Landesamt für Umwelt und Geologie

in Sachsen

1996 – 2000

Grundwassersituation

 

2

Claraquelle bei Weischlitz

Foto: Hydrogeologie Nordhausen GmbH, Herr Schallschmidt

Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie

Öffentlichkeitsarbeit

Zur Wetterwarte 11, D-01109 Dresden

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Karin Kuhn

Referat Grundwasser/Altlasten

Abteilung Wasser, Abfall

Dr. Jörg Dehnert, Karin Kuhn, Rosemarie Lankau, Michael Scheerbaum,

Maren Zweig, Referat Grundwasser/Altlasten

Karsten Friedrich, Klaus Häfner, Dr. Gundula Schön,

Staatliches Umweltfachamt Leipzig

Dr. Ulrike Haferkorn, Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft

Heike Kalweit, Staatliches Umweltfachamt Chemnitz

Anselm Klostermeier, Staatliches Umweltfachamt Plauen

Steffi Otting, Staatliches Umweltfachamt Radebeul

Gabriele Timmler, Staatliches Umweltfachamt Bautzen

Uta Ernst, Ines Krause, Christina Lausch, Ingrid Schnippa,

Referat Grundwasser/Altlasten

März 2002

Werbeagentur Friebel

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Tharandter Str. 23-27, D-01159 Dresden

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Gedruckt auf 100 % Recycling-Papier

März 2002

Artikelnummer: L II-1/21

Das Sächsische Landesamt für Umwelt und Geologie ist im Internet

 

3

Vorwort .................................................................................................................................................................5

1

System der landesweiten Grundwasserbeobachtung ............................................................................................6

1.1

Konzeption der landesweiten Grundwasserbeobachtung .....................................................................................6

1.1.1

Grundmessnetz Grundwasserstand .......................................................................................................................6

1.1.2

Grundmessnetz Beschaffenheit.............................................................................................................................7

1.1.3

Sondermessnetze...................................................................................................................................................7

1.1.4

Kontroll- und Steuernetze .....................................................................................................................................7

1.2

Aufgaben des Landesgrundwasserdienstes...........................................................................................................8

1.3

Entwicklung des Grundmessnetzes Beschaffenheit..............................................................................................9

1.4

Rekonstruktion des Grundmessnetzes Grundwasserstand..................................................................................12

1.4.1

Inhalt der Rekonstruktion....................................................................................................................................12

1.4.2

Durchführung der Rekonstruktion ......................................................................................................................13

1.5

Aufbau des Sondermessnetzes Landwirtschaft...................................................................................................16

1.6

Lysimeterstation – integraler Bestandteil der Grundwasserbeobachtung...........................................................17

2

Grundwasserverhältnisse Stand und Menge .......................................................................................................17

2.1

Datengrundlage ...................................................................................................................................................17

2.2

Meteorologische Situation ..................................................................................................................................17

2.3

Grundwasserverhältnisse an ausgewählten Messstellen.....................................................................................18

2.3.1

Lockergesteinsbereich.........................................................................................................................................18

2.3.2

Festgesteinsbereich .............................................................................................................................................18

2.3.3

Langjährige Entwicklung der Grundwasserstände .............................................................................................23

2.4

Sonderuntersuchungen ........................................................................................................................................24

2.4.1

Überwachung der Grenzgewässer im Gebiet Kirnitzsch/Krinice-Hrensko ........................................................24

2.4.2 Deutsch-polnische Tagebaumessnetze................................................................................................................25

3

Grundwasserverhältnisse Beschaffenheit ...........................................................................................................27

3.1

Datengrundlage ...................................................................................................................................................27

3.2

Nitratbelastung ....................................................................................................................................................27

3.2.1

Vorhandene Messstellen .....................................................................................................................................27

3.2.2

Allgemeine Situation...........................................................................................................................................27

3.2.3

Langjährige Entwicklung....................................................................................................................................28

3.3

PSM-Belastung ...................................................................................................................................................30

3.3.1

Vorhandene Messstellen .....................................................................................................................................30

3.3.2

Allgemeine Situation...........................................................................................................................................31

3.3.3

Langjährige Entwicklung....................................................................................................................................33

3.4.

Sulfatbelastung....................................................................................................................................................34

3.4.1

Vorhandene Messstellen .....................................................................................................................................34

3.4.2

Allgemeine Situation...........................................................................................................................................34

3.4.3

Langjährige Entwicklung....................................................................................................................................35

3.5

Sonderuntersuchungen ........................................................................................................................................36

3.5.1

Ergebnisse aus dem Sondermessnetz Landwirtschaft.........................................................................................36

3.5.2

Nitratbelastung unter forstwirtschaftlich genutzten Flächen ..............................................................................39

3.5.3

Ergebnisse aus dem Sondermessnetz Versauerung ............................................................................................42

4.

Ergebnisse der Lysimeterstation in Brandis........................................................................................................45

4.1

Dynamik der Grundwasserneubildung................................................................................................................45

4.2

Beziehungen zwischen Bodenwasserhaushalt, Bwirtschaftung und Stickstoffaustrag ......................................49

4.3

Wasserhaushaltsbilanzen verschiedener Böden unter landwirtschaftlicher Nutzung.........................................51

4.4

Repräsentativität der Lysimetermessungen ........................................................................................................52

5

Grundwasserschutz .............................................................................................................................................56

5.1

Wasserschutzgebiete...........................................................................................................................................56

5.2

Erkundung, Sicherung und Sanierung von Grundwasserkontaminationen ........................................................57

5.2.1

Komplexe Grundwasserschadensfälle durch LHKW in den Stadtgebieten Niesky,

Görlitz und Königsbrück ....................................................................................................................................57

4

5.2.2

Altlasten-Modellstandort Stadtgebiet Zwickau ..................................................................................................60

5.2.3

Sanierung des ehemaligen Fluatwerkes Glauchau..............................................................................................62

5.2.4

Sanierung des ehemaligen Tanklagers Zeisigwald .............................................................................................65

5.2.5

Ökologisches Großprojekt „SOW Böhlen“ ........................................................................................................67

5.2.6

Wasserhaushaltssanierung im nordwestsächsischen Bergbaurevier...................................................................69

5.2.7 Großraum Leipzig...............................................................................................................................................70

6

Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie ......................................................................................73

6.1

Ziele der Wasserrahmenrichtlinie .......................................................................................................................73

6.2

Organisatorische Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie.................................................................................74

6.3

Fachliche Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie.............................................................................................74

6.4

Bestandsaufnahme – Teil Grundwasser..............................................................................................................76

6.4.1

Erstmalige Beschreibung ....................................................................................................................................76

6.4.2

Weitergehende Beschreibung .............................................................................................................................79

6.4.3

Prüfung der Auswirkungen menschlicher Tätigkeit auf das Grundwasser.........................................................80

6.4.4

Weniger strenge Umweltziele.............................................................................................................................80

7

Forschungstätigkeit .............................................................................................................................................80

7.1

Untersuchung zur Grundwassergefährdung durch Mobilisierung von Schadstoffen

infolge Grundwasseranstieg Hoyerswerda-Weißwasser.....................................................................................80

7.2

Schadstoffmobilisierung und -verteilung in den Leipziger Flussauen................................................................81

7.3

Kontamination im Bereich der militärischen Altlast Luftschießplatz Belgern...................................................82

7.4

Entwicklung einer Messzelle zur Online-Messung des Leitkennwertes Radon-222 mit

dem Ziel der Bestimmung des optimalen Abpumpvolumens von Grundwassermessstellen .............................82

7.5

Untersuchung des Einflusses des Abpumpvolumenstromes auf die Partikelzahl im

Förderstrom der Pumpe.......................................................................................................................................83

8

Weiterbildung......................................................................................................................................................84

9

Zusammenfassung...............................................................................................................................................84

10

Literaturverzeichnis ............................................................................................................................................86

11

Abbildungsverzeichnis........................................................................................................................................87

12

Tabellenverzeichnis ............................................................................................................................................89

13

Anlagenverzeichnis.............................................................................................................................................89

Anlagen ...............................................................................................................................................................91

 

5

D

er vorliegende Bericht ist die Fortschreibung des

„Berichtes zur Grundwassersituation 1993 bis

1994“. Er gibt einen Überblick über Zustand und

Entwicklung des Grundwassers in Sachsen im Zeitraum

1996 bis 2000. Schwerpunkte sind die Grundwasser-

beobachtung an Grund- und Sondermessnetzen und deren

Ergebnisse, der Grundwasserschutz und erste Erfahrungen bei

der Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie.

Der sächsische Landesgrundwasserdienst wurde bereits

1912 an der Geologischen Landesanstalt gegründet. Das

Messnetz „Grundwasserstand“ ist eines der ältesten in

Deutschland und wird gegenwärtig rekonstruiert. Seit 1986

wird auch die Grundwasserbeschaffenheit beobachtet.

