericht 15 – 97: 22 S.; Liestal (Schweiz). [11] BIEHLER, D. & DANECK, T. (1997): Ingenieurgeologisch relevante Beobachtungen in Stollen im Kristallinen Grundgebirge des Südschwarzwaldes. [Kurzfassung Vortrag 12. Bodenseetagung Ingenieurgeologie Bad Säckingen, 8./.11.1996]. – Nachr. Dt. geol. Ges., Nr. 61, 57-59; Hannover. [12] BLINDE, A. & HÖTZL, H. (1981): Hotzenwaldgruppe-Oberstufe-Stausee Lindau. - Hydrogeologisches Gutachten, Mai 1981, 35 S.; Karlsruhe. [13] BLÜM, W. (1989): Faciesanalyse des Nordschweizer Permokarbon-Trogs (Hochrhein-Region zwischen Basel und Laufenburg). – Eclog. geol. Helv. 82/2:455-489, Basel. [14] BRAHMER, G. (1990): Wasser- und Stoffbilanzen bewaldeter Einzugsgebiete im Schwarzwald unter besonderer Berücksichtigung naturräumlicher Ausstattung und atmogener Einträge. - Freiburger Bodenkundliche Abhandlungen, Heft 25, 295 S., Freiburg. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 404 [15] BRUNS, J. (1983): Geologische Kartierung des Südwestlichsten Hotzenwaldes zwischen Säckingen und Wehr, - unveröffentlichte Diplomarbeit Universität Hamburg, 143 S., 52 Abb., 5 Anl.; Hamburg. [16] BUWAL (1998): Wegleitung zur Umsetzung des Grundwasserschutzes bei Untertagebauten. - Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, 32 S.; Schweiz. [17] BUNDESAMT für W ASSER und GEOLOGIE (2005): Geologischer Atlas der Schweiz 1:25‘000, Blatt 1069 Frick mit schweizerischem Anteil von Blatt 1049 Laufenburg. – Bern 2005. [18] BURGER, H. (2009): Vorkommen, Nutzung und Schutz von Thermalwässern und Mineralwässern im Kanton Aargau: eine Übersicht. – Swiss Bull. Appl. Geol., Vol. 14/1+2: 1327. [19] CARLÉ, W. (1975) Die Mineral und Thermalwässer von Mitteleuropa, Geologie, Chemismus, Genese. – Stuttgart (Wissenschaftl. Verlagsges. mbH), 1975. [20] COOPER, H. H. & JACOB, C. E. (1946): A generalized graphical method for evaluating formation constants and summarizing well-field history. - Trans. Amer. Geophys. Union, 24 (4); 526-534; Washington D. C.. [21] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG (1992): Hydrologie Grundbegriffe. - 4049-1, 12 S.; Berlin (Beuth-Verlag GmbH). [22] DARCY, H. (1856): Les fontaines publiques de la ville de Dijon. - V. Dalmont, 647 S., Paris. [23] DIEBOLD, P., NAEF, H. & AMMANN, M. (1991): Zur Tektonik der zentralen Nordschweiz, Interpretation aufgrund regionaler Seismik, Oberflächengeologie und Tiefbohrungen. – Nagra Techn. Ber. (NTB) 90-04, Wettingen, Dezember 1991. [24] DISLER, C. (1914): Stratigraphie und Tektonik des Rotliegenden und der Trias beiderseits des Rheins zwischen Rheinfelden und Augst. – Verh. Naturf., Ges. Basel, XXV: 1-96, Basel. [25] DISLER, C. (1949): Die Steinkohlebohrversuche bei Zeiningen in Wallbach und Mumpf im letzten Jahrhundert. Fricktalisch-badische Vereinigung für Heimatkunde und Heimatschutz. S. 49-64. [26] DVWK (1997): Tiefenorientierte Probenahme aus Grundwassermessstellen. – Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V., Merkblätter zur Wasserwirtschaft, Nr. 245, 14 S., Bonn (Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH) [27] DWA (2013): Wechselwirkung zwischen Grund und Oberflächenwasser, T2-2013, Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V., Hennef 2013, 157 Seiten. [28] EBERHARD & PARTNER AG (2009): Wärmepumpenanlage Adlergasse 6, 4322 Mumpf, Bohrprofil (Beilage 3), Aarau [unveröffentlicht]. [29] ENEZIAN, G. (1984): Der Weg zur Rheinfelder Thermalquelle. – Rheinfelder Neujahrsblätter, Jg. 1984, S. 27-41. [30] ERB, L. (1948): Zur Frage der jungquartären Hebung des Schwarzwaldes. - Mitt. Bl. bad. geol. Landesanstalt, 49 – 51; Freiburg i. Br.. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 405 [31] FUNK, E. (2000): Wasserversorgung Bad Säckingen, Pumpversuch Bad Säckingen.