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Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus

InnovationsNetzwerk KlimaAnpassungBrandenburg Berlin „INKA BB“ - TP 21:

„Instrumentarien für die nachhaltige regionale wasserwirtschaftliche Planung und Entwicklung

- Beispiel Lausitz“

Brandenburgische Technische Universität Cottbus (BTU), Lehrstuhl Hydrologie und Wasserwirtschaft (Projektkoordination)

Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV)

DHI-WASY GmbH Berlin - Dresden

Institut für Wasser und Boden (IWB) Dresden

Förderung: Bundesministerium für Bildung und ForschungProjektkoordination: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V.


Untersuchungsgebiet INKA BB


Klima an-

gepasste Regional- planung

Gesund- heits-

management

Wasser-management Landnutzung

Wissen zu regionalisierten Klimaszenarien

Wissenstransfer

Facharbeitsgruppen (in und zwischen einzelnen Feldern)

Struktur INKA BB


Organisationsstruktur TP 21

…- LfULG …


Untersuchungsgebiet


Entwicklung Sümpfungswassermengen

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000Jahr

0

5

10

15

20

25

30

35

40Sü

mpf

ungs

was

sere

inle

itung

en [m

3 /s]

Spree

Schwarze Elster

Daten: LMBV und Vattenfall Europe Mining


Entwicklung Abflüsse Pegel Leibsch UP

Grobbilanz am Pegel Leibsch Juli 2006 (LUA Brandenburg,

2007)

[m³/s]

Abflussbildung des unbeeinflussten Gebietes (ca. 3 000 km²)

2,00

Sümpfungswasseraufkommen 10,0

Niedrigwasseraufhöhung durch Talsperren

6,00

Nutzungsverluste der Großkraftwerke

-3,50

Übrige Nutzungsverluste (insbesondere Teichwirtschaften)

-3,50

Infiltrationsverluste Bergbau -5,00

Verdunstungsverluste Spreewald -5,50

Bilanzabfluss Pegel Leibsch ca. 0,50

„aus ökologischen Gründen erforderlicher Mindestabfluss“

4,00

Qök = 4,00 m3/s


Schwarze Elster / Senftenberg (24.08.2006)


Versauerungszustand der Lausitzer Tagebauseen (Stand 2004)

±Cottbus

Vetschau

SB Bärwalde

SB Lohsa II

SB Dreiweibern

Scheibe See

SB Burghammer

Klinger See

Gräbendorfer See

Greifenhainer See

Bischdorfer See

Schönfelder SeeLichtenauer See

Schlabendorfer See

Bergheider See

Finsterwalde

Hoyerswerda

Sedlitzer See

Skadoer See

Koschener See

Spremberg

Schwarze Pumpe

Lauchhammer

A 15

A 13

Spree

Schwarze

Elster

Spree

Drehnaer See

Stiebsdorfer See

Calau

Drebkau

Lauta

Senftenberg

Senftenberger See

Großräschen

Heidesee

KleinleipischGrünhauser See

Laubusch

Kortitzmühle

LugteichNeuwieser See

Blunoer Südsee

Sabrodter See

Bergener See Spreetal-NO

Neupetershain

FlussAutobahn

Ortschaft

Tagebauseen pH-AktuellpH <3,0

pH = 3,0...4,5

pH = 4,6...6,5

pH >6,5

keine Angaben

Welzow

Ruhland

Boxberg

Ilse See

0 10000 20000Meters

Janu

ar 2

005,

BTU

Cot

tbus

, LS

Hyd

rolo

gie

und

Was

serw

irtsc

haft


Erhöhung der Sulfatfrachten durch Überlagerung von Aktivbergbau

und SanierungsmaßnahmenSulfateinträge in die Spree

aktiver Bergbau

Bergbaufolgeseen

Grundwasser Lausitz

Berlin

Abstrom, Lausitz

110.000 - 140.000 t/a

20.000 - 100.000 t/a ?