Die Ergebnisse der Grundwasserbeobachtung an Grund- und

Sondermessnetzen des Sächsischen Landesamtes für

Umwelt und Geologie (LfUG) und der Staatlichen Umwelt-

fachämter werden ausführlich analysiert. Es zeigt sich, dass

sich klimatische Veränderungen noch nicht auf die Entwick-

lung der Grundwasserstände ausgewirkt haben.

Da die Prozesse im Grundwasser komplex und langwierig

sind, kann trotz vielfältiger Aktivitäten zum Umweltschutz

noch keine deutliche Verbesserung in der Grundwasser-

beschaffenheit nachgewiesen werden. So hat sich die Nitrat-

belastung des Grundwassers in den letzten Jahren nicht

verändert und auch die regionale Verteilung der Belastung

mit Pflanzenschutzmitteln blieb seit 1993 gleich.

Die Durchsetzung eines wirksamen Grundwasserschutzes

hat für das dicht besiedelte Sachsen mit seiner industriellen

Vergangenheit einen besonderen Stellenwert. Von 250

Anträgen an das LfUG zur Bearbeitung von Gutachten zur

Ausweisung von Wasserschutzgebieten konnten 185 Ver-

fahren abgeschlossen werden.

Auch die Erkundung, Sicherung und Sanierung von Grund-

wasserschadensfällen macht Fortschritte, wie die Sanierung

des ehemaligen militärischen Tanklagers Zeisigwald bei

Chemnitz zeigt. Außer einer Hinweistafel erinnert heute

nichts mehr an die frühere Nutzung dieses Geländes, das mit

seinen zahlreichen Wasserflächen vollständig in ein Nah-

erholungsgebiet integriert ist.

Der nächste Bericht zur Grundwassersituation in Sachsen

erscheint in 5 Jahren. Darüber hinaus berichtet das LfUG

zeitnah zu Ergebnissen auf dem Gebiet Grundwasser in

„Grundwasser/Altlasten Aktuell“.

Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Kinze

Präsident des Sächsischen Landesamtes

für Umwelt und Geologie

 

Der gesetzliche Auftrag zum Betrieb eines landesweiten

Grundwasserbeobachtungssystems ist im Sächsischen

Wassergesetz (SächsWG) wie folgt formuliert:

§ 10 SächsWG – Gewässerkundliches Messnetz

„Die zuständige Fachbehörde hat die Aufgabe, gewässer-

kundliche Daten zu ermitteln, zu sammeln und aufzuberei-

ten, soweit dies für die Erfassung des natürlichen oder

menschlich beeinflussten Wasserdargebots oder für die was-

serwirtschaftlichen oder sich auf den Wasserhaushalt aus-

wirkenden Planungen, Entscheidungen und sonstigen Maß-

nahmen sowie für Zwecke der Wirtschaft, Wissenschaft oder

Rechtspflege erforderlich ist. Körperschaften des öffent-

lichen Rechts sind verpflichtet, der zuständigen Fach-

behörde auf Verlangen die bei ihnen vorhandenen wasser-

wirtschaftlichen oder für die Wasserwirtschaft bedeutsamen

Daten zu übermitteln, soweit dies zur Erfüllung der Auf-

gaben nach Satz 1 erforderlich ist.“

Im Rahmen der „Konzeption der Umweltmessnetze im Frei-

staat Sachsen“ wurde vom Landesamt für Umwelt und Geo-

logie die Konzeption zum „Messprogramm Grundwasser

(Stand und Beschaffenheit)“ erarbeitet. Mit Beschluss des

sächsischen Kabinetts vom 24.08.1993 wurde die Konzep-

tion zur Kenntnis genommen.

Im Messprogramm Grundwasser werden folgende drei Mess-

netztypen unterschieden (LfUG 1993 und SMUL 2000).

Messnetz zur flächenrepräsentativen vertikalen und hori-

zontalen Erfassung der Grundwasserverhältnisse in den

Grundwasserregionen der einzelnen hydrogeologischen

Einheiten.

Messnetze, die zur Lösung spezieller Problemstellungen

bzw. für die Bearbeitung von Spezialaufgaben zeitlich

und örtlich begrenzt, eingerichtet werden.

Messnetze, die von Dritten zur Überwachung der Grund-

wasserverhältnisse betrieben werden (z. B. Wasserwerke,

Deponien, Bergbau, Altlasten usw.). Die Ergebnisse wer-

den bei Bedarf zur Bewertung der lokalen Grundwasser-

situation mit herangezogen.

Die Struktur des Beobachtungssystems ist in Anlage 1

schematisch dargestellt (SMUL 2000).

6

Im Mittelpunkt der landesweiten Grundwasserbeobachtung

steht das Grundmessnetz, welches die Beobachtung des

Grundwasserstandes und der Grundwasserbeschaffenheit

umfasst. Die Messergebnisse dienen für die Beurteilung

sowohl

– der weitgehend anthropogen unbeeinflussten Grund-

wasserverhältnisse als auch

– der Auswirkungen langfristiger Einflussfaktoren (Land-

wirtschaft, Urbanisierung, Industrie).

Sie bilden eine wichtige Grundlage für die Ableitung

umweltpolitischer Maßnahmen zum nachhaltigen Schutz der

Grundwasserressourcen.

Das Grundmessnetz Grundwasserstand entwickelte sich aus

dem Messnetz des 1912 gegründeten Sächsischen Landes-

grundwasserdienstes. Ein großer Teil der alten Wirtschafts-

brunnen wird auch heute noch regelmäßig beobachtet.

Dadurch reichen die Messwerte bis in die 40er und 50er

Jahre des vorigen Jahrhunderts zurück. Bei einzelnen Mess-

stellen beginnen die Beobachtungsreihen zu Beginn des

20. Jahrhunderts. Die Entwicklung des Messnetzes zeigt

Abb. 1.1.

Nach einer ersten Rekonstruktion in den Jahren 1998 und

1999 (s. Kap. 2.3) umfasst das Messnetz heute 963 Mess-

stellen. Eine flussgebietsbezogene Übersicht über die

Anzahl der Messstellen sowie über den Messturnus gibt die

Tab. 1.1.

Den Überblick über die geografische Verteilung der Mess-

stellen zeigt die Karte in Anlage 2.

Als Messtermine für die Grundwasserbeobachtung sind der

1., 8., 15. und 22. jeden Monats festgelegt. Bei einem 14tägi-

gen Beobachtungsturnus erfolgt die Messung am 1. und

15. jeden Monats.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Jahr

Bohr- und Schachtbrunnen

Grundwasserbeobachtungsrohr

Quellen

Messnetzrekonstruktion

Anzahl

 

7

nahme wird im Auftrag des Landesamtes für Umwelt und

Geologie durch die Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft

durchgeführt. Die Analytik wurde ab 1998 an ein Fremdla-

bor vergeben.

Das Messprogramm für die Sondermessnetze wird entspre-

chend den Erfordernissen jährlich neu festgelegt. Eine Über-

sicht über die im Auftrag des Landesamtes für Umwelt und

Geologie und der Staatlichen Umweltfachämter betriebenen

Messnetze zeigt Tab. 1.2. Entsprechend der Aufgabenstel-

lung können jedoch neben Behörden auch wissenschaftliche

Einrichtungen und Betriebe die Träger von Sondermessnet-

zen sein.

Im Vordergrund der Sondermessnetze des Landesamtes und

der Umweltfachämter stehen die

– Ermittlung der Auswirkungen der Maßnahmen aus der

Sächsischen Schutz- und Ausgleichsverordnung (Sächs-

SchAVO) auf das Grundwasser,

– Überwachung des Einflusses von Altlasten, insbesondere

von Rüstungsaltlasten, auf die Wasserfassungen in der

Torgauer Elbaue,

– Versauerung des Grundwassers in den Kammlagen des

mittleren Erzgebirges,

– Überwachung der Grundwasserbeschaffenheit in in-

dustriellen Ballungsgebieten,

– Grundwasserbewirtschaftung in den Großstädten,

– Ermittlung der grenzüberschreitenden Auswirkungen von

Braunkohletagebauen auf den Grundwasserstand im

Bereich der Staatsgrenze zu Polen,

– Grenzüberschreitende Beobachtung des Grundwasser-

standes zur Nutzung des gemeinsamen Dargebots mit

Tschechien.

Zur Überwachung von Grundwasserbenutzungen und was-

serwirtschaftlichen Anlagen werden durch die jeweiligen

Betreiber zur Eigenkontrolle und auf der Grundlage von

Nebenbestimmungen in der wasserrechtlichen Erlaubnis

Kontroll- und Steuernetze betrieben. Messtermine und Para-

meterumfang sind entsprechend sehr verschieden.

Gegenwärtig werden vom Landesamt für Umwelt und Geo-

logie nur die Ergebnisse der Wasserversorgungsunternehmen

zur Verdichtung der Beschaffenheitsaussagen herangezogen.

