vorsorgender grundwasserschutz in der wasserwirtschaft am konkreten beispiel eines wasserwerkes
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Präsentation vom Fachgespräch "Monitoring in der Fracking-Technologie" am 20.03.2012 in Münster. Vorsorgender Grundwasserschutz in der Wasserwirtschaft am konkreten Beispiel eines Wasserwerkes Dipl.-Ing. Kay Schönfeld Wasserwerk Vechta, Stellv. BetriebsleiterTRANSCRIPT
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Vorsorgender Grundwasserschutz in der Wasserwirtschaft am konkreten Beispiel eines Wasserwerkes
Fachgespräch Monitoring in der Fracking-Technologie20.03.2012, Johanniter-Akademie, Münster Kay Schönfeld (Stellv. Betriebsleiter)
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Fachgespräch Monitoring in der Fracking-Technologie20.03.2012, Johanniter-Akademie Münster
Vorsorgender Grundwasserschutz in der Wasserwirtschaft am konkreten Beispiel
eines Wasserwerkes
Dipl.-Ing. Kay SchönfeldWasserwerk Vechta, Stellv. Betriebsleiter
Informations- und Dialogprozess über die Sicherheit und Umweltverträglichkeit der Fracking-Technologie für die Erdgasgewinnung
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Inhalt
• Vorstellung des Wasserschutzgebietes
• Monitoring beim Wasserwerk Vechta
− zur Auswertung der Einflüsse aus der Landwirtschaft
− zur Auswertung der Einflüsse eines Bohrplatzes
• Chancen eines Monitorings zur Feststellung von Einflüssen aus dem tiefen Untergrund
• Vorschläge für ein Monitoring im Zusammenhang mit Erdgasförderstellen (einschl. Fracking)
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Das Wasserschutzgebiet Vechta-Holzhausen
IIIb
IIIa
B6
B5
B4B3
B2 B1
beantragt: 1987
festgesetzt: 1991
Gesamtfläche: 3.462 ha
landwirtschaftl. Fläche: 2.435 ha (14 %)
Wald: 475 ha (70 %)
Schutzzone I (Fassungsbereich)� mind. Kreisfläche (R=7,50 m) um den Brunnen
Schutzzone II (engere Schutzzone)� mind. Kreisfläche (R=100 m) um den Brunnen
Schutzzone IIIa (weitere Schutzzone, innerer Bereich)
Schutzzone IIIb (weitere Schutzzone, äußerer Bereich)
Betriebe
landwirtschaftliche Betriebe 160
gartenbauliche Betriebe 10
Verteilung:
Haupterwerb 61 %
Viehhaltung 80 %
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Monitoring beim Wasserwerk Vechta
Einflussfaktoren Qualität Quantität
Wasserwerk Entnahme für die Trinkwasserversorgung
Landwirtschaft NitratPflanzenschutzmittelPSM-Metaboliten
Entnahme für Stallversorgung und Beregnung
Erdgasförderung BTEXelektr. Leitfähigkeit
MonitoringBeobachtung eines Ablaufes bzw. Prozesses, mit dem Ziel ggf. steuernd eingreifen zu können.
Wichtig: - genaue Kenntnis über den ablaufenden Prozess- Beachtung der zeitlichen Verzögerung zwischen Ursache und Wirkung
Monitoring sollte bereits unmittelbar an der Einflussquelle installiert werden.
Monitoring beim Wasserwerk Vechta
Versickerung, Grundwasser-bewegung, Abbauprozesse
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Vorfeldmessstellen des Wasserwerkes Vechta
• ca. 100 Stck. Vorfeldmesstellen
• Herstellung im Zuge von:− Ausweisung des Wasserschutzgebietes− hydrogeologischer Untersuchungen− landwirtschaftliches Beweissicherungsverfahren− Straßenneubau
• Ausbautiefe: 10 bis 50 m
• monatlich beprobt werden Messstellen
IIIb
IIIa
B6
B5
B4B3
B2 B1
0
5
10
15
20
25
1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
mg Nitrat / l
Brunnen G1 Brunnen G2 Brunnen G3 Brunnen G4 Brunnen G5 Brunnen G6
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
F 1 F 3 F 4 F 5 F 7 F 7a F 10 F 10a F 15 F 25
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Nitrat [mg/l]
Lageplan, Vorfeldmessstellen
Entwicklung der Nitratbelastung in den Vorfeldmessstellen
Entwicklung der Nitratbelastung in den Gewinnungsbrunnnen
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Schutzzone IIIa - Grundwasserfließrichtungen
oberflächennahe Fließrichtung
D‘
D
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E
Fließrichtung im Entnahmehorizont
D‘
D
E‘
E
Fließrichtung in Oberflächennähe
WSG Vechta-Holzhausen SZ IIIa WSG Vechta-Holzhausen SZ IIIa
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Schutzzone IIIa - Grundwasserfließrichtungen
Fließrichtung im Entnahmehorizont
D‘
D
E‘
E
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Fachgespräch Monitoring in der Fracking-Technologie20.03.2012, Johanniter-Akademie, Münster Kay Schönfeld (Stellv. Betriebsleiter)
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Lokationen Goldenstedt Z9 und Z23
Beweissicherungsverfahren und Monitoring
GWM 3Exxon 47
GWM 4Exxon 45
GWM 1Exxon 46
GWM 2Exxon 3
Gewinnungsbr. 3
Gewinnungsbr. 4 ParameterCIT (5-Chlor-2-Methyl-2H-Isothiazol-3-on) < 0,05 mg/l (Best.-gr.)MIT (2-Methyl-2H-Isothiazol-3-on) < 0,01 mg/l (Best.-gr.)i-Propanol < 1,00 mg/l (Best.-gr.)Butoxyethanol < 1,00 mg/l (Best.-gr.)Methanol < 10,0 mg/l (Best.-gr.)Tetramethylammonium < 0,01 mg/l (Best.-gr.)Tetraethylenpentamin < 0,50 mg/ l(Best.-gr.)