~ 100.000 t/a ?

80.000 - 100.000 t/a ?

20m3/s = 600 Mio. m3/a

250 bis 500 mg Sulfat /L

Ohne Gegenmaßnahmen Anstieg der SO4 - Konzentration in der Spree bei Spremberg teilweise > 650 mg/l

Quelle: Luckner, 2005


Technisch-technologische Maßnahmen zur Minderung der stoffhaushaltlichen

Probleme in der Lausitz

• Weiterbetrieb der Grubenwasserreinigungsanlagen bei aktivem Bergbau

• Konditionierung am oder im Bergbausee mit neutralisierenden Einsatzstoffen (Kalk, Dolomit, Asche, ...)

• Chemotechnische Verfahren im Bergbausee (Elektrolyse, Fällung, ...)

• Biologische Verfahren im Bergbausee und zur Nachsorge (biogene Alkalinisierung, interne und externe Sulfatreduktion, ...)

Bei den drei letzten Verfahren sind Nebenbedingung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit noch nachzuweisen!


Klimawandel: Trend im Niederschlag 1951-2003

Quelle: Gerstengarbe et al., 2008


Klimawandel (STAR) Änderungen bis 2050

Mittelwert [K]Lufttemperatur

Quelle: Gerstengarbe et al., 2008

Mittelwert [mm]Niederschlag

Mittelwert [mm]Klimatische Wasserbilanz


Ziele TP 21

Schrittweise Weiterentwicklung und Anpassung von miteinander verknüpften regionalen Bewirtschaftungs- und Steuerungswerkzeugen an sich verändernde Klimabedingungen

Beitrag zur Bewältigung der zukünftigen flusseinzugsgebietsbezogenen Wasser-und Stofffluss- und -umsatzprobleme

Beitrag zur Lösung bzw. Minderung der Nutzungskonflikte durch die zu entwickelnden Strategien und Handlungsoptionen unter Einbeziehung der Unsicherheiten (Dargebot, Bedarf, Klima,...) sowie Berücksichtigung von Wassermenge und -güte

Bisher im Rahmen der wasser- und stoffhaushaltlichen Sanierung in der Region getätigteInvestitionen und erreichten Erfolge sind zu bewerten, durch Nachsorge zu sichernund zukunftswirksam zu gestalten


PCGEOFIM Grundwassermodell

der LMBV

WBalMo Wasserbewirtschaftungs-

modell der Länder

GSM Spree Gütesteuermodell

der LMBV

Modelle für die Wasserbeschaffenheit

in Tagebauseen (Projekt 112)