Gemäß § 60 Abs. (2) SächsWG kann die oberste Wasser-

behörde durch Rechtsverordnung allgemein festlegen, dass

die Betreiber von Wasserversorgungsanlagen auf ihre

Kosten

– die Beschaffenheit des Rohwassers untersuchen oder

untersuchen lassen müssen,

Hauptflussgebiet

gesamt

Messung pro Monat

1 mal 2 mal 4 mal täglich

Elbe

181

1

55

122

3

Eger (Ohre)

3

3

Polzen (Ploucince)

3

3

Schwarze Elster

118

41

76

1

Zwickauer Mulde

77

5

72

Freiberger Mulde

71

11

60

Vereinigte Mulde

131

114

17

Saale von der Quelle

bis Loquitz

0

Saale von Unstrut

bis Weiße Elster

15

13

2

Saale von Weiße

Elster bis Bode

2

1

1

Weiße Elster

213

120

93

Spree

121

18

103

Lausitzer Neiße

28

28

Das Messnetz befindet sich noch im Aufbau. Im Jahr 2000

wurden 95 Messstellen beprobt. Mittelfristig wird die Ein-

richtung von ca. 150 Messstellen angestrebt (s. Kap 2.3).

Alle Messstellen werden hydrogeologischen Einheiten zuge-

ordnet. Die Grundlage für die hydrogeologische Zuordnung

bildet die in der Karte der „Hydrogeologischen Einheiten“

vorgenommene Gliederung (SMUL 2000). Die Messstellen

sollen sich in Abhängigkeit von der Größe und Bewirtschaf-

tungsfähigkeit der einzelnen hydrogeologischen Einheiten

gleichmäßig über Sachsen verteilen. Die aktuelle Verteilung

zeigt die Karte in Anlage 3.

Zum Nachweis typischer flächenhafter anthropogener

Beeinflussungen werden die Messstellen so ausgewählt,

dass sie verschiedene Flächennutzungen repräsentieren.

Dabei werden fünf Nutzungstypen unterschieden:

– Acker

– Brachland

– Siedlung

– Wald

– Wiese

Der Probennahmerhythmus ist auf zweimal jährlich

(Mai/Juni und Oktober/November) festgelegt. Die Proben-

 

– im Bedarfsfall in Wasserschutzgebieten Untersuchungs-

einrichtungen zur Überwachung der Grundwasserverhält-

nisse errichten und Untersuchungen des Grundwassers

durchführen oder durchführen lassen müssen und

– die gewonnenen Ergebnisse in festgelegten Formaten und

zu geregelten Terminen an die zuständige Behörde über-

geben müssen.

Eine entsprechende Rechtsverordnung ist in Arbeit. Aus die-

sem Grund erfolgt derzeit die Übernahme der Daten durch

das Landesamt noch in unterschiedlichen Formaten. Auf der

Basis von Vereinbarungen mit dem jeweiligen Betreiber der

Anlage werden Wasserbeschaffenheitsdaten und ausge-

wählte Stammdaten an das Landesamt geliefert. Bisher wur-

den 1547 Messstellen lagemäßig erfasst.

Die Aufgaben des Landesgrundwasserdienstes wurden

bereits 1935 von Rudolf Grahmann, dem Begründer des

sächsischen Landesgrundwasserdienstes, formuliert.

Zusammenfassend stellt Grahmann die Aufgaben wie folgt

dar (Grahmann 1935).

Zur Ermöglichung einer zweckmäßigeren Ausnützung der

Wasserschätze ist

1. die Verbreitung und die Ergiebigkeit der in Sachsen

gewinnbaren Grundwassermengen sowie ihrer bisherigen

und ihrer überhaupt möglichen Ausnützung festzustellen.

2. der Grundwasserhaushalt durch Überwachung der

Schwankungen von Brunnenpegeln oder von Quellschüt-

tungen festzustellen.

Diese Aufgaben bedingen ein dichtes, über das ganze Land

gespanntes Netz von dauernden Beobachtungsstellen, den

„Landesgrundwasserdienst“.

Da die menschlichen Aktivitäten, welche die Grundwasser-

verhältnisse beeinflussen, in ihrer Vielfalt und Nachhaltig-

keit in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen haben,

sind diese Aufgaben hoch aktuell. Aus heutiger Sicht werden

sie wie folgt zusammengefasst (SMUL, 2000):

– Erfassung der (weitgehend) anthropogen unbeeinflussten

Grundwasserverhältnisse (Zustandsbeschreibung der

Grundwasserkörper nach EU-Wasserrahmenrichtlinie)

8

Gröditz/Oschätzchen

StUFA Radebeul

10

10 Mst. 1x

Wülknitz

StUFA Radebeul

1

1 Mst. 1x

Radebeul-Coswig-Meißen

StUFA Radebeul

31

31 Mst. 1x

Stadt Dresden

StUFA Radebeul

32

3 Mst. 4x

6 Mst. 1x

8 Mst. 12x

7 Mst. 24x

8 Mst. 48x

WW Rödern

StUFA Radebeul

9

9 Mst.12x

Kirnitzsch

StUFA Radebeul

9

5 Mst. 6x

4 Mst. 12x

Görlitz

StUFA Bautzen

14

14 Mst. 2x

Königsbrück

StUFA Bautzen

9

9 Mst. 2x

Deutsch-Polnisches

StUFA Bautzen/

137 Mst. 1x

Tagebaumessnetz

LfUG

269

132 Mst. 2x

Stadtgebiet Chemnitz

StUFA Chemnitz

25

25 Mst. 12x

6 Mst. 2x

Bergbau

StUFA Chemnitz

5

5 Mst. 2x

GW-Versauerung

StUFA Chemnitz

8

8 Mst. 2x

Parthe

UBG, FB 31

134

62 Mst. 2x

72 Mst. 24x

20 Mst. 2x

Altlasten

StUFA Leipzig

40

40 Mst. 1x

Mockritz-Elsnig

StUFA Leipzig

75

75 Mst. 1x

50 Mst. 1x

Großraum Leipzig

StUFA Leipzig

50

50 Mst. 1x

Landwirtschaft

LfUG

51

51 Mst. 2x

 

– Erfassung der Auswirkungen langfristiger und flächen-

hafter Einflussfaktoren (Landwirtschaft, Urbanisierung,

Industrie)

– Erfassung der Auswirkungen von Grundwasserschadens-

fällen

– Überwachung von Grundwasserbenutzungen (im Sinne

von § 3 WHG)

Der Landesgrundwasserdienst ist damit ein Instrument ziel-

gerichteter staatlicher Umweltpolitik (Abb. 1.2).

Die Aufgaben des Landesgrundwasserdienstes gliedern sich

in 2 große Komplexe, die Betreuung und den Betrieb der

Messnetze.

Die Betreuung der Messnetze obliegt in Abhängigkeit von

der Aufgabenstellung dem Landesamt für Umwelt und Geo-

logie oder den Staatlichen Umweltfachämtern. Die fachliche

Gesamtverantwortung liegt beim Landesamt.

Zur Messnetzbetreuung gehören folgende Aufgaben:

– Erarbeitung von Grundsätzen und Methoden für die

Grundwasserbeobachtung sowie für die Erfassung,

Prüfung und Auswertung der Daten

– Konfiguration der Messnetze

–Erarbeitung und fachliche Betreuung der Mess-

programme

– Erarbeiten von Grundlagen für zentrale Vorgaben (Ver-

waltungsvorschriften, Merkblätter, Richtlinien ...)

– Auswertung der Untersuchungsergebnisse und Bericht-

erstattungen, z.B. im Rahmen der

• Zuarbeit zum Monatsbericht „Analyse und Prognose

der meteorologisch-hydrologischen Situation“,

• Zuarbeit für die Berichte der Bundesanstalt für Gewäs-

serkunde,

•

Zuarbeit für den Umweltbericht des Freistaates Sachsen,

• Zuarbeit zu Berichten der LAWA zur Belastung des

Grundwassers mit PSM bzw. Nitrat,

• Zuarbeit zum EU-Nitratbericht und

• Berichte und Veröffentlichungen zur landesweiten

Berichterstattung

• Berichte und Veröffentlichungen in Auswertung von

Sonderuntersuchungen bzw. entsprechend spezieller

Anforderungen

Der Messnetzbetrieb ist Aufgabe der Staatlichen Umweltbe-

triebsgesellschaft. Im Einzelnen umfasst er die Tätigkeiten:

– Wartung und Pflege sowie bei Bedarf Neubau, Regene-

rierung oder Rückbau von Messstellen

– Funktionsfähigkeitsprüfung (alle 5 Jahre werden die Mess-

stellen befahren, die Veränderungen vor Ort dokumentiert

und ein hydraulischer Funktionstest durchgeführt)

– Ermittlung gewässerkundlicher Daten bzw. Vergabe der

Ermittlung solcher Daten an Dritte (die Messungen von

Grundwasserständen und Quellschüttungen werden z.B.

von nebenberuflichen Beobachtern auf der Grundlage von

Dienstverträgen durchgeführt)

– Werbung und Betreuung der Grundwasserbeobachter vor

Ort (die Beobachter werden einmal pro Jahr aufgesucht,

um Probleme zu diskutieren. Gleichzeitig wird eine Kon-

trollmessung durchgeführt)

– Erfassung, Prüfung und Pflege der Stamm- und Bewe-

gungsdaten

Die konzeptionelle Planung eines Systems zur Beobachtung

der Grundwasserbeschaffenheit begann Anfang der 80er

Jahre. 1984 wurde ein Messnetz aufgebaut, welches sich aus

9

12 Landesmessstellen und 317 Messstellen der zentralen

Wasserversorgung zusammensetzte. Mit der Konzeption

„Messprogramm Grundwasser“ (LfUG 1993) wurde das

heutige Beobachtungssystem entwickelt und mit dem Auf-

bau des Grundmessnetzes Beschaffenheit begonnen.