Ergebnisse Institut Fresenius 09.10.2011
Grundwassermessstelle AusbautiefeGWM 1-3 15-17 mGWM 4 30 m
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Lokationen Goldenstedt Z9 und Z23
Beweissicherungsverfahren und Monitoring
GO Z23
GO Z9
B6
B5
B4
B3
B2B1
Methangehalte im Rohwasser (9/2011)
Entnahmestelle AnalysewertGewinnungsbrunnen 1 0,0380 mg/lGewinnungsbrunnen 2 0,0098 mg/lGewinnungsbrunnen 3 0,0120 mg/lGewinnungsbrunnen 4 0,0240 mg/lGewinnungsbrunnen 5 0,0120 mg/lGewinnungsbrunnen 6 0,0045 mg/l
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Chancen eines Monitorings zur Feststellung von
Einflüssen aus dem tiefen Untergrund
Annahmen: Fließgeschwindigkeit:Sickergeschwindigkeit 1 m/dAufstiegsgeschwindigkeit
Ausbreitungswinkel: 45 °
in großer Tiefe
ca. 30 Tage
ca. 2.830 m²
30 m
oberflächennah
ca. 11 Jahre
ca. 63.620.000 m²= 63,6 km²
4.00
0 m
Entnahmehorizont
Entnahmehorizont
GOK GOK
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Ist Fracking innerhalb eines Schutzgebietes kritischer
zu sehen als außerhalb? (bei Vernachlässigung oberflächennaher Risiken)
-1.000 m
-2.000 m
-3.000 m
-4.000 m
-5.000 m
0 m
ca. 3.500 m
?
Quelle: Ing.-Büro Heitfeld und Schetelig, Geologisch-tektonisches Profil (Niedersächsisches Becken)
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Fazit
� Ein Monitoring zur Überwachung von Einflüssen aus dem tiefen Untergrund ist mit sehr großen Unsicherheiten verbunden und vermittelt in erster Linie nur eine „gefühlte Sicherheit“.Die Möglichkeit gegenzusteuern, scheidet weitestgehend aus.
� Oberflächennahe Einflüsse lassen sich durch ein sinnvolles Monitoring gut beobachten und geben durchaus die Möglichkeit ggf. frühzeitig gegenzusteuern.
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Vorschläge für ein Monitoring im Zusammenhang mit
Erdgasförderstellen (einschl. Fracking)
1. genaue Analyse der Grundwasserströme (im Idealfall: Hydrogeologisches Simulationsmodell)
2. Festlegung von Standorten für Beweissicherungsbrunnen (z.B. auf Basis einer Simulation)
3. Herstellung der Brunnen und Feststellung des IST-Zustandes (Nullbeprobung), Begrenzung auf elektr. Leitfähigkeit, BTEX, Methan, Tracerchemikalien
4. Herstellung eines Tiefenbrunnens (>200 m, 3 oder ggf. 4 GW-Leiter) und Feststellung des Ist-Zustandes (insbes. Methangehalt + Tracerchemikalien)
5. permanente Untersuchung der Messstellen während der Bohrphase (mit Datenlogger)
6. während der Förderphase Beprobung in Abhängigkeit der Tätigkeiten auf dem Bohrplatz (Sonderbetriebspläne) ansonsten Flachmessstellen vierteljährlich und Tiefenbrunnen jährlich
im Zustrom im Abstrom
oberflächennah mind. 1 Brunnen mind. 1 Brunnen
im 2. Entnahmehorizont mind. 1 Brunnen mind. 1 Brunnen
Grundsätzliche Forderung:Keine Bohrtätigkeit innerhalb von Wasserschutz- und Wassergewinnungsgebieten
Vielen Dank.