Instationäre Grundwasserströme

Stochastische Szenarien des Wasserdargebots

Hydrogeochemische Mischreaktormodelle

Knotenpunktbilanzmodell

Gekoppeltes Wasserbewirtschaftungs- und Wasserbeschaffenheitsmodell

für die Fließgewässer und Tagebauseen im oberen Einzugsgebiet der Spree

Modellbausteine


SPB Scheibe

Sprey

ScheibeScheibe

12

Spreewitz

Burg-neudorf

BärwaldeSp

ree

Dür

bach

erFl

iess

BärwaldeBärwalde

Schwarzer Schöps

Burghammer

SpreetalNO

SpreetalNO

Dreiweibern

Spre

eVersVers

VersVers

VersVers

VersVers

VersVers WWWW

GWRATzschellnGWRA

Tzschelln

DargDarg

DargDarg

AbstromAbstrom

AbstromAbstrom

DargDarg

DargDarg

BiFiBiFi

Systemschema Obere SpreeBilanzpunkt Menge

78910

19

20

21

22

23

24

25

26

28

WBalMo Bilanzprofil

BiFiBiFi Binnenfischerei

VersVers Versickerungsverlust

------ Nutzer

Flutung / Ausleitung

DargDarg Dargebot

AbstromAbstrom GW Abstrom

TBTB Sümpfungswasser Tagebau

BiFiBiFi

BiFiBiFiUhyst

DargDarg

BiFiBiFi

BiFiBiFi

VersVers

13

15

16

17

DargDarg

27

6

KraftwerkBoxberg

KraftwerkBoxberg

BiFiBiFi

VersVers

14

BiFiBiFi

Verteiler

klimatische Wasserbilanz

Grundwasserstrom

Bilanzpunkt Menge und Beschaffenheit

Speicherbereich

SPB Bärwalde

SPB

NOMSNOMS

TF1/2TF1/2WRSWRS

NMSNMS

Burg-hammerBurg-

hammer

Drei-weibernDrei-

weibern

Innen-kippe

Innen-kippe

SPB Dreiweibern

SPB Burghammer

SPB Lohsa II

Kleine Spree

Klei

ne S

pree

Lieske

Spreewiese

Rietschen

Särichen

Kringelsdorf

Schw

arze

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öps

Wei

ßer S

chöp

s

VersVers BiFiBiFi

NeißeNeiße

Publick

DargDarg

DargDarg

BiFiBiFi

TBTB TBTB

2

4

1

BiFiBiFi

3 BiFiBiFi5AbstromAbstrom

AbstromAbstrom

BiFiBiFi

DPKDPK

KlimaKlima

Boxberg

SeeSee

SeeSee

SeeSee

Standgewässer

GWS 3GWS 3

Schu

lenb

urgk

anal

VerdVerd

VerdVerd18

11

Modell – aktuelles Systemschema Obere Spree


0

100

200

300

400

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1000

2008

2010

2012

2014

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2018

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2024

2026

2028

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Sul

fat [

mg/

L]

0

1

2

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4

5

Dur

chflu

ss [m

³/s]

Durchfluss (mittleres Dargebot) mittleres Dargebot

0

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2024

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Sul

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L]

0

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5D

urch

fluss

[m³/s

]

Durchfluss (mittleres Dargebot) Sulfat

Kleine Spree - Burgneudorf

0

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Sul

fat [

mg/

L]

0

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Dur

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Spree - Zerre

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Sul

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mg/

L]

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Dur

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ss [m

³/s]


Spree – oh. Zufluss Kleine Spree

Speichersystem Lohsa II

Kleine Spree - Burghammer

Referenzvariante: Beschaffenheit der Fließgewässer (2008 - 2035)

Sulfat

Sulfat

Sulfat

Sulfat


•dito•Vollständige Überleitung in die erweiterte Restlochkette Maßnahme C

•4,2•2,9•670•Scheibe

•Gewässerabdichtung im Speicher Lohsa II zur Verringerung des Grundwasserabstroms Maßnahme E.1•Grundwasserbehandlung im Dammbereich zwischen Lohsa II und Burghammer Maßnahme E.2

•Ausleitsteuerung mit dem GSM Spree•2,6•3,1•1.000•Burghammer

•Grundwasserbehandlung und -abwehr im südlichen Zustrombereich zum Teilbecken DP Kolpen Maßnahme D

•Bewirtschaftung des Speichers auf einem hohen Stauniveau (Minderung des kippenbeeinflussten Grundwasserzustroms) Maßnahme B

•1,7•3,1•600•Lohsa II

•Kein (dauerhaft neutral)•Kein•-0,6•7,3•170•Dreiweibern

•Kein (durch einmalige In-lake- Wasserbehandlung dauerhaft neutralisiert)

•ggf. als Verdünnungswasser für die Spree durch bevorzugte Bewirtschaftung Maßnahme A

•0,4•3,6•280•Bärwalde

•mmol/L•mg/L

•KB4,3•pH•Sulfat

•Potential zur Minimierung der Nachsorge

•Potential zur Minderung der

Sulfatkonzentration in der Spree

•Wasserbeschaffenheit 2008

•Tagebausee

Bewirtschaftungsvarianten – Maßnahmenkatalog


Vielen Dank!

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