Für den Aufbau des Messnetzes standen zur Verfügung

– 12 bereits beprobte Landesmessstellen,

– Messstellen aus dem Messnetz Grundwasserstand/

-menge,

– ausgewählte Messstellen der Wasserversorgung,

– Messstellen aus hydrogeologischen Erkundungen.

In die Auswahl der Messstellen wurden einbezogen

– Grundwasserbeobachtungsrohre, ohne Ausbau im stand-

festen Gebirge bzw. mit Ausbau aus verzinktem Stahl

bzw. in Einzelfällen aus Kunststoff,

– Bohr- und Schachtbrunnen,

– Quellen,

– Sammelentnahmen der Wasserversorgung.

Die Entwicklung des Messnetzes zeigt Abb. 1.3.

Im Verlauf der Bearbeitung wurden nicht nur Messstellen in

das Messnetz aufgenommen, sondern auch die Beobachtung

von Messstellen eingestellt. Insgesamt betraf das von 1993

bis 2000 38 Messstellen.

Hauptursache für die Aussonderung waren:

– der bauliche Zustand

– gravierende Nutzungsänderungen im Umfeld

– der Nachweis lokaler Einflüsse

– Unregelmäßigkeiten im Innenausbau

– Baumaßnahmen des Grundstückseigentümers im Bereich

der Messstelle

– die hydraulische Verbindung zwischen verschiedenen

Grundwasserleitern

– keine Zuordnung zum hydrogeologischen Umfeld mög-

lich

Für den Aufbau des Messnetzes wurden die Messstellen so

ausgewählt, dass in der ersten Aufbauphase alle wesentli-

chen hydrogeologischen Einheiten mit mindestens einer

Messstelle erfasst wurden. Im Endausbau soll ein Messnetz

entstehen, welches der hydrogeologischen Charakteristik

des Freistaates Sachsen angepasst ist. Dazu wurden die

Flächenanteile der verschiedenen Einheiten an der Gesamt-

fläche ermittelt, wobei alle Flächen unter 3 % in einer

Gruppe „Sonstige“ zusammengefasst wurden. Da die einzel-

nen hydrogeologischen Einheiten unterschiedliche wasser-

wirtschaftliche Bedeutung besitzen, wurden Bewertungs-

zahlen entwickelt, die die unterschiedliche

Bewirtschaftungsfähigkeit widerspiegeln. Vereinfachend

wurde dabei von einem homogenen Grundwasserleiter aus-

gegangen. Die Karte der Grundwasserbewirtschaftungs-

fähigkeit zeigt die Anlage 4. Eine Verteilung der Messstel-

10

0

10

20

30

40

50

60

70

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Anzahl der Messstellen

GW-beobachtungsrohr

Bohrbrunnen

Quelle

Schachtbrunnen

Stolln

Sammelentnahme

len ohne Berücksichtigung des Bewirtschaftungsfaktors im

Vergleich zur Messstellenverteilung unter Beachtung der

wasserwirtschaftlichen Bedeutung der einzelnen hydro-

geologischen Einheiten zeigt die folgende Abb. 1.4.

Im Jahr 2000 umfasst das Grundmessnetz Beschaffenheit

– 66 Grundwasserbeobachtungsrohre,

– 14 Brunnen,

– 11 Quellen,

– 4 Stolln.

Für die Erweiterung des Messnetzes sollte vorrangig auf

bereits bestehende Messstellen zurückgegriffen werden. In

einem ersten Arbeitsschritt wurde eine umfangreiche

Recherche im Datenspeicher Hydrogeologie durchgeführt,

der sowohl allgemeine Angaben zur Lage und zum Ausbau

von Messstellen als auch geologische Daten und Schichten-

verzeichnisse enthält. Es wurden 14742 Bohrungen recher-

chiert.

Bei der Recherche wurde darauf orientiert, dass

– Angaben zum Ausbau und zur Geologie einschließlich

Schichtenverzeichnis existieren,

– die Messstellen nicht älter als 10 Jahre sind,

– der Innendurchmesser größer als 50 mm, aber nicht

größer als 100 mm ist und

– der Ausbau mit Kunststoff erfolgte.

Im Ergebnis der Recherche konnten 189 potentielle Mess-

stellen für die weitere Bearbeitung ausgewählt werden. Nach

eingehender Prüfung aller vorhandenen Unterlagen sowie

der Befahrung von 52 Messstellen wurden 5 Messstellen in

das Grundmessnetz aufgenommen.

In einem zweiten Arbeitsschritt wurde in den Berichten zur

hydrogeologischen Erkundung und zur Ausgrenzung von

Wasserschutzgebieten nach potentiellen Messstellen recher-

chiert. Außerdem wurden die Ergebnisse der Recherche von

537 Messstellen genutzt, die im Rahmen der Erhebung von

Messstellen, welche im Auftrag der Wasserwirtschaftsdirek-

tion errichtet worden sind, bereits dokumentiert vorlagen.

Insgesamt wurden 24 dieser Messstellendokumentationen

näher geprüft und die Messstellen erneut befahren. Im

Ergebnis dieser Arbeiten wurden 2 Messstellen in das

Grundmessnetz Beschaffenheit und 23 Messstellen in das

Landwirtschaftsmessnetz übernommen.

Beim weiteren Ausbau des Messnetzes wird vorrangig auf

den Neubau von Messstellen orientiert.

Geht man davon aus, dass jede der genannten hydrogeologi-

schen Einheiten mit mindestens einer Messstelle belegt ist

und wendet die oben beschriebene Verfahrensweise an, so

wird ein Endausbau von 154 Messstellen berechnet. Den

Stand der Arbeiten beim Aufbau des Messnetzes zeigt die

Abb. 1.5.

11

Täler

Sander

Hochflächensande

End- und Stauchmoräne

Grundmoräne

Grundmoräne mit Decksand

Tertiär

Tertiärrandtyp

Pleistozänrandtyp

Rinnen- und Depressionstyp

Molasse

Sandstein

Tonschiefer, Grauwacke

Magmatische Gesteine

Gneise, Glimmerschiefer

Verteilung nach den flächen-

mäßigen Anteilen der

hydrogeologischen Einheiten

Verteilung nach den flächen-

mäßigen Anteilen der

hydrogeologischen Einheiten

und ihrer wasserwirtschaft-

lichen Bedeutung

 

Aus der Abbildung wird deutlich, dass insbesondere Mess-

stellen in Tälern und im Randpleistozän sowie in magmati-

schem Gestein zu ergänzen sind. Regional werden besonders

die Kreise Bautzen, Löbau-Zittau, Niederschlesischer Ober-

lausitzkreis, Weißeritzkreis, Annaberg, Aue-Schwarzenberg

durch Messstellen unterrepräsentiert. Hydrogeologische

Einheiten, welche auf Grund ihrer geringen Verbreitung in

Sachsen im Endausbau nur mit 2-3 Messstellen geplant sind,

wie Tertiär, End- und Stauchmoränen oder Sander, bieten

informelle Stützstellen, die durch die Ergebnisse aus Kon-

troll- und Steuernetzen verdichtet und manifestiert werden.

In der Vergangenheit standen im Vordergrund der Messstel-

lenauswahl im wesentlichen der regionalgeologische Aspekt

sowie regionale Fragestellungen, insbesondere Baugrundbe-

wertungen. Ein weiteres Kriterium war die Zugänglichkeit

der Messstellen. Das Grundmessnetz umfasste 1993 1415

Messstellen.

Aufgabe des Messnetzes heute ist die flächenhafte vertikale

und horizontale Erfassung der hydrodynamischen Situation

im grundwasserleitenden Gesteinsverband. Ein wichtiges

Ziel ist die Erarbeitung von Grundlagen für die Bewertung

von anthropogenen Einflüssen auf die geohydraulischen

Verhältnisse.

