Hydrogeologische Auswirkungen des geplanten Kiesabbaus

Sept. 2016
ss
Hydrogeologische Auswirkungen
des geplanten Kiesabbaus südlich Brensdorf
auf das Gewinnungsgebiet "im Mies" des Marktes Schwarzenfeld
Naabkies GmbH & Co. KG
Verfasserin:
Dipl.-Geol. E. Anders
Auftraggeber:
Fa. NAABKIES GmbH & Co. KG
Industriestraße 1
92269 Fensterbach
Durchführung:
Anders & Raum
Sachverständigenbüro für Grundwasser
Hintelsberg 2
84149 Velden / Vils
08742 / 96 74 93
[email protected]
Inhaltsverzeichnis
1
Veranlassung .................................................................................................................................. 4
2
Hydrogeologische Rahmenbedingungen ....................................................................................... 4
3
Gewinnungsgebiet "im Mies" .......................................................................................................... 6
4
Bewertung....................................................................................................................................... 6
5
Zusammenfassung ......................................................................................................................... 8
Tabellen / Anlagen
Tabelle
Tabelle 1:
Stichtagsmessung vom 20.10.2015.
Anlagen
Anlage 1
Übersichtslageplan
Anlage 2
Geologische Karte
Anlage 3
Grundwassergleichenplan zur Stichtagsmessung am 20.10.2015
Anlage 4
Grundwassergleichenplan zur Stichtagsmessung am 27.10.2009
Anlage 5
Einzugsgebiet der Brunnen I und II "im Mies"
Anlage 6
Ausbaupläne/Schichtenverzeichnisse der Grundwassermessstellen NK 1 – 3
Hydrogeologische Auswirkungen des geplanten Kiesabbaus auf das Gewinnungsgebiet "im Mies"
Naabkies GmbH & Co. KG
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Veranlassung
Die Fa. Naabkies GmbH & Co. KG plant, auf den Flurstücken 1062, 1082, 1082/1 der Gemarkung
Stulln einen Nasskiesabbau. Westlich davon betreibt der Markt Schwarzenfeld das Trinkwassergewinnungsgebiet "im Mies" (Anlage 1). Der geplante Abbau grenzt an die Schutzzone W III des bestehenden Wasserschutzgebiets. Die Ausdehnung des Wasserschutzgebiets wird derzeit überprüft. Es
soll geklärt werden, ob der geplante Kiesabbau mit der Wassergewinnung in Konflikt steht. Weiterhin
sollen die hydrogeologischen Auswirkungen des geplanten Abbaus bewertet werden.
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Hydrogeologische Rahmenbedingungen
Das betrachtete Gebiet liegt nordöstlich von Schwarzenfeld in den quartären Terrassenschottern
rechtsseitig der Naab. Die Verbreitung der Terrassenschotter reicht im Westen ungefähr bis zur
Staatsstraße St 2156, im Norden bis zum Hüttenbachtal bzw. bis Brensdorf. Zwischen Schwarzenfeld
und Traunricht verengt sich das Naabtal und wird östlich und westlich von anstehendem Kristallin
begrenzt (Anlage 2: Geol. Karte). Die Quartärschotter sind am Standort der Brunnen I und II ca. 6 m
mächtig. Darunter folgen Tone, Schluffe und Sande der Tertiärrinne. Diese bilden den Stauer für das
Grundwasservorkommen.
Die Hauptvorflut bildet die Naab am Ostrand des Gebietes. Am Ortsrand von Schwarzenfeld teilt sie
sich und ist an der Gabelung im rechten Arm sowie weiter abstromig im linken Arm jeweils an einer
Wehranlage eingestaut (Stauhöhe ca. 360,50 m ü. NN). Von Nordwesten fließt der Hüttenbach in das
Naabtal und biegt in etwa an der Kreuzung mit der Bahnlinie nach Süden ab. Er mündet unterhalb des
Stauwehres in den rechten Arm der Naab. In der Nähe der Brunnen beginnt der Miesgraben, der am
nördlichen Ortsrand von Schwarzenfeld entlang fließt und in den Hüttenbach mündet. In der Talaue
verlaufen noch einige kleinere, periodisch wasserführende Gräben. Westlich der Bahnlinie liegen
mehrere Kiesweiher. Das geplante Abbaugebiet liegt im vorläufig festgesetzten Überschwemmungsgebiet der Naab.
