Bewertungsgrundlagen
Um eine fundierte Entscheidung effektiv treffen zu können, ist ein umfassendes Verständnis des betrachteten Problems erforderlich. Eine übersichtliche Zusammenstellung dieses Wissens kann zukünftige Detailuntersuchungen und Entscheidungsprozesse erheblich beschleunigen. Im Bereich des Bergbaus spielen viele Belange eine Rolle, dazu zählen sozioökonomische Interessen, rechtliche Rahmenbedingungen und fachliche Aspekte. Das Projekt Vita-Min versucht sich dieser Vielzahl an Faktoren anzunehmen und übersichtlich zusammenzustellen. Insbesondere sollen Grundlagen erarbeitet werden, die langjährig geplante Vorhaben hinsichtlich ihrer Effektivität und ihrer möglichen Durchführung bewerten sollen.
Wasserhaushaltsanalyse - Erstellungskonzept für ein Großraummodell der Lausitz
Bearbeitung: LfULG
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Im Rahmen von Planfeststellungs- und Genehmigungsverfahren sind die großräumige und langzeitige Entwicklung des Bergbaueinflusses zu berücksichtigen und Sinnfälligkeit, Verhältnismäßigkeit und Nachhaltigkeit von kurz-, mittel- und langfristig wirkenden Maßnahmen zur Verbesserung der Gewässergüte objektiv darzustellen und zu beachten.
Mit dem fortschreitenden Grundwasserwiederanstieg im Braunkohlerevier der Lausitz wurde in den letzten Jahrzehnten immer deutlicher, dass eine Betrachtung von Grundwasserströmungen und -prozessen einzelner Tagebaue ohne deren Wechselwirkung mit benachbarten aktiven Tagebauen und Sanierungstagebauen nicht ausreichend ist, um die Auswirkungen und resultierende Betroffenheit geplanter Nutzungen durch die sich überlagernden mengen- und gütewirtschaftlichen Änderungen adäquat abschätzen zu können.
Ziel des Teilprojektes ist die Entwicklung eines Erstellungskonzeptes für die hydrogeologische Großraummodellierung in der Lausitz. Ein Großraummodell für die Grundwasserströmung in Bergbaufolgelandschaften sollte gewährleisten, dass Modellaufbau und -parameter für das Gesamtgebiet soweit ausreichend einheitlich und passfähig sind, dass die Randbedingungen einheitlich verwendet und Lupen widerspruchsfrei eingefügt werden können. Von besonderer Bedeutung sind die Darstellung der Wechselwirkung zwischen Grund- und Oberflächengewässern sowie die Berücksichtigung der Bereiche, in denen durch den Grundwasserwiederanstieg Bebauung und Infrastruktur beeinflusst werden können. Das Großraummodell soll in der Lage sein, die Grundwasserzutritte als Grundlage für die Betrachtung des bergbaulichen Stoffeintrags zu erfassen und im Weiteren die Modellierung des Stofftransports von Sulfat und dort wo erforderlich von Eisen zu ermöglichen.
Die Vorgehensweise, Voraussetzungen und Grundlagen werden in dem Erstellungskonzept erarbeitet und dokumentiert. Auf Basis des Konzeptes wird anschließend die erarbeitete Methodik in einem Pilotgebiet in der Lausitz erprobt.
Die umfangreiche Bewertung der Datengrundlagen ergab, dass alle Grundvoraussetzungen für den Aufbau eines GRM Lausitz vorhanden sind. Die Datenlage ist mit sehr gut einzuschätzen. Das Testmodellierung im Bereich des Bärwalder Sees hat gezeigt, dass die erarbeitete konzeptionelle Vorgehensweise für das GRM umsetzbar ist. Im GRM ist eine online-Kopplung von Grundwasserströmungs- und Bodenwasserhaushaltsmodell zu implementieren, um die grundwasserbürtige und schnelle Abflusskomponente sowie die Abflussdynamik des Fließgewässers abzubilden.
Ermittlung Hintergrundkonzentration von Metallen im tschechisch-sächsischen Grenzgebiet
Bearbeitung: LfULG
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Bei der Bewertung von Grund- und Oberflächenwasserkörpern nach den Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) können bei Metallen und Elementen geogene Hintergrundkonzentrationen berücksichtigt werden. Aufgrund der hohen geogenen Vielfalt in den Einzugsgebieten des tschechisch-sächsischen Grundgebirges ist die Ableitung regionaler Hintergrundkonzentrationen für kleinräumige Gebiete erforderlich.
Ziel ist es, für verschiedene Metalle und Elemente konkrete Hintergrundkonzentrationen zu ermitteln, die bei der Bewertung der abweichenden Umweltqualitätsnorm berücksichtigt werden können.