Daraus ergibt sich die Notwendigkeit zur Rekonstruktion des

Messnetzes mit dem Ziel einer Optimierung, die eine Redu-

zierung der Messstellenanzahl auf das notwendige Maß von

ca. 920 Messstellen einschließt. Dabei wurde die künftig

erforderliche Anzahl von Messstellen für jede hydrogeologi-

sche Einheit aus deren Flächengröße unter Berücksichtigung

ihrer wasserwirtschaftlichen Bedeutung ermittelt. Bei der

Festlegung des Gesamtumfanges wurde davon ausgegangen,

dass jede Einheit durch mindestens eine Messstelle reprä-

sentiert wird. Die in Tab 1.3 aufgeführte Aufschlüsselung

stellt eine erste Schätzung dar.

Als Ausgangssituation waren im Messprogramm 1998 noch

1345 Messstellen enthalten.

Ziele der Rekonstruktion des Grundmessnetzes Grundwas-

serstand/Menge sind die Schaffung

– der Repräsentativität für die in Sachsen relevanten hydro-

geologischen Einheiten und deren relevante Grundwas-

serleiter,

– der regionalen Flächenrepräsentativität unter Berücksich-

tigung der Grundwasserneubildungsbedingungen, der

Grundwassergeschütztheit und der Flächennutzung und

– der Repräsentativität für die meteorologischen und hydro-

logischen Gegebenheiten in Sachsen.

12

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Täler

Sander

Hochflächensande

End- und Stauchmoräne

Grundmoräne

Grundmoräne mit Decksand

Tertiär

Tertiärrandtyp

Pleistozänrandtyp

Rinnen- und Depressionstyp

Molasse

Sandstein

Tonschiefer, Grauwacke

Magmatische Gesteine

Gneise, Glimmerschiefer

Anzahl der Messstellen

Ist

Soll

 

Voraussetzungen für die Auswahl einer Messstelle für das

verbleibende Messnetz unter den genannten Gesichtspunk-

ten sind

– ein intakter Messstellenausbau,

– eine nach Möglichkeit vorhandene langjährige Beobach-

tungsreihe, bzw. die statistische Möglichkeit der Verlän-

gerung einer kurzen Reihe,

– möglichst wenige Datenlücken bzw. die statistische Mög-

lichkeit die Datenlücken zu schließen,

– die Konsistenz der Daten und

– die Möglichkeit des Erhaltes der Messstelle (Eigentums-

fragen).

Die Rekonstruktion des Messnetzes Grundwasserstand wird

in folgenden Teilschritten durchgeführt:

– Konzeptionelle bzw. methodische Vorarbeiten

– Reduzierung von Messstellen in Gebieten mit einer Kon-

zentration vorhandener Messstellen

– Bewertung der Einzelmessstelle hinsichtlich ihrer Aussa-

gefähigkeit im Sinne der Zielstellung

– Bewertung des Messprogramms (Anzahl der erforder-

lichen Messungen pro Monat)

– Feststellen und Schließen von Lücken durch Nutzung von

Messstellen Dritter oder Messstellenneubau

Das in Anlage 5 dargestellte Schema dokumentiert in einer

Zusammenfassung die Konzeption der Messnetzrekonstruk-

tion mit einzelnen Arbeitsschritten sowie die Verantwort-

lichkeiten innerhalb der Umweltverwaltung.

Die Durchführung erfolgt in 2 Teilschritten:

Teilschritt 1

– Erstellung der methodischen Grundlagen

– hydrogeologische Zuordnung der Messstellen

– gezielte Reduzierung der Messstellen in den Gebieten mit

überhöhter Anzahl von Messstellen

Teilschritt 2

– Zusammenstellung der noch vorhandenen Messstellen

pro hydrogeologische Einheit

– Prüfen der Anzahl verschiedener Ganglinientypen als

Varianten innerhalb einer hydrogeologischen Einheit

– Prüfung des Einflusses von Grundwassergefälle und

Korngröße des Gesteins auf das Ganglinienverhalten.

Dabei soll auch das Verhalten gespannter Grundwasser-

verhältnisse geprüft werden.

– Verschneiden mit der Bodenkarte, Auswertung der

Grundwasserleiterüberdeckung, Einbeziehen der Ergeb-

nisse der Lysimeterstation Brandis

– Entwicklung von hydrogeologischen Einheiten = geolo-

gisch und morphologisch abgrenzbare Räume mit weit-

gehend einheitlichen und typischen Grundwasserverhält-

nissen

– Erarbeiten eines Vorschlages für die Anzahl von Basis-

messstellen und Ausweisung derselben

– Festlegen der Gebiete mit großräumigen Grundwasser-

beeinträchtigungen, Ausweisung von Trendmessstellen

– Prüfen und Neufestlegen des Messturnuses

– Ausweisung von Gebieten, die nicht durch Messstellen

belegt sind

– Suche nach vorhandenen Messstellen

– Aufgabenstellung für Neubau von Messstellen

– Neubau von Messstellen

Der Teilschritt 1 konnte 1999 im wesentlichen abgeschlos-

sen werden. Folgende Arbeiten wurden durchgeführt:

Erarbeitung methodischer Grundlagen:

– Erarbeitung einer Messnetzkonzeption, die Zusammen-

fassung ist in Anlage 2 dargestellt

– Ausgrenzung der hydrogeologischen Einheiten und

Zuordnung der erforderlichen Messstellenanzahl

(Tab. 1.3)

– Bereitstellung der methodischen Vorgaben und der Soft-

ware zur statistischen Bearbeitung von Messwerten

– Bereitstellung der methodischen Vorgaben zur Messstel-

lenbefahrung und einfachen Funktionsfähigkeitsprüfung

Im weiteren Verlauf der Arbeiten wurden alle Ganglinien

und verfügbaren Messstellendokumentationen überprüft.

13

Hydrogeologische Einheit

Messstellen

Grundmessnetz

Stand/Menge

Taltyp 214

Sander 16

Hochflächensande 105

End- u. Stauchmoränen

12

Grundmoränen mit Decksand

7

Grundmoränen 59

Tertiär 15

Randpleistozän 164

Rinnen und Depressionstyp

23

Tertiärrandtyp 15

Sandsteine 44

Randzechstein 1

Molasse 40

Tonschiefer

39

Gneise

90

magmatische Gesteine

76

Die Messstellen mit unplausiblen Messwerten, schlechtem

baulichen Zustand und mangelhafter Begehbarkeit wurden

ausgesondert.

Die folgenden Schritte wurden nicht für Quellen durchge-

führt, da diese im Teilschritt 2 gesondert behandelt werden.

Für die Reduzierung der großen Anzahl von Messstellen in

den Ballungsgebieten

– Großraum Dresden,

– Talsperre Quitzdorf,

– Bahnlinie Dresden-Bautzen-Görlitz,

– Großraum Leipzig und

– Riesa-Großenhain

wurden die folgenden Arbeiten realisiert.

Nach durchgeführter Messstellenbefahrung und der Sich-

tung der Messwerte wurde für jedes Gebiet eine Korrela-

tionsmatrix erarbeitet, die auch alle wichtigen Informationen

zur Geologie enthielt. Gleichzeitig wurden die Messstellen

hinsichtlich ihrer Zugehörigkeit zu einem Grundwasserneu-

bildungstyp eingeschätzt.

Im Wesentlichen sind in Sachsen im Lockergestein 3 Grund-

wasserneubildungstypen zu erkennen, die in den folgenden

Abb. 1.6 bis 1.8 beispielhaft für den Großraum Dresden dar-

gestellt werden.

Die Ganglinie in Abb. 1.6 zeigt, dass sich hier die Nieder-

schlagsereignisse zeitnah im Wasserstand wiederspiegeln

und die Grundwasserneubildung direkt stattfindet. Ein über-

jährliches Schwankungsverhalten ist nicht ausgeprägt.

Deutlich wird bei den beiden Ganglinien in Abb. 1.7 der

direkte Zusammenhang zwischen Oberflächenwasser (Elbe)

und dem Grundwasser.

Bei dem in Abb. 1.8 dargestellten Grundwasserneubildungs-

typ ist kaum noch ein innerjährliches Schwankungsverhalten

festzustellen. Die Grundwasserneubildung findet nur einge-

schränkt statt. Das deutlich sichtbare überjährliche Schwan-

kungsverhalten liegt in der Regel zwischen 7 und 10 Jahren.

Im weiteren Verlauf der Messnetzrekonstruktion wurden die

Messstellen auf Konsistenz der Messwerte geprüft. Daten-

lücken wurden aufgezeigt und der Grad der anthropogenen

Beeinträchtigung eingeschätzt.