Um das Fließschema im Bereich des geplanten Kiesabbaus näher zu bestimmen, wurden durch die
Fa. Naabkies drei neue Grundwassermessstellen errichtet (s. Anlage 1 bzw. 6) und am 20.10.2015 in
Zusammenarbeit mit dem Markt Schwarzenfeld eine Stichtagsmessung durchgeführt (Tabelle 1). Dabei wurden auch weitere Stützstellen am Hüttenbach einbezogen. Der daraus erstellte Grundwassergleichenplan ist in Anlage 3 zu finden.
Ende Oktober 2015 herrschten Niedrigwasserverhältnisse. Durch den Einstau der Naab war
oberstromig des Wehres kaum eine Fließbewegung zu beobachten, der Naabwasserspiegel in Brensdorf entsprach dem am Oberwasser der Wehranlage. Der Hüttenbach war durch einen Biberdamm
ca. 40 cm eingestaut. Durch den niedrigeren Wasserstand in der Naab fließt das Grundwasser östlich
des Hüttenbachs auf Höhe des geplanten Kiesabbaus Richtung Naab. Weiter abstromig mit Annähe-
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rung an das Wehr kann das Grundwasser aufgrund des Rückstaus nicht mehr zur Naab ablaufen,
daher übernimmt dort der Hüttenbach die Vorflutfunktion. Westlich des Hüttenbachs ist das Fließschema in etwa parallel zu diesem ausgerichtet. Eine frühere Stichtagsmessung vom 27.10.2009 ergab ein ähnliches Fließschema (Anlage 4 bzw. 5).
Die Grundwasserflurabstände im Bereich des geplanten Abbaus betragen 1 – 2 m.
Tabelle 1: Stichtagsmessung vom 20.10.2015.
Rechtswert
Hochwert
MOK
Abstich
[m u. MOK]
Wasserspiegel
[m ü. NN]
Brunnen 2
4510288
5473572
362,86
2,55
360,31
Brunnen 3
4510280
5473503
362,90
2,40
360,50
Brunnen 1
4510284
5473623
362,90
2,50
360,40
Brunnen 2 neu
4510594
5473619
361,05
0,76
360,29
Brunnen 1 neu
4510443
5473647
361,16
0,98
360,18
Forsterweiher
4510114
5473930
361,91
1,05
360,86
Kiesweiher
4510218
5474186
362,65
1,35
361,30
Brunnen Privatgarten
4510369
5473225
362,58
2,35
360,23
Naab (Wehranlage)
Oberwasser
4510941
5472797
361,84
1,40
360,44
Pegel 1
4511149
5473550
362,29
2,15
360,14
Hüttenbach
4511091
5473663
361,27
1,04
360,23
Naab (Wehranlage)
Unterwasser
4510879
5472791
361,84
5,40
356,44
NK 1
4511494
5474321
362,96
2,40
360,56
NK 2
4511325
5473950
362,63
2,10
360,53
NK 3
4511022
5474574
363,72
2,25
361,47
Naab-Brücke Wölsendorf
4511900
5474610
365,84
5,40
360,44
Biberdamm
4511080
5473680
---
---
360,63
Hüttenbach Mitte
4511030
5473944
361,96
---
360,60
Hüttenbach Brücke Süd
4510694
5472935
361,76
---
359,21
Hüttenbach Brücke Nord
4510907
5474447
364,12
---
361,62
Bezeichnung
ANDERS & RAUM, Sachverständigenbüro f. Grundwasser, 84149 Velden/ Vils
Hydrogeologische Auswirkungen des geplanten Kiesabbaus auf das Gewinnungsgebiet "im Mies"
Naabkies GmbH & Co. KG
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Gewinnungsgebiet "im Mies"
Das Gewinnungsgebiet besteht aus den Flachbrunnen 1 und 2 neu. Südwestlich der Brunnen liegen
noch drei ältere Brunnen, die jedoch nicht mehr genutzt werden. Für die Brunnen existiert ein Wasserschutzgebiet, das derzeit überarbeitet wird (Anlage 1). Der Markt Schwarzenfeld plant, aus den
beiden Brunnen insgesamt 400.000 m³/a zu entnehmen. Die Brunnen liegen im festgesetzten Überschwemmungsgebiet der Naab. Bei Extremhochwässern werden die Brunnen außer Betrieb genommen.