Dafür werden in 51 Oberflächen- und 20 Grundwasserkörpern Probenahmen im sächsisch-tschechischen Grenzraum durchgeführt und ausgewertet. In Anlehnung an die Ergebnisse bereits stattgefundener Forschungsvorhabens wird eine Vorgehensweise zur Ableitung geogener Hintergrundbelastungen erarbeitet und entsprechend die Hintergrundkonzentrationen für die Oberflächenwasserkörper ermittelt.
Es wurden 200 Punkte im Oberflächenwasser und 20 im Grundwasser beprobt. Auf Grundlage der Probenahmeergebnisse und der erarbeiteten Strategie zur Ableitung von Hintergrundkonzentrationen für sächsisch-tschechische Grenzgewässer konnten für hydrogeologisch ähnliche Oberflächenwasserkörper Hintergrundwerte ausgewiesen werden.
Boden- und Gewässersanierung in Bergbaugebieten mit besonderen Forstanbausystemen
Bearbeitung: LfULG
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Die Kontrolle der Wassergüte in von Bergbau betroffenen Fließgewässern stellt nach wie vor eine große Herausforderung dar. Nach den Bestimmungen der europäischen Wasserrahmenrichtlinie ist der gute chemische und ökologische Gewässerzustand zu erreichen. Schadstofffrachten in Sickerwässern, über laterale Abflüsse oder die über das Grundwasser transportiert werden, beeinträchtigen die Gewässergüte von Fließgewässern. Neben den Tagebauen, Stollen- und Grubensystemen stellen vor allem Halden und Kippen bedeutende Schadstoffquellen aus Bergbaufolgelandschaften dar. Derzeit hat die Rekultivierung von Halden und Kippen nicht primär zum Ziel den Wasserhaushalt zu beeinflussen, sondern einen naturnahen Lebensraum für Pflanzen und Tiere herzustellen.
Mit diesem Teilprojekt sollen Möglichkeiten zur Sickerwasserminderung und hierbei insbesondere zur Minderung der Exfiltration von (Schwer-)metallen (Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Selen, Silber, Zink), Eisen und Sulfat in Sachsen mittels sogenannter Forstanbausysteme betrachtet werden. Im Mittelpunkt stehen daher dendromassebasierte Landnutzungssysteme, die zu deutlichen Erhöhungen der Evapotranspiration führen und wenn möglich gut wirtschaftlich bzw. energetisch verwertbar sind.
Die Verdunstungsleistung und Interzeption sind in Wäldern, speziell mit immergrünen Nadelbäumen, deutlich gegenüber anderen Vegetationsformen erhöht. Dementsprechend handelt es sich bei Forstanbausystemen um ein probates Mittel, den Sickerwasseranfall zu verringern, und damit vermutlich auch die Frachten von Schadstoffen in Grund- und Oberflächenwasser. Die Ergebnisse der Modellierung zeigen, dass aufgrund des zunehmenden Trockenstresses als zukünftige Forstanbausysteme grundsätzlich Mischbestände gewählt werden sollten. Spontan auftretende Arten sollten nicht herausgepflegt werden. Die genaue Zusammensetzung eines Forstanbausystems hängt weiterhin allerdings erheblich von den Standortbedingungen ab.
Rahmenkonzept für Bergbaunachfolgen des ehemaligen Steinkohlenreviers von Lugau Oelsnitz
Bearbeitung: Oelsnitz/Erzgeb.
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Im Revier Lugau-Oelsnitz/Erzgeb. wurde 1831 das Vorkommen von Steinkohle entdeckt, die dann zwischen 1844 und 1971 in einer Gesamtmenge von ca. 142 Mio. t abgebaut wurde. Dabei wurden ca. 150 Schächte abgeteuft und zahlreiche Halden im Umfeld der Schächte für das nicht nutzbare Bergematerial angelegt. Ein 127 Jahre andauernder Bergbau hinterlässt naturgemäß Spuren - sichtbare und nicht sichtbare. Dazu gehört, dass im Zuge des Steinkohlenabbaus von mehreren Meter mächtigen Steinkohlflözen massive Senkungen an der Oberfläche eingetreten sind. Dabei gilt die Flutung stillgelegter Bergwerke grundsätzlich als Maßnahme, die zu einer dauerhaft standsicheren Verwahrung beitragen kann. Dies basiert auf dem Sachverhalt, dass der Wasserdruck in wassererfüllten Grubenhohlräumen einen Teil des Gebirgsdruckes aufnehmen kann. Der Flutungsprozess selbst muss in dieser Beziehung jedoch als kritische Phase angesehen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Flutung wie im Fall des Reviers Lugau-Oelsnitz nur sehr langsam fortschreitet bzw. die Tagesoberfläche deutlich abgesenkt wurde. Um Gefährdungssituationen für die Tagesoberfläche auszuschließen, sind die Schächte nach ihrer Stilllegung zu sichern bzw. zu verwahren. In vielen Fällen erfolgt eine vollständige oder teilweise Verfüllung, um die Gefahr von Schachtbrüchen auszuschließen. Im Revier Lugau-Oelsnitz liegen diese Verfüllungs- und Verwahrungsarbeiten in vielen Fällen bereits mehr als 130 Jahre zurück, so dass deren Verwahrung nicht dem aktuellen Stand der Technik entspricht und zahlreiche Schächte deshalb auch nicht als dauerstandsicher einzustufen sind.