Dann wurden die Messstellen mit gleicher geologischer

Zuordnung, gleicher Zuordnung zum Grundwasserneubil-

dungstyp und hohem Korrelationskoeffizienten zusammen-

gestellt. Unter Nutzung der Informationen

– zur Langjährigkeit der Messwerte,

– zum baulichen Zustand der Messstelle und

– zur Begehbarkeit der Messstelle

14

46464050

96

96,5

97

97,5

01.11.1978

01.11.1979

01.11.1980

01.11.1981

01.11.1982

01.11.1983

01.11.1984

01.11.1985

01.11.1986

01.11.1987

01.11.1988

01.11.1989

01.11.1990

01.11.1991

01.11.1992

01.11.1993

01.11.1994

01.11.1995

01.11.1996

01.11.1997

01.11.1998

01.11.1999

Grundwasserstand [m+NN]

15

106

107

108

109

110

111

112

113

114

22.12.1985

22.04.1986

22.08.1986

22.12.1986

22.04.1987

22.08.1987

22.12.1987

22.04.1988

22.08.1988

22.12.1988

22.04.1989

22.08.1989

22.12.1989

22.04.1990

22.08.1990

22.12.1990

22.04.1991

22.08.1991

22.12.1991

22.04.1992

22.08.1992

22.12.1992

22.04.1993

22.08.1993

22.12.1993

22.04.1994

22.08.1994

22.12.1994

22.04.1995

22.08.1995

22.12.1995

22.04.1996

22.08.1996

22.12.1996

22.04.1997

22.08.1997

Wasserstand [m+NN]

Oberflächenwasser

Grundwasserstand

48473500

100,5

101

101,5

102

102,5

103

103,5

104

104,5

105

01.11.1970

01.11.1971

01.11.1972

01.11.1973

01.11.1974

01.11.1975

01.11.1976

01.11.1977

01.11.1978

01.11.1979

01.11.1980

01.11.1981

01.11.1982

01.11.1983

01.11.1984

01.11.1985

01.11.1986

01.11.1987

01.11.1988

01.11.1989

01.11.1990

01.11.1991

01.11.1992

01.11.1993

01.11.1994

01.11.1995

01.11.1996

01.11.1997

01.11.1998

01.11.1999

Grundwasserstand [m+NN]

 

wurde das Messnetz so weit ausgedünnt, dass jede hydroge-

ologische Einheit und jeder Grundwasserneubildungstyp

hinreichend mit Informationen belegt ist.

Der erste Teilschritt der Messnetzrekonstruktion wurde 1999

mit der Reduzierung des Messnetzes um

Messstellen

abgeschlossen. Das Messnetz enthielt zu diesem Zeitpunkt

Messstellen.

Der 2. Teilschritt ist in Arbeit.

Insbesondere die geologische Einordnung von Messstellen,

inklusive Bereitstellung von Schichtenverzeichnissen und

Ausbaudaten, ist zwischenzeitlich weit fortgeschritten. Für

Messstellen, zu denen keine Unterlagen recherchiert werden

konnten, wurden Kunstschichtenverzeichnisse erstellt. In

der Regel betrifft das Brunnen, die zu verschiedensten

Zwecken gebaut wurden, und wegen der langen Messreihen

von hohem Wert für das Grundmessnetz sind. Tab. 1.4 zeigt

den Stand der Arbeiten.

Mit Reduzierung nicht benötigter Messstellen und der Auf-

nahme neuer Messstellen enthält das Messnetz derzeit 963

Messstellen. Die durchschnittliche Messstellenanzahl

beträgt damit in Sachsen ca. 5 Messstellen pro 100 km

2

.

Ohne Berücksichtigung der Stadtstaaten haben die Bundes-

länder eine Dichte von 1 (Saarland) bis 8 (Sachsen-Anhalt

und Brandenburg) Messstellen pro 100 km

2

.

Mit Erlass vom 21.10.1997 wurde das Landesamt für Umwelt

und Geologie beauftragt, in Abstimmung mit der Landesan-

stalt für Landwirtschaft ein Messnetz aufzubauen, mit dem

die Wirksamkeit der Sächsischen Schutz- und Ausgleichs-

verordnung (SächsSchAVO) für die Land- und Forstwirt-

schaft in Wasserschutzgebieten und des Programms

„Umweltgerechte Landwirtschaft“ auf die Umweltkomparti-

mente Wasser und Boden, insbesondere im Hinblick auf die

Nitratproblematik bewertet werden sollten. Dazu sind die

Daten und Ergebnisse von Grundwasseruntersuchungen der

Umweltverwaltung und Bodenuntersuchungen der Landwirt-

schaftsverwaltung zusammenzuführen. Eine Übersicht über

die Struktur des Messnetzes gibt Tab. 1.5.

Durch den Bezug zwischen Flächenbewirtschaftung, Nähr-

stoffzufuhr und dem Nitratgehalt von Boden und Grundwas-

ser soll die Wirkung der Schutzbestimmungen der Sächs-

SchAVO festgestellt werden.

Neben der Entwicklung der Grundwasserbeschaffenheit in

Wasserschutzgebieten sollten Messstellen mit landwirt-

schaftlicher Beeinflussung außerhalb von Schutzgebieten in

das Messnetz aufgenommen werden, um langfristig Trend-

aussagen für Sachsen treffen zu können.

Ein weiterer Schwerpunkt des Messnetzes ist, neben der

Nitratproblematik, die Untersuchung der Grundwasser-

belastung auf PSM in den landwirtschaftlich genutzten

Gebieten. Das Messnetz umfasst Vorfeldmessstellen, um

den Ausgangszustand des Grundwassers im Gebiet zu doku-

mentieren. Vorzugsweise werden als Vorfeldmessstellen

Messstellen aus dem Grundmessnetz genutzt, um die Beob-

achtung zu optimieren. Im Abstrom landwirtschaftlich

genutzter Flächen wird an Emittentenmessstellen der Grad

der Beeinflussung des Grundwassers ermittelt.

Eine kartenmäßige Darstellung des Messnetzes zeigt die

Anlage 6.

Gemäß § 12 der SächsSchAVO wird auf Ackerflächen im

Frühjahr der jeweilige N

min

-Gehalt des Bodens durch

Untersuchung festgestellt. Bei Flächeneinheiten über 2 ha

ist der Landwirt verpflichtet, diese Untersuchungen vor-

nehmen zu lassen. Die Ergebnisse sind neben weiteren

Angaben in Schlagkarten zu dokumentieren, welche 5

Jahre vom Landwirt aufzubewahren sind. Diese Maßnahme

dient der Optimierung des Düngemitteleinsatzes. Zur

Überwachung der Bodenbelastung werden im Herbst durch

die Ämter für Landwirtschaft auf festgelegten Flächen die

N

min

-Untersuchungen wiederholt. Zusätzlich zum Kon-

trollprogramm der SächsSchAVO wurden von der Landes-

anstalt für Landwirtschaft Dauertestflächen eingerichtet,

auf denen im Frühjahr und im Herbst der N

min

-Gehalt des

Bodens bestimmt wird, um den Nachweis der Wirksamkeit

von Förderprogrammen, wie z.B. des Programms

„Umweltgerechte Landwirtschaft“, zu erbringen. Insge-

samt wurden 1060 Dauertestflächen festgelegt, von denen

260 in Wasserschutzgebieten liegen.

10 Dauertestflächen wurden für das Sondermessnetz Land-

wirtschaft ausgewählt. Für 12 Flächen wurde die Einrich-

tung von Dauertestflächen durch das Landesamt für Umwelt

und Geologie bei der Landesanstalt für Landwirtschaft bean-

tragt. Durch die Einbeziehung dieser Ergebnisse soll der

16

StUFA

Mess-

stratigraph.

petrograph. abgeschlossene

stellen- eingestuft

eingestuft

geolog. Bearbeit.

anzahl

[%]

[%]

der Messstellen

[%]

Anzahl davon davon Dauertestfläche

Vorfeld Emittent gesamt vorhanden beantragt

50

2

48

22

12

10

Anzahl davon davon Dauertestfläche

Vorfeld Emittent gesamt vorhanden beantragt

33

2

31

19

12

7

 

Stickstoffpfad – Eintrag durch Düngung => Transport im

Boden => Austrag ins Grundwasser bewertet werden.

Die Lysimeter der Station Brandis werden als Messnetz

„Bodenwasserhaushalt“ im Rahmen der gewässerkund-

lichen Messnetze des Freistaates Sachsen betrieben. Gemes-

sen werden seit 1980 Verdunstung, Versickerung, Boden-

wasservorrat und Sickerwassergüte. Der Betrieb der Station

obliegt laut Gründungserlass vom 01.01.1994 der Staat-

lichen Umweltbetriebsgesellschaft.