- Büro Funk für Hydrogeologie, 4 S., 4. Anl., Datum 15.11.2000; Bollschweil [32] FUNK, E. (2009): Aktenvermerk zum Fachbereich Hydrogeologie, Untersuchungsprogramm der Quellen der Gemeinden Rickenbach und Herrischried, geplante Isotopen-Anaylsen im Rahmen der UVP.- Büro Funk für Hydrogeologie, 1 S., Datum 23.10.2009. /3; Staufen. [33] FUNK, E (2010): Geplantes Pumpspeicherkraftwerk Atdorf – Vortrieb des Erkundungs-Stollen. Stollenvortrieb und Grundwasserschutz. Ergänzende Stellungnahme zum weiteren Vorgehen bezügl. der Bergwasserzutritte. – Büro Funk für Hydrogeologie, 13 S.; Datum 03.12.2010, Staufen. [34] GEOCONSULT GmbH - Dr. FRIEDRICH W. HUG (1993): Erkundungsbohrungen für eine Mineral-/Thermalwassererschließung Bereich Bad Säckingen-West. – Schlussbericht, Kronberg, 30.11.1993 [unveröffentlicht]. [35] GEOCONSULT GmbH - Dr. FRIEDRICH W. HUG (1997): Mineral- und Thermalwassererschließung TB 3 Bad Säckingen, Dürerstraße. - Abschlussdokumentation, erstellt im Auftrag der Kurverwaltung Bad Säckingen, Projekt Nr. 93273, Kronberg, 03.06.1997 [unveröffentlicht]. [36] GEOLOGISCHES BÜRO Dr. H. SCHMASSMANN (1988): Rheintal, Abschnitt Laufenburg bis Schwörstadt, Abgedeckte geologische Karte mit Isohypsen der Felsoberfläche (Maßstab 1:10‘000). – Plan Nr. 88/042 z.H. Nagra vom März 1988 [unveröffentlicht]. [37] GERWECK, H., HEGELE, A., ROCKENBAUCH, K. & W IRTH, G. (1984): Geologie des Südschwarzwaldes. – Arb. Inst. Geol. Pal. Univ. Stuttgart, NF. 78, S.1-9, 2 Beilagen, Stuttgart. [38] GONZALEZ, R. (1990) Geometrie und Kinematik der Zeininger Bruchzone und eine Diskussion möglicher spätpaläozoischer Strukturen. - Eclogae Geol. Helv. 83/3: 513-523., Basel. [39] GOODMAN, R.E., MOYE, D.G., SCHALKWYK, A.V. & JAVANDEL, I. (1965): Groundwater inflows during tunnel driving. - Bull. Assoc. Eng. Geol., 2: 39-56; Heidelberg. [40] GRIMM, B. & PRIER, H. (1997): Untersuchungen über das Schüttungsverhalten von Grundgebirgsquellen des Südschwarzwaldes. - Jh. geol. Landesamt Baden-Württemberg, Band 36: 215 – 262, 9 Abb., 14 Tab.; Freiburg. [41] GUT (1990): Hydrogeologische Untersuchungen im Bereich Badquelle - Bergseestrasse – Betriebsgelände Fa. Engel. – Gutachten Gesellschaft für Umwelttechnologie, Freiburg vom Jan. 1990 [42] HALDIMANN P., NAEF, H. & SCHMASSMANN, H. (1984): Fluvialtile Erosions- und Akkumulationsformen als Indizien jungpleistozäner und holozäner Bewegungen in der Nordschweiz und angrenzenden Gebieten. – Nagra Techn. Ber. (NTB) 84-16, Baden, August 1984. [43] HASEMANN, W. (1928): Die Thermalquellen von Säckingen. – Mitt., bad. Landesver. für Naturkunde und Naturschutz, N. F. 2/14: 177 – 184; Freiburg i. Br. [44] HAUBER, L. (1980): Geology of the Salt Field Rheinfelden-Riburg, Switzerland, 5th Symposium, on Salt, Vol. 1 (Ed. by A. H. COOGAN and L. HAUBER). – The northern Ohio geological Soc. Inc.; Cleveland, Ohio. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 406 [45] HAUDE, W. (1954): Zur praktischen Bestimmung der aktuellen und potentiellen Evaporation und Evapotranspiration. – Mitt. D. Deutsch. Wetterd., 8: 7 Abb., 10 Tab.; Bad Kissingen. [46] HEITFELD, K. H. (1964): Hydro- und baugeologische Untersuchungen über die Durchlässigkeit des Untergrundes an Talsperren des Sauerlandes. – Geol. Mitt. 5: 1-210; Aachen. [47] HEITFELD, K. H. (1991): Lehrbuch der Hydrogeologie Band 5: Talsperren. - 468 S., 345 Abb., 37 Tab.; Berlin Stuttgart (Gebrüder Borntraeger). [48] HEUSSER, H. (1926): Beiträge zur Geologie des Rheintales zwischen Waldshut und Basel (mit besonderer Berücksichtigung der Rheinrinne). – Beitr. Geol. Karte Schweiz, NF 57 II. [49] HILDEBRANDT, E.E, SCHACK-KIRCHNER, H., TRÜBY, P. (2006): Beurteilung des Bodens im