Folgende hydraulische Parameter wurden für die Einzugsgebietsermittlung verwendet:
Q
12,7 l/s
Kf-Wert
I
(ermittelt aus den Pumpversuchen bei Erstellung der Brunnen)
4,7 m
(GW-Mächtigkeit)
3,6*10 m/s
H
(durchschnittliche Entnahme aus 400.000 m³/a)
-3
0,002 – 0,003
(GW-Gefälle, ermittelt anhand der Grundwassergleichen)
Daraus ergeben sich folgende Eckdaten für das Einzugsgebiet (Randstromlinie):
B [m]
300 - 400 -->
Entnahmebreite Oberstrom
b [m]
150 - 200 -->
Entnahmebreite Fassungshöhe
x0 [m]
45 - 60 -->
untere Kulmination
Bei Annahme einer effektiven Porosität von 15 % ergibt sich eine Abstandsgeschwindigkeit von 4 –
6 m/d. Die Gesamtentnahme von 400.000 m³/a wird zwar auf beide Brunnen verteilt, für das Einzugsgebiet wurden jedoch die Anstromzonen beider Brunnen mit jeweils einer Entnahme von 400.000 m³/a
ermittelt. Das daraus resultierende Gesamteinzugsgebiet ist in Anlage 5 dargestellt und erstreckt sich
nach Nordnordwest. Aus einer früheren Stichtagsmessung vom 27.10.2009 wurde eine Anstromrichtung ermittelt, die etwas weiter nach Nordwesten ausgerichtet ist. Der Schwankungsbereich ist in Anlage 5 dargestellt.
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Bewertung
Aus dem Grundwassergleichenplan ist ersichtlich, dass der Anstrom auf die Brunnen aus Nordnordwest-Richtung erfolgt. Der geplante Abbau liegt demnach nicht im Einzugsgebiet der Brunnen. Da der
Naabwasserspiegel durch die Wehranlagen im Oberwasser auf einem relativ stabilen Niveau gehalten
wird, haben die Abflussverhältnisse in der Naab nur wenig Einfluss auf das Fließschema. Auch bei
höheren Wasserständen – ausgenommen extreme Hochwässer, bei denen die Naab über die Ufer tritt
– ist ein ähnliches Fließschema westlich des Hüttenbachs zu erwarten. Lediglich der Bereich östlich
des Hüttenbachs, in dem die Vorflutfunktion von der Naab auf den Hüttenbach übergeht, verschiebt
sich abhängig von den Wasserständen der Naab und des Hüttenbachs in Nord-Süd-Richtung. Entscheidend für das Fließregime sind somit der Wasserstand, bzw. die Abflussverhältnisse des Hütten-
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bachs. Dieser speist bei höheren Wasserständen in den Grundwasserleiter ein, bei niedrigeren Wasserständen nimmt er Grundwasser auf. Der Hüttenbach trennt den Einzugsbereich der Brunnen vom
geplanten Abbaugebiet. Eine Beeinflussung der Brunnen durch den Abbau ist nicht zu erwarten. Bei
extremem Hochwasser werden sowohl das geplante Abbaugebiet als auch das Brunnenfeld überflutet. Während solcher Hochwässer werden die Brunnen außer Betrieb genommen. Nach dem Durchgang der Hochwasserwelle wird die Vorflut wieder wirksam. Das während des Hochwassers kurzzeitig
in den Grundwasserleiter eindringende Oberflächenwasser wird über die Vorflut wieder abgeführt.
Durch eine Nassauskiesung kommt es innerhalb des Grundwasserleiters zur Ausspiegelung: Im
Anstrombereich wird das Grundwasser abgesenkt, im Abstrombereich erfolgt eine Aufhöhung. Durch
den Abbau sollen zwei Baggerseen entstehen (s. Anlage 5). Randlich werden die Böschungsbereiche
mit Abraum verfüllt. Die Reichweite und der Betrag der Ausspiegelung im An- und Abstrom sind abhängig von der Durchlässigkeit des Grundwasserleiters, dem Grundwassergefälle und der Längserstreckung des Sees. Im Bereich des geplanten Abbaus lässt sich anhand der Grundwassergleichen
ein Gefälle von ca. 1,3 ‰ ableiten (s. Anlage 3). Stichtagsmessungen bei unterschiedlichen Wasserständen zeigten eine Bandbreite für das Grundwassergefälle von 1,3 - 1,5 ‰. Die geplanten Baggerseen haben eine Breite von 300 - 400 m und eine Längserstreckung in Fließrichtung von 450 m (nördlicher See) bzw. 320 m (südlicher See). Im frisch erstellten Baggersee ohne Kolmation kommt die
Kippungslinie ungefähr in der Mitte des Sees zu liegen, das bedeutet dass die Absenkungs- und Aufhöhungsbeträge im An- und Abstrom ungefähr gleich sind. Nach LÜBBE (1978) ergeben sich folgende
Beträge für die Ausspiegelungshöhen:
nördlicher See:
Ho (oberstromige Absenkung): 0,26 - 0,30 m
Hu (unterstromige Aufhöhung): 0,32 - 0,37 m
südlicher See:
Ho (oberstromige Absenkung): 0,19 - 0,22 m
Hu (unterstromige Aufhöhung): 0,23 - 0,26 m
Die Bandbreite ergibt sich jeweils durch die Variation des Gefälles von 1,3 - 1,5 ‰.