Ziel der Messungen in der Lysimeterstation Brandis ist die

Schaffung unbefristeter Langzeitdatenreihen und die Daten-

bereitstellung zur Lösung wissenschaftlicher Fragestellun-

gen (u.a. in Zusammenarbeit mit dem Umweltforschungs-

zentrum Leipzig-Halle), um die Auswirkungen von

Landnutzungs- und Klimaänderungen auf die einzelnen

Komponenten des Wasser- und Stoffhaushaltes beschreiben

und prognostizieren zu können.

Folgende Schwerpunkte charakterisieren das derzeitige

Konzept der Station:

– Auswahl von neun, aus bodenkundlicher und hydrogeo-

logischer Sicht für Mitteldeutschland repräsentativen

Ackerstandorten, einschließlich eines Bodens von der

Braunkohlenkippe Espenhain,

– Gewinnung von drei Bodenmonolithen je Standort zur

Berücksichtigung der Heterogenität der Böden,

– Konzentration der Bodenmonolithe an einem Standort zur

intensiven und kontinuierlichen messtechnischen Betreu-

ung (auch an Sonn- und Feiertagen),

– mit dem Einsatz von 3 m tiefen Lysimetern mit freiem

Sickerwasser-Auslauf werden Standorte mit flurfernen

Grundwasserständen realisiert – diese sind typisch für den

mitteldeutschen Lockergesteinsbereich,

– Tensiometer, Saugkerzen, TDR-Sonden, Temperatur-

fühler und Sonden zur Entnahme von Bodenluft in jeweils

drei Lysimeterebenen liefern zusätzliche Informationen

über die im Bodenprofil ablaufenden Prozesse,

– landwirtschaftliche Nutzung der Lysimeterböden und des

umliegenden Feldes,

– detaillierte Erfassung der Bodenparameter, der Bewirt-

schaftungsmethoden und der Bestandsentwicklung

sowie Beobachtung der klimatologischen Bedingungen

am Lysimeterstandort als Grundlage für die Übertragbar-

keit der Lysimetermessungen,

– Durchführung von Wasserhaushaltsuntersuchungen im

„Repräsentativgebiet“ Parthe als Basis für die Einbindung

der Lysimeterergebnisse in den Gebietswasserhaushalt,

– Verwendung der Messreihen und Parameter zur Testung

von Berechnungs- und Simulationsverfahren des Wasser-

und Stoffhaushaltes in unterschiedlichen Maßstabsbe-

reichen.

Zur Bewertung der Grundwasserverhältnisse wurden Mess-

stellen des landesweiten Grundmessnetzes Grundwasser-

stand/-menge ausgewählt, die für die Beschreibung des

Locker- und Festgesteinsbereichs besonders repräsentativ

sind.

Für die Messstellen (Tab. 2.1) wurden die Messwerte des

Abflussjahres 2000 sowie die 5-Jahresganglinie für den Zeit-

raum 1996 – 2000 ausgewertet.

Zusätzlich wird an zwei Messstellen die langjährige Ent-

wicklung dokumentiert.

Das Jahr

war mit einer mittleren relativen Nieder-

schlagshöhe von 90 % trocken und bei einer mittleren Luft-

temperatur von 5

o

C um 1,4 Grad kälter.

Im Winterhalbjahr (Nov. 1995 – Apr. 1996) wurde eine mitt-

lere relative Niederschlagshöhe von nur 60 % registriert. Das

Sommerhalbjahr dagegen war mit 122 % mittlerer relativer

Niederschlagshöhe nass, außerdem kälter und relativ son-

nenscheinarm.

Im Berichtszeitraum

wurde eine mittlere relative Nie-

derschlagshöhe unter dem vieljährigen Durchschnitt erreicht

(96 %). Die mittleren Monatswerte schwankten dabei von

31 % im Januar bis 218 % im Juli. Mit 6,6

o

C war es um nur

0,3 Grad wärmer als normal. Die mittlere Sonnenschein-

dauer lag bei 112 %.

17

Messstelle

Messstellen- hydrogeologische

kennzeichen Einheit

Kleinschirma

50452248

Gneise und

metamorphe Schiefer

Beiersdorf

53403675

Effusivgesteine

Roellingshain

50430645

Tertiärrandtyp

Tautenhain

49420065

Buntsandstein

Lindhardter Forst

47410404

Hochflächensande

Crostau

49520931

Intrusivgesteine

Klix

47530999

Urstromtal

Gruena

51426001

Rotliegendes

Dresden

Pohlandplatz

49483524

Taltyp

Dresden

Königstraße

49484004

Taltyp

 

Die Niederschlagsbilanz für das Jahr

betrug 120 % des

vieljährigen Mittels. Dieser Überschuss ist auf die nieder-

schlagsreichen Monate September und Oktober zurück-

zuführen.

Die mittlere Jahressumme des Niederschlags betrug

in

Sachsen mit 667 mm 95 % der normalen Jahressumme.

Dabei war in Sachsen eine von West nach Ost abnehmende

Niederschlagsneigung zu beobachten. Während an den Sta-

tionen in Westsachsen ein Überschuss von ca. 30 mm

bestand, war im äußersten Osten an der Station Görlitz ein

Defizit von 150 mm festzustellen.

Verglichen mit den mittleren Jahressummen der Reihe

1961/1990 war in Sachsen das Jahr

im Gebietsmittel

etwa niederschlagsnormal, der Raum Dresden jedoch mit

einem Defizit von ca. 90 mm zu trocken. Im Mittel- und

Westerzgebirge war gebietsweise ein Überschuss von 50 –

70 mm Niederschlag vorhanden. An 10 Monaten des Jahres

lagen die Monatsmitteltemperaturen über den mehrjährigen

Vergleichswerten, was eine übernormale Verdunstung zur

Folge hatte.

Die Entwicklung der Grundwasserstände und -mengen zeigt,

dass nach einem deutlichen Überschreiten der langjährigen

Mittelwerte in den Jahren 1994 und 1995 sich im Betrach-

tungszeitraum 1996 bis 2000 ein leicht negativer Trend

zeigt. Dies ist insbesondere auf die geringen Niederschläge

in den Jahren 1996 und 1997 zurückzuführen. In den Jahren

1998 bis 2000 kam es aufgrund der allgemein mittleren Nie-

derschlagsverhältnisse zu einer Stabilisierung des Wasser-

haushaltes. Trotz negativem Trend bewegten sich im

Betrachtungszeitraum die Grundwasserstände im Lockerge-

steinsbereich über den langjährigen Mittelwerten. Die Quell-

schüttungen und Wasserstände der Festgesteinsmessstellen

liegen teilweise unter den langjährigen Mittelwerten.

Jahresganglinien 2000

Wie allgemein üblich lagen auch zu Beginn des Abflussjah-

res 2000 die Wasserstände im Niedrigwasserbereich. Die bis

März 2000 ansteigenden Niederschläge bewirkten einen

Anstieg der Grundwasserstände auf Werte, die deutlich über

dem Mittelwasserbereich lagen. Aufgrund der langsamen

Reaktionszeiten erreichten die Wasserstände erst im April

ihre Maximalwerte, obwohl die Niederschlagssumme in die-

sem Monat als sehr gering einzuschätzen ist. Danach erfolgte

ein kontinuierliches Absinken der Messwerte in den Bereich

des langjährigen Mittelwertes.

In Abb. 2.1 sind Jahresganglinien von 5 ausgewählten Mes-

sstellen als Monatsmittelwerte, die monatlichen Nieder-

schlagssummen, der Trend des Jahres 2000 und der

langjährige Mittelwert dargestellt.

5- Jahresganglinie

Der Betrachtungszeitraum begann, bedingt durch hohe Nie-

derschläge, in den Jahren 1994 und 1995 mit Messwerten,

die deutlich über den langjährigen Mittelwerten lagen. Auf-

grund der geringen Niederschläge im Winterhalbjahr

1995/1996 und den Jahren 1996 und 1997 sanken die Was-

serstände unter den langjährigen Mittelwert. Niedrigwasser-

werte wurden dabei nicht erreicht.

Erst die Jahre 1998 bis 2000, die im wesentlichen von mitt-

lerer Niederschlagstätigkeit geprägt waren, erbrachten einen

Anstieg der Wasserstände.

Das innerjährliche Schwankungsverhalten für diesen Zeit-

raum zeigt, dass im Frühjahr der langjährige Mittelwert

überschritten wurde. Im Laufe des Sommers sanken die

Grundwasserstände wieder ab, so dass sie im Herbst wieder

unter dem langjährigen Mittelwasserbereich lagen.

Die 5- Jahresganglinien zeigen aufgrund fehlender Feuchte-

jahre durchweg einen negativen Trend (Abb. 2.2). Der Mit-

telwert der fünf Jahre liegt trotzdem höher als der langjährige

Mittelwert. Die langjährige Entwicklung an den verwende-

ten Messstellen zeigt keinen Trend. Eine Ausnahme stellt die

Messstelle Lindhardter Forst dar, deren durchschnittlicher

Anstieg bei ca. 3 cm pro Jahr liegt (Messreihe 1971 bis

2000).