Gelände, Institut für Bodenkunde und Waldernährung, Uni Frieburg, 28 S.. [50] HIMMELSBACH, T. (1993): Untersuchung zum Wasser- und Stofftransportverhalten von Störungszonen im Grundgebirge (Albtalgranit, Südschwarzwald). - Schriftenreihe Angewandte Geologie Karlsruhe, 23: 238 S., Karlsruhe. [51] HOLINGER AG (2010): Heilquellen Bad Säckingen/D, Darstellung des Ist-Zustandes. Liestal, Stand 2 Nov. 2010. [52] HÖLTING, B. & COLDEWEY, G. (2009): Hydrogeologie – Einführung in die allgemeine und angewandte Hydrogeologie, 7. Aufl., 283 S.; Heidelberg (Spektrum akademischer Verlag). [53] HOULSBY, AC. (1976): Routine Interpretation of the Lugeon water Test. Quarterly Journal of Engineering Geology 9, 303-313; Geological Society, London. [54] HUBER, M. & HUBER-ALEFFI, A. (1984): Das Kristallin des Südschwarzwaldes. – Nagra Techn. Ber. (NTB) 84-30, Baden, Dez. 1984. [55] HUBER, M. & HUBER-ALEFFI, A. (1990): Zur Tektonik des Südschwarzwaldes. – Nagra Techn. Ber. (NTB) 90-03, Baden, April 1990. [56] HOULSBY, AC. (1990): Construction and Design of Cement Grouting. – 466 S.; New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore (Wiley). [57] HYDROISOTOP GmbH (2010): Interner Arbeitsbericht Heilwasser Bad Säckingen, Bewertung erster Ergebnisse zu den laufenden Thermalwasseruntersuchungen aus Bad Säckingen (D) und Mumpf (CH). - Schweitenkirchen vom 1. Juni 2010. [58] HYDROISOTOP GmbH (2010): 2. Interner Arbeitsbericht Heilwasser Bad Säckingen, Charakterisierung der beteiligten Komponenten, Bad Säckingen (D) und Mumpf (CH). Schweitenkirchen vom 16. Nov. 2010. [59] HYDROISOTOP GmbH (2011): Isotopen-Zeitreihenuntersuchungen an Quellen im Bereich des geplanten PSW Atdorf. Untersuchungen von Juni 2009 bis November 2010 (14.03.2011). 41 S.; Emmendingen. [60] HYDROISOTOP GmbH (2012): Abschlussbericht zu den Untersuchungen Heilwasser Säckingen, Bad Säckingen (D) und Mumpf (CH). Schweitenkirchen vom 19.03.2012 ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 407 [61] HYDROSOND (2010): Geplantes Pumpspeicherkraftwerk Atdorf auf den Gemarkungen der Gemeinden Herrischried, Rickenbach, Wehr und Bad Säckingen, Lkr. Waldshut, Mineralund Thermalwassererschliessung Bad Säckingen, Zusammenstellung der Bohr- und Ausbaudaten (Mai 2010); Rheinmünster. [62] HYDROSOND & FUNK, E. (2010): Pumpspeicherkraftwerk Atdorf, Raumordnungsverfahren, Fachbereich Hydrogeologie und Thermalquellen Bads Säckingen. - Bericht der Arbeitsgemeinschaft Fa. Hydrosond, Rheinmünster und E. Funk, Büro für Hydrogeologie, Stand: 23.3.2010, 92 S.; Rheinmuenster/Staufen. [63] INTERREG II (2001): Erkundung der Grundwasserleiter und Böden im Hochrheintal zwischen Schaffhausen und Basel. - Landratsamt Waldshut, 95 S.; Waldshut. [64] IG Psw Atdorf (2014): Geologische Längsschnitte Untertagebauwerke- Rev.6, 12 S.; Innsbruck.EBA X [65] INGENIEURGRUPPE GEOTECHNIK (2004): Schluchseewerk AG, Neues Verwaltungsgebäude in Bad Säckingen, 2. Ergänzung zur geotechnischen Stellungnahme von 02.02.2004. – Aktennotiz vom 3. Dez. 2004, Kirchzarten [66] JÄCKLI, H. & W YSSLING, L. (1972): Die Grundwasserverhältnisse im Aargauischen Rheintal zwischen Wallbach und Rheinfelden. – Mitt. Geol. Inst. ETH & univ. Zürich, NF 162. [67] KILLE, K. (1970): Das Verfahren MoMNQ, ein Beitrag zur Berechnung der mittleren langjährigen Grundwasserneubildung mit Hilfe der monatlichen Niedrigwasserabflüsse. – Z. dt. geol. Ges., Sonderh. Hydrogeol., 87-93, 6 Abb.; Hannover. [68] KLUT, H & OLSZEWSKI, W. (1945): Untersuchungen des Wassers an Ort und Stelle, seine Beurteilung und Aufbereitung. – 9 Aufl., 281 S., 10 Abb.; Berlin (Springer). [69] LAHMEYER INTERNATIONAL (2008): Alternativenstudium für eine Erhöhung der Pumpspeicherkapazität der Schluchseewerk AG, Band 