Die Reichweite der Absenkung bzw. der Aufhöhung lässt sich nach den überschlägigen Formeln von
LÜBBE (1978) berechnen:
Reichweite der oberstromigen Absenkung
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Reichweite der unterstromigen Aufhöhung
Bei angenommenen Kf-Werten von 3,6E-3 m/s für die Quartärschotter im Naabtal (ermittelt aus den
Pumpversuchen der Brunnen im Mies), ergibt sich demnach eine Reichweite für die oberstromige
Absenkung von 110 - 130 m für den südlichen, von 160 - 180 m für den nördlichen See. Die unterstromige Reichweite der Aufhöhung liegt zwischen 40 und 50 m beim südlichen bzw. 60 - 70 m
beim nördlichen See. WROBEL (1980) gibt für die Münchner Schotterebene eine modifizierte Formel für
die oberstromige Absenkung an, in die auch die Breite des Baggersees eingeht. Da das Gefälle des
Absenktrichters mit größerer Entfernung vom See immer flacher wird und somit einen großen Spielraum bietet, empfiehlt er die Reichweite zu verwenden, bei der 90 % der Absenkung abgeklungen
sind. Diese wird nach folgender Formel berechnet:
Im vorliegenden Fall beträgt sie 20 - 25 m für den südlichen See, und 25 - 30 m für den nördlichen
See. Die höheren Reichweiten nach LÜBBE (1978) haben sich in den Beobachtungen von WROBEL
(1980) nicht bestätigt.
Durch Kolmation während der Alterung des Baggersees oder Randverfüllung mit Abraum wird die
Kommunikation des Baggersees mit dem Grundwasser eingeschränkt und die Kippungslinie verschiebt sich in Richtung Oberstrom. Dadurch verringert sich die anstromige Absenkung, die abstromige Aufhöhung erhöht sich. Nach SCHNEIDER (1988) klingt die abstromige Aufhöhung jedoch schneller
ab als die anstromige Absenkung. Im ungünstigsten Fall (abstromige Aufhöhung aufgrund Verschiebung der Kippungslinie 0,8 m, Formel nach LÜBBE (1978)) ist daher mit einer Reichweite der Aufhöhung von 150 m zu rechnen. Es ist möglich, dass durch die Ausspiegelung im Anstrom die Einspeisung von Wasser aus dem Hüttenbach in den Grundwasserleiter in Richtung der Baggerseen begünstigt wird. Eine Beeinträchtigung der Brunnen im Mies ist aufgrund der hydraulischen Verhältnisse nicht
zu erwarten.
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Zusammenfassung
Die Fa. Naabkies GmbH & Co. KG plant einen Nasskiesabbau in den Naab-Quartärschottern südlich
von Brensdorf. Der Markt Schwarzenfeld betreibt ca. 600 m westlich des geplanten Abbaus die Brunnen I und II "im Mies". Anhand einer Stichtagsmessung wurde das Grundwasserfließschema ermittelt.
Das geplante Abbauvorhaben liegt nicht im Einzugsgebiet der Brunnen. Es sind daher keine Auswirkungen auf die Brunnen zu erwarten.
Durch den geplanten Abbau kommt es zu einer Ausspiegelung und somit einer Aufhöhung des Wasserspiegels im Abstrom von ca. 25 - 40 cm und einer Absenkung im Anstrom von 20 - 30 cm. Die
Reichweite der Aufhöhung im Abstrom beträgt im ungünstigsten Fall 150 m, im Anstrom ist mit Reichweiten der Absenkung von unter 50 m zu rechnen. Es ist möglich, dass durch die Ausspiegelung im
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Anstrom eine geringfügig erhöhte Einspeisung von Wasser aus dem Hüttenbach in den Grundwasserleiter in Richtung der Abbauseen erfolgt. Aufgrund der randlichen Verfüllung mit Abraum und durch
den Alterungsprozess der Seen (Kolmation, Verschiebung der Kippungslinie) wird dieser Effekt jedoch
minimiert.
Velden/Vils, 29.09.2016
Sachverständigenbüro für Grundwasser
------------------------------Dipl.-Geol. Evl Anders
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