Ziel ist die Erarbeitung eines Konzeptes, in dem die zu erwarteten Folgen des Bergbaus zusammengestellt und hinsichtlich der auftretenden Gefährdungen bzw. Risiken für die Nachnutzung der Tagesoberfläche bewertet werden. Im Ergebnis sollen konkret begründete Maßnahmen aufgezeigt werden, wie mit den verschiedenen Bergbaufolgen umzugehen ist, um Gefährdungen der öffentlichen Sicherheit und Ordnung dauerhaft zu verhindern. Neben den ggf. noch notwendigen technischen Maßnahmen zur Gefahrenabwehr, wie z.B. die notwendige Schachtverwahrungen und ggf. gezielte Wasserhaltungs- bzw. Regulierungsmaßnahmen zur Vermeidung von lokalen unkontrollierten Grubenwasseraustritten in den Tallagen ist ein Schwerpunkt auf die notwendigen zahlreichen Monitoringmaßnahmen zur Überwachung des Flutungsprozesses und dessen Auswirkungen auf das Grundwasser, das Verformungsgeschehen an der Tagesoberfläche (Setzungen, Hebungen), die Problematik der Haldenstandsicherheit und der Haldensickerwässer sowie die Standsicherheit der Schachtfüllsäulen und die Problematik des möglichen Austretens von schädlichen Grubengasen an der Tagesoberfläche in bebauten Gebieten zu betrachten.
In einem Konzept wurden die Folgerisiken erfasst sowie der Handlungsbedarf und die Maßnahmen abgeleitet, um Schäden und Gefährdungen der öffentlichen Sicherheit und Ordnung dauerhaft vorzubeugen. Dabei wurden die sechs Bergbaufolgen Halden und Haldensickerwässer, Schächte und Grubenbaue, Grubenwasseranstieg, Grubengasaustritt, Deformation dr Geländeoberfläche, Betriebsflächen und Liegenschaften näher betrachtet und bewertet.
Eruierung von Bohrlochansatzpunkten im Gebiet der Stadt Oelsnitz/Erzgeb.
Bearbeitung: Oelsnitz/Erzgeb.
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Bis jetzt existieren im ehemaligen Lugau – Oelsnitzer Steinkohlenrevier zwei Tiefbohrungen. Die bisherigen Ergebnisse verdeutlichen ein stark unterschiedliches Flutungsverhalten, obwohl beide Bohrungen nur wenige Kilometer entfernt liegen. Die Ursachen hierfür sind noch unbekannt. Umso wichtiger ist es, eine belastbare und gesicherte Flutungsprognose für das Revier erstellen zu können. Es sollen dabei mittels einer aufwändigen Studie weitere mögliche Ansatzpunkte für weitere Vergleichsbohrungen für den Aufbau bzw. die Erweiterung des Messnetzes – nach Möglichkeit auch unter Beachtung einer evtl. Soleförderung - ermittelt werden.
Es werden alle maßgeblichen Informationen, Untersuchungen und Berichte zum Altbergbau (z.B. bergschadenkundliche Analyse, Flutungsmodell, hydraulische Besonderheiten, Schachtstandorte u.s.w.) recherchiert und eine Studie als Grundlage für vertiefende Untersuchungen (Planungen) von Bohrlochansatzpunkten erstellt.
Die in diesem Projekt vorgeschlagenen Bohrlochansatzpunkte und deren Neigungen richten sich nach folgenden Kriterien: Einerseits sollte geklärt werden, ob die Lage der interpretierten Störungen richtig ist und ob die Störbahnen offen und wasserführend oder verkittet sind. Dazu sollten die Bohrungen möglichst senkrecht auf die Störungen treffen und daher bevorzugt eher geneigt ausgeführt werden. Andererseits ist zu klären, warum ein unterschiedliches Flutungsverhalten in den beiden vorhandenen Tiefbohrungen besteht. Möglicherweise sind die Mulde und die Erhebung im Süden für dieses Verhalten oder die Plutoschacht-Verwerfung ausschlaggebend. Deshalb wurden zwei Bohransatzpunkte ausgewählt. Die Abteufung dieser Bohrungen soll zukünftig die Lage der Störungszonen und deren Wasserwegsamkeit klären.