1: Konzeptplanung und Alternativenvergleich, 323; Bad Vilbel. [70] LAHMEYER INTERNATIONAL (2008): Alternativenstudium für eine Erhöhung der Pumpspeicherkapazität der Schluchseewerk AG, Vertiefte Betrachtung des PSW Atdorf, Endbericht, 2008, 175 S.; Bad Vilbel. [71] LAHMEYER INTERNATIONAL (2011): Geotechnische Untersuchungen der Untertagebauwerke der Atdorfstufe – Endbericht Oktober 2011, 88 S., Bad Vilbel. [72] LANDESSTELLE für GEWÄSSERKUNDE (1960): Die Grundwasserverhältnisse im Bereich des geplanten Rhein-Kraftwerks Säckingen. – Bericht, Karlsruhe, Januar 1960 [unveröffentlicht]. [73] LANDRATSAMT W ALDSHUT (2001): Erkundung der Grundwasserleiter und der Böden im Hochrheintal, INTEREG II. [74] LAUBSCHER H, P. (1982): Die Südostecke des Rheingrabens ein kinematisches und dynamisches Problem.- Eclogae geol. Helv. 75/1: 101- 116; Zürich. [75] LAUBSCHER, H.P. (1985): The eastern Jura: relations between thin-skinned and basement tectonics, local and regional. – Nagra Techn. Ber. (NTB) 85-53, Baden, Oktober 1985. [76] LFU (2005): Mindestabflüsse in Ausleitungsstrecken. Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg, Karlsruhe. ISSN 1436-7882 (Bd. 97) ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 408 [77] LGRB/GLA (1967): Färbversuch bei der Badquelle in Bad Säckingen. [78] LGRB/GLA (1972): GEOLOGISCHES LANDESAMT Baden-Württemberg (1972): Hydrogeologisches Gutachten über die Badquelle in Säckingen (Na-Cl-Therme); Landkreis Säckingen. – Schreiben vom 13. April 1972 [unveröffentlicht]. [79] LGRB/GLA (1990): Hydrologisches Abschlussgutachten zur Ausweisung eines Wasserschutzgebietes in Rickenbach-Willaringen. - Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, Az.: 0833.01/90-4763; Freiburg. [80] LGRB/GLA (1991): Voruntersuchungen zur Sicherung des Thermal- und Mineralwasserdargebots in Bad Säckingen. – Dokumentation, Juli 1991 [unveröffentlicht]. [81] LGRB/GLA (1991): Hydrologisches Abschlussgutachten zur Abgrenzung eines Wasserschutzgebietes für zwei Quellgebiete in der Gemeinde Herrischried. - Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, Az.: 0403.01/90-4763; Freiburg. [82] LGRB/GLA (1991): Hydrologisches Abschlussgutachten zur Ausweisung von zwei Wasserschutzgebieten in der Gemeinde Herrischried. - Geologisches Landesamt BadenWürttemberg, Az.: 0445.01/90-4763; Freiburg. [83] LGRB/GLA (1991): Hydrogeologisches Abschlussgutachten zur Ausweisung eines Wasserschutzgebietes in der Stadt Wehr und in der Stadt Bad Säckingen. - Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, Az. 0721.01/89-4763; Freiburg. [84] LGRB/GLA (1992): Hydrologisches Abschlussgutachten zur Ausweisung von vier Wasserschutzgebieten in der Gemeinde Rickenbach. - Geologisches Landesamt BadenWürttemberg, Az.: 0497.01/90-4763; Freiburg. [85] LGRB/GLA (1993): Hydrologisches Abschlussgutachten zur Ausweisung eines Wasserschutzgebietes für die Rohrquellen 1-4 in der Gemeinde Herrischried. - Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, Az.: 0447.01/90-4763; Freiburg. [86] LGRB/GLA (1995): Symbolschlüssel Geologie (Teil I) und Bodenkunde Baden-Württemberg. – Informationen GLA B-W 5/95, Freiburg. [87] LGRB/GLA (1995): Durchführung eines Pumpversuchsprogrammes in der ausgebauten Thermalwasserbohrung 3 (TB 3) in Bad Säckingen, Lkr. Waldshut. – Schreiben des GLA BW vom 5.12.1995 z.H. Büro Dr. F.W. Hug [unveröffentlicht]. [88] LGRB/GLA (1995): Nachtrag zum Hydrogeologischen Abschlussgutachten (Az. 0833.01/90-4763 vom 3.5.1990) für die Geißmatt Quellen 1-4 (LfU-Nr. 109) sowie für die Hofmatt-Quellen 1 und 2 (LfU-Nr. 383), Wasserversorgung Gemeinde Rickenbach, Lkr. Waldshut (TK und GKV 25, Blatt 8313 Wehr/Baden). - Geologisches Landesamt Baden Württemberg , Az.: 0833.02/90-4763; Freiburg. [89] LGRB (1999): Hydrogeologisches Abschlussgutachten zur Abgrenzung von zwei Wasserschutzgebieten für die Quellen der Stadt Wehr. Landesamt für Geologie Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg, Az.: 3487.01/97-4763, Freiburg. [90] LGRB (1999): Hydrogeologisches Folgegutachten zur Abgrenzung eines Wasserschutzgebietes für die Tiefbrunnen I und II Nagelfluh der Stadt Wehr (Baden). - Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg, Az. 4763/2//98 2514; Freiburg. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 409 [91] LGRB (2001): Hydrogeologisches Folgegutachten zur Abgrenzung eines Wasserschutzgebietes für die Tiefbrunnen I und II Nagelfluh der Stadt Wehr (Baden). - Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg, Az. 4763/2//98 2514; Freiburg. [92] LGRB (2003): Hydrogeologisches Abschlussgutachten zur Abgrenzung eines Wasserschutzgebietes für die Tiefbrunnen 2 bis 6 (Großfeld) der Stadt Bad Säckingen. - Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg, Az. 8932//02 4976 Gri/Geh; Freiburg. [93] LGRB (2004): Blatt 8413 Bad Säckingen geologische Karte 1:25.000.- Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg.; Freiburg. [94] LGRB (2004): Blatt 8314 Göhrwil, geologische Karte 1:25.000, 2. Ausg. - Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Würtemberg; Freiburg. [95] LGRB (2006): Blatt 8313 Wehr geologische Karte 1:25.000. - Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Würtemberg; Freiburg. [96] LGRB (2008): Hydrogeologische Einheiten in Baden-Württemberg. – LGRB-Information 20, Freiburg, März 2008. [97] LGRB (2009): Aufstellung über die Förderzahlen für die Bad- und Fridolinquelle, Bad Säckingen im Zeitraum 1989 bis 2009 – Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Stand: 28.5.2009. [98] LGRB (2009): Hydrogeologisches Zwischengutachten zur Abgrenzung eines Heilquellenschutzgebietes für die Mineralthermen Bad Säckingen. – Regierungspräsidium Freiburg, vom 29.12.2009. [99] LGRB. (2010): Hydrogeologisches Abschlussgutachten zur Abgrenzung eines Wasserschutzgebietes für die Mühlenweiher-Quellen 1-3 der Wasserversorgung der Gemeinde Rickenbach.- Landesamt für Geologie Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg, Az: 94/4763.1//10_5319 Gri/Gie; Freiburg. [100] LGRB (2011): Hydrogeologisches Gutachten zur vorläufigen Abgrenzung eines Heilquellenschutzgebietes für die Thermal-Mineralquellen Bad Säckingen.- Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg, Az: 94/4763.2//10_9623 Gri/Rei/; Freiburg. [101] LGRB (2012): Hydrogeologisches Abschlussgutachten zur Abgrenzung des Heilquellenschutzgebietes für die Thermal-Mineralquellen Bad Säckingen.- Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg, Freiburg Az: 94/4763.2//12_2683 vom 18.8.2012. [102] LGRB (2012): Fachgutachten Hydrogeologie und Thermalquellen Bad Säckingen(E.1Gutachten), Entwurf, Stand 10.05.2012, Revisions-Nr. 04, Antragsteil E.1, Büros Holinger und Eugen Funk, Pumpspeicherwerk Atdorf, Planfeststellungsverfahren, Schluchseewerk AG; Vermerk zu den Themen Grundwasserneubildung und Wasserbilanz, Bearbeiter: Dr. B. Grimm unter Mitarbeit von Dr. V. Armbruster, Az: 94-4763.3//12_7409 vom 02.10.2012, Freiburg. [103] LGRB: L8512 Bodenkarte von Baden- Württemberg 1:50.000 (ABK 50). - Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Württemberg; Freiburg. [104] LÖW S., EHRMINGER B., KLEMENZ W., GILBY D. (1996): Abschätzung von Bergwasserzuflüssen und Oberflächenauswirkungen am Beispiel des Gotthard-Basistunnel [Estimation ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 410 of tunnel inflows and surface effects using the example of Gotthard base tunnel]. In: O DDSON B. (ed) Instabile Hänge und andere risikorelevante natürliche Prozesse, Basel, Switzerland (Birkhauser). [105] LUBW (2002): Wasser und Bodenatlas Baden-Württemberg. – Landesamt für Umwelt, Messungen und Naturschutz, 70 Karten mit Begleittexten; Karlsruhe. [106] LUBW (2008): Regionalisierungsatlas des Landes Baden-Württemberg. - Landesamt für Umwelt, Messungen und Naturschutz; Karlsruhe. [107] LUTZ, M. (1964): Stratigraphische und tektonische Untersuchungen am südwestlichen Schwarzwaldrand zwischen Wiesental und Hochrhein. - Oberrhein geol. Abh. 13: 75122; Karlsruhe. [108] MAILLET, E. (1905): Essais d’hydraulique souterraine et fluviale. - Librairie Sci., A. Hermann, 218 S.; Paris. [109] MASSET, O. & LOEW, S. (2010): Hydraulic conductivity distribution in crystalline rocks, derived from inflows to tunnels and galleries in the Central Alps, Switzerland. - Hydrogeology Journal, Vol 18: 863-981; Heidelberg. [110] MASSET, O. (2011): Transient tunnel inflow and hydraulic conductivity of fractured crystalline rocks in the Central Alps (Switzerland). DiSS. ETH NO. 19532, 168 S., Zürich. [111] MAZUREK, M. & PETERS, Tj. (1992): Petrographie des kristallinen Grundgebirges der Nordschweiz und Systematik der herzynischen Granite. – Schweiz. Min.-Petrogr. Mitt. 72:11-35. [112] METZ, R. & REIN, G. (1958): Erläuterungen zur Geologisch-petrographischen Übersichtskarte des Südschwarzwaldes 1 : 50.000. – 126 S.; Lahr (Moritz Schauenburg Verlag). [113] METZ, R. (1980): Geologische Landeskunde des Hotzenwaldes. - 1117 S., Lahr (Moritz Schauenburg Verlag). [114] NAGRA (1983): Überwachung bedeutender Mineralquellen und Thermen. – Zwischenbericht Nagra, Baden, Okt 1983[unveröffentlicht] [115] NAGRA (1986): Überwachung bedeutender Mineralquellen und Thermen der Nordschweiz und angrenzender Gebiete, Resultate der Messstationen mit permanenter Aufzeichnung. – Nagra Int. Ber. (NIB) 86-25, Baden, Nov. 1986[unveröffentlicht]. [116] NAGRA (1988): Sedimentstudie - Zwischenbericht 1988, Möglichkeiten zur Endlagerung langlebiger radioaktiver Abfälle in den Sedimenten der Schweiz. – Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Hrsg.), Technischer Bericht 88-25, Oktober 1988. [117] NATERMANN, E. (1951): Die Linie des langfristigen Grundwassers (AuL) und die Trockenwetter-Abflußlinie (TWL). – Wasserwirtschaft 1951, Tagung in München 1950, S. 12 ff.; Stuttgart. [118] PEARSON, F. J. (jr.), BALDERER, W., LOOSLI, H. H. LEHMANN, B. E., MATTER A., PETERS, TJ., SCHMASSMANN, H., GAUTSCHI, A. (1991): Applied isotope hydrogeology – a case study in Northern Switzerland, NAGRA Technical Report 88-01, Baden [Studies in Environmental science 43; Amsterdam (Elsevier)]. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 411 [119] PRIER, H. (1992): Die Fridolinquelle in Bad Säckingen – Ein Protokoll der jüngsten Thermalwasser- Erbohrung. – Regio Basiliensis 33/1: 39 – 44, Basel. [120] REGIERUNGSPRÄSIDIUM FREIBURG (2010): Raumordnerische Beurteilung für das geplante Pumpspeicherwerk Atdorf der Schluchseewerk AG auf den Gemarkungen Bad Säckingen, Herrischried, Rickenbach, Wehr / Landkreis Waldshut. - 158 S. Freiburg, Dezember 2010. [121] RICHTER, W. & LILLICH, W. (1975): Abriß der Hydrogeologie. – 281 S.; Stuttgart (Schweizerbart). [122] RICHTER, D. (1995): Ergebnisse methodischer Untersuchungen zur Korrektur des systematischen Messfehlers des Hellmann-Niederschlagsmessers. Berichte des Deutschen Wetterdienstes, Selbstverlag des DWD, 93 S., Offenbach am Main. [123] ROCKENBAUCH, K. (1984) Bruchtektonik im Granitgebiet des südwestlichen Schwarzwalds und im angrenzenden Deckgebirge (Dinkelbergscholle, Vorbergzone). – Arb. Inst. Geol. Pal. Univ. Stuttgart, NF. 78, S.137-191, Stuttgart. [124] ROSSMANN, P. (1990): Isotopen- und hydrogeologische Untersuchungen über den Einfluß von schnellabfließenden Grundwässern auf die Gesamtschüttung in Quelle und Vorfluter im bewaldeten Buntsandsteingebiet Kohlwaldbach-Kesselbergquelle sowie ein Einblick in die Hydrochemie entlang des Steinoberlaufs (Südschwarzwald), unveröffentlichte Diplomarbeit (Teil II), 84 S., Universität Tübingen. [125] RYF, W. (1984): Thermalwasserbohrung 1983 Engerfeld, Rheinfelden. – Rheinfelder Neujahrsblätter, Jg. 1984, S. 43-52. [126] SAUER, K. (1956): Die Säckinger Thermalquelle des St. Marienhauses. – Säckinger Ferienkurier 3, Heft 2 und Heft 7, (1956). [127] SAUER, K. (1958): Geologie und Mineralgehalt der Margarethenquelle in Säckingen. – Mitt. bad. Landesver. für Naturkunde und Naturschutz, N. F. 7/2: 127 – 131; Freiburg i. Br. [128] SAUER, K. (1962): Thermal- und Mineralquellen am Hoch- und Oberrhein und ihre Bedeutung für die Regionalplanung (II). – Heilbad und Kurort, 14. Jg., Nr. 3: S. 65-67. [129] SAUER, K. (1969): Die Wiedergewinnung der durch Kraftwerksbaumaßnahmen versiegten Natrium-Chlorid-Therme von Säckingen (Hochrhein) Baden-Württemberg. – Heilbad & Kurort 21/2: 2 – 12; Baden-Baden. [130] SAUER, K. (1986): Die Bad Säckinger Thermen, ihre Herkunft und Zusammensetzung. – Ferienführer Bad Säckingen, Ausgabe 1986, S. 11-14. [131] SCHÄDEL, K. & STOBER, I. (1987): Zur Wasserführung des kristallinen Grundgebirges in Süddeutschland.- Geol. Jb. Reihe C, Heft 50, Hannover (Schweizerbart). [132] SCHATZ, R.H. & OTTO, J. (1989): Neue Wolframmineralisationen bei Bad Säckingen im Südschwarzwald. – Jh. geol. L.-A. B.-W., Nr. 31, S. 153-170, Freiburg i.Br. [133] SCHENDEL, U. (1968): Messungen mit Grundwasserlysimetern über den Wasserverbrauch aus oberflächennahem Grundwasser. – Z. Kulturtechn. Flurberein., 9: 314-326; Berlin. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 412 [134] SCHLUCHSEEWERKE AG (1989): Referat Hornbergbecken – Fassung 02. Januar 1989 von Jörg Turtur. – 19 S.; Laufenburg. [135] SCHLUCHSEEWERKE AG (2010): PSW Atdorf, Unterlagen zum Raumordnungsverfahren. –; Laufenburg. [136] SCHMASSMANN, H. & BAYRAMGIL, O. (1946): Stratigraphie, Petrographie und Paläogeographie der Perm-Formation im schweizerischen Tafeljura und die Steinkohlefrage der Nordschweiz. – Tät. ber. natf. Ges. Baselland, 15: 12-117, Liestal. [137] SCHMASSMANN, K., KULLIN, M. & SCHNEEMANN, K. (1992): Hydrochemische Synthese Nordschweiz: Buntsandstein-, Perm- und Kristallin-Aquifere. – Nagra Techn. Ber. (NTB) 91-30, Wettingen, Januar 1992. [138] SCHNEIDER, P. (2007): Hydrologische Vernetzung und ihre Bedeutung für diffuse Nährstoffeinträge im Hotzenwald / Südschwarzwald. – Inauguraldissertation zur Erlangung der Würde eines Doktors der Philosophie. - Philosophisch- Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Basel, Basler Beiträge zur Physiogeographie Band 96: 223 S.; Basel. [139] SCHWEIZER RHEINSALINEN (2010): Saline Riburg, Isolinien Salzbeginn. – Plan 1:10’000, 21.05.2010 [unveröffentlicht]. [140] SICHHARDT, W. (1928): Das Fassungsvermögen von Rohrbrunnen und seinen Bedeutung für die Grundwasserabsenkung, insbesondere für größere Absenkungstiefen. - 89 S., 40 Abb., 19 Tab.; Berlin (Springer). [141] STADTWERKE BAD SÄCKINGEN (2010): Thermalwasserförderung, Monatsablesung - Protokolle der Stadtwerke Bad Säckingen aus Zeitraum 1999 – 2010. [142] STADTWERKE BAD SÄCKINGEN (2010): Tägliche Überprüfung der technischen Anlagen. Protokolle der Stadtwerke Bad Säckingen aus Zeitraum Jan. 2005 – August 2007. [143] STOBER, I. (1992): Bohrungen der Stadt Bad Säckingen. – Berichtsentwurf, Jan. 1993 [unveröffentlicht]. [144] STOBER, I. (1992): Bohrungen des St. Vincentiusvereins Bad Säckingen. – Berichtsentwurf, Dez. 1992. [145] STOBER, I. (1994): Ergebnisse geohydraulischer Untersuchungen im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwaldes und seiner Randgebiete. – Dt. Gewässerkundl. Mitt. (DGM), 38 (1994), 6: 170-178. [146] STOBER, I. (1995): Die Wasserführung des kristallinen Grundgebirges. – Stuttgart (Enke). [147] STOBER, I. (1996): Geohydraulik und Hydrochemie der Thermalquellen von Bad Wildbad, Bad Liebenzell, Baden-Baden und Bad Säckingen. – Deutsche Gewässerkundliche Mitteilungen, 40, Heft 2: 69 – 83. [148] STOBER I., BUCHER K. (1999): Deep groundwater in the crystalline basement of the Black Forest region. – Appl. Geochem. 14:237-254. [149] STOBER, I. & BUCHER, K. (2000): Herkunft der Salinität in Tiefenwässern des Grundgebirges – unter besonderer Berücksichtigung der Kristallinwässer des Schwarzwaldes. – Grundwasser – Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie 3/2000: 125 – 140. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 413 [150] SUTER, R. (1915): Geologie der Umgebung von Maisprach (Schweizer Tafeljura). – Verh. naturf. Ges. Basel, Band XXVI. [151] THEIS, C. V. (1935): The relation between the lowering of the piezometric surface and the rate and duration of discharge of a well using groundwater storage. – Trans. Amer. Geophys. Union; 519-524, Washington D. C.. [152] THORNTHWAITHE, C.W. & MATHER, J.R. (1955): The water balance. – Publ. in Climate., 8 (1); Drexel Inst. Laboratory of Climatology; Centrerton, N.J. [153] THURY, M., GAUTSCHI, A., MAZUREK, M. MÜLLER, W.H., NAEF, H., PEARSON, F.J., VOMVORIS, S & WILSON, W. (1994): Geology and Hydrogeology of the Crystalline Basement of Northern Switzerland, Synthesis of regional Investigations 1981-1993 within the Nagra Radioactive Waste Disposal Programme. – Nagra Techn. Rep. (NTR) 93-01, Wettingen, Mai 1994. [154] TODD, D. K. (1980): Groundwater Hydrology. – 336 S., 2. Aufl., 1980: 535 S., zahlr. Abb. Und Tab.; New York (Wiley). [155] TRABER, D. (2002): Geohydraulic and geochemical basis of geochemical fluxes from deep groundwaters observed at the earth’s surface. – Geol. Survey Finland, Nucl. Waste Disp. Res., Report YST-108. [156] TURC, L. (1955): Le bilan d’eau des sols.- Thèse dactylogr, Paris [Univ.]. [157] Umweltministerium Baden-Württemberg (2009): Leitfaden zur Nutzung von Erdwärme mit Grundwasserwärmepumpen, Stuttgart, 33 Seiten. [158] WALD + CORBE, IUS (2009): Planfeststellungsverfahren PSW Atdorf, Informationen zum Scoping-Termin am 9. Mai 2009 (Auszug). – Protokoll. [159] Wendt, O. & Heinz, J. (2014): Ergebnisse neuer geologisch- hydrogeologischer Erkundungsbohrungen im Heilquelleneinzugsgebiet von Bad Säckingen (September 2013 – Februar 2014). – Gutachten vom 14.05.2014 z.H. Stadt Bad Säckingen / Stadtwerke Säckingen [160] Wendt, O. & Heinz, J. (2015): Bad Säckingen, Ergebnisse der neuen Messstellenbohrungen B6 – B10. – Präsentations-Folien [161] WERNER, W. & FRANTZKE, H.J. (2001): Postvariszische bis neogene Bruchtektonik und Mineralisation im südlichen Zentralschwarzwald. Z.dt. geol. Ges, 152/2-4: 405-437, Stuttgart, Nov,. 2001. [162] WIRTH, G (1984): Kleintektonische Untersuchungen im Grund und Deckgebirge des Südostschwarzwaldes (Baden-Württemberg).- – Arb. Inst. Geol. Pal. Univ. Stuttgart, NF. 78, S.85 - 136, Stuttgart. [163] WUNDT, W. (1958): Die Kleinstwasserführung der Flüsse als Maß für die verfügbaren Grundwassermengen. In: GRAHMANN: Die Grundwässer in der Bundesrepublik Deutschland und ihre Nutzung. – Forsch. Dtsch. Landeskunde., 104: 47-54, 2 Abb., 2 Tab.; Hannover. [164] Ziegler, H.J. (2000): Das Bergwasser im Spannungsfeld zwischen Tunnelbauern und Umweltschutz. – Bull. Angew. Geol.; Vol. 5, Nr. 2; 221 – 228; Bern. ATD-GE-PFA-E.01-00100-Fu-Gutachten_Hydrogeologie-Z.0 Seite 414