Jahresganglinie 2000

In die Betrachtungen wurden vier Grundwassermessstellen

und eine Quelle einbezogen. Deutlich kann man anhand der

Ganglinien (Abb. 2.3) die Unterschiede zwischen Fest- und

Lockergestein erkennen.

Die Messstelle Beiersdorf zeigt eine verzögerte Reaktion auf

die Niederschlagsereignisse. Die Amplitude ist gering. Die

Wasserstände in Beiersdorf und Crostau lagen im Durch-

schnitt höher als der langjährige Mittelwert.

Die Quellschüttungsmessungen der Messstelle Klein-

schirma zeigen aufgrund des kleinen Einzugsgebietes eine

direkte, äquivalente Reaktion auf Niederschlagsereignisse.

Kleinschirma liegt im Zeitraum des Jahres 2000 bis auf den

Monat März deutlich unterhalb des langjährigen Mittelwer-

tes. Die Messstellen Gruena und Tautenhain liegen ebenfalls

unter den langjährigen Mittelwerten.

Bei allen Messstellen beginnen und enden die Messwerte im

Abflussjahr 2000 unter den langjährigen Mittelwerten.

18

19

Lindhardter Forst (47410404)

0

20

40

60

80

100

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

Niederschlagshöhe [mm]

200

250

300

350

400

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Roellingshain (50430645)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

600

650

700

Klix (47530999)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

150

200

250

300

Dresden, Pohlandplatz (49483524)

0

20

40

60

80

100

120

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

450

500

550

600

Dresden, Königstraße (49484004)

0

20

40

60

80

100

120

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

550

600

650

700

750

800

Monatsmittel Niederschlag

Monatsmittel Grundwasserstand

MW

Trend Grundwasserstand 2000

Niederschlagshöhe [mm]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Niederschlagshöhe [mm]

Niederschlagshöhe [mm]

Niederschlagshöhe [mm]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

20

Lindhardter Forst (47410404)

200

250

300

350

400

1996

1997

1998

1999

2000

Roellingshain (50430645)

600

650

700

1996

1997

1998

1999

2000

Klix (47530999)

150

200

250

300

1996

1997

1998

1999

2000

Dresden, Pohlandplatz (49483524)

400

450

500

550

600

1996

1997

1998

1999

2000

Dresden, Königstraße (49484004)

550

600

650

700

750

800

1996

1997

1998

1999

2000

Monatsmittel Grundwasserstand

MW

Trend 1996 – 2000

Wasserstand [cm unter Messpunkt]

21

Beiersdorf (53403675)

0

20

40

60

80

100

120

140

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00 Sep 00

Okt 00

100

150

200

250

Tautenhain (49420065)

0

20

40

60

80

100

120

140

Nov 99 Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00 Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

900

950

1000

1050

1100

Crostau (49520931)

0

50

100

150

200

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00 Sep 00

Okt 00

500

550

600

650

700

750

Gruena (51426001)

0

50

100

150

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

250

300

350

400

450

Monatsmittel Niederschlag

Monatsmittel Grundwasserstand

MW

Trend Grundwasserstand 2000

Kleinschirma (50452248), Quelle

0

50

100

150

200

Nov 99

Dez 99

Jan 00

Feb 00

Mrz 00

Apr 00

Mai 00

Jun 00

Jul 00

Aug 00

Sep 00

Okt 00

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Niederschlagshöhe [mm]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Niederschlagshöhe [mm]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Niederschlagshöhe [mm]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Niederschlagshöhe [mm]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

Niederschlagshöhe [mm]

Grundwasserstand

[cm unter Messpunkt]

22

Beiersdorf (53403675)

100

150

200

250

1996

1997

1998

1999

2000

Tautenhain (49420065)

900

950

1000

1050

1100

1150

1996

1997

1998

1999

2000

Crostau (49520931)

500

550

600

650

700

750

1996

1997

1998

1999

2000

Gruena (51426001)

250

300

350

400

450

1996

1997

1998

1999

2000

Kleinschirma (50452248), Quelle

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1996

1997

1998

1999

2000

Monatsmittel Quellschüttung

MW

Trend 1996 - 2000

Wasserstand [cm unter Messpunkt]

 

5- Jahresganglinie

Wie im Lockergesteinbereich begannen auch im Festgestein

die Messwerte der 5-jährigen Reihe mit Werten über dem

langjährigen Mittelwert, sanken in den Jahren 1996 und

1997 darunter und erholten sich erst in den Jahren 1998 bis

2000 zu einem ausgeglichenen, mittleren Schwankungsver-

halten um den langjährigen Mittelwert.

Dabei zeigen die 5- Jahresganglinien in Abb. 2.4 mit Aus-

nahme der Messstelle Crostau, einen negativen Trend. Im

Gegensatz zu den Messstellen Beiersdorf, Crostau und

Gruena liegen die 5-jährigen Mittelwerte in den Messstellen

Tautenhein und Kleinschirma unter den langjährigen Mit-

telwerten.

Die langjährige Entwicklung der verwendeten Messstellen

zeigt in Gruena einen positiven Trend mit einem Anstieg von

ca. 3 cm pro Jahr (Messreihe 1984 bis 2000). Bei den ande-

ren Messstellen ist kein relevanter Trend erkennbar.

Um die langjährige Entwicklung der Grundwasserstände zu

dokumentieren, wurde mit Hilfe des Programms STYX der

langjährige Trend der Wasserstände der Messstellen des

Datenspeichers Grundwasserstand ausgewertet. Dabei ist zu

berücksichtigen, dass die wesentliche Anzahl von Messwer-

ten erst ab 1975 DV-technisch erfasst wurde.

Der Trend wurde auf der Grundlage der Tageswerte errech-

net, um das innerjährliche Schwankungsverhalten mit zu

erfassen. Bei der Auswertung der Ergebnisse wurden Trends

zwischen minus 2 cm und plus 2 cm pro Jahr gleich Null

gesetzt. Die Berechnung wurde für verschiedene Zeiträume

durchgeführt und ist in Tab. 2.2 dargestellt.

Die Ergebnisse zeigen, dass bei den langjährigen Reihen

(über 50 Jahre) nahezu kein Trend ablesbar ist. Änderungen

der klimatischen Situation haben sich noch nicht sichtbar auf

die Entwicklung der Grundwasserstände ausgewirkt.

Bei den kürzeren Reihen (25 Jahre) zeigen knapp 50% der

Messstellen einen Trend. Positiver und negativer Trend glei-

chen sich dabei aus. Diese Trendentwicklung ist auf ver-

schiedene Ursachen zurückzuführen.

Bei den Messstellen, die nicht von Oberflächenwasser beein-

flusst sind und nicht flurnahe Grundwasserstände zeigen,

kann deutlich ein überjährliches Schwankungsverhalten

festgestellt werden, dass in der Regel bei 7 – 10 Jahren liegt.

Das ist beispielhaft in der Ganglinie der Messstelle Putzkau

(Abb. 2.5) zu erkennen. Betrachtet man bei dieser Messstelle

nur den Zeitraum zwischen 1976 und 2000 erkennt man

einen geringfügig positiven Trend (0,2 cm pro Jahr), in den

Jahren 1950 bis 1975 beträgt der Trend plus 1,70 cm pro

Jahr. Die Auswertung des Zeitraumes der letzten 10 Jahre

lässt einen geringfügig positiven Trend (0,6 cm pro Jahr)

erkennen. Die Jahre 1920 bis 1950 weisen im Gegensatz

dazu einen negativen Trend auf (–0,7 cm pro Jahr).

Weitere Trendentwicklungen entstehen durch anthropogene

Einflüsse. Zum Beispiel sind im Betrachtungszeitraum, ins-

besondere in Sachsen, durch großflächigen Grundwasser-

wiederanstieg in Gebieten mit Braunkohlenbergbau positive

Trendentwicklungen erkennbar. Desweiteren steigt das

Grundwasser in den Gebieten an, in denen aufgrund des

rückläufigen Wasserbedarfs der letzten zehn Jahre Wasser-

werke in geringerem Umfang fördern bzw. ihre Förderung

eingestellt haben.

Die Messstelle Liebertwolkwitz ist ein Beispiel für das Ver-

halten einer Messstelle mit flurnahem Grundwasserstand

(Abb. 2.6). Hier werden direkt die meteorologisch bedingten

Schwankungen des Grundwasserstands erkennbar.

23

Zeit- Durch Anzahl Positiver NegativerOhne

raum Werte der Trend Trend Trend

belegte Mess-

Mindest- stellen

jahre

= 100%

Angabe in %

1901 –

2000

80

7

0

0

100

1901 –

2000

50

323

7

8

85

1951 –

2000

40

218

10

7

83

1976 –

2000

15

1402

21

25

54

4851 0348

cm

u. MP

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00

1300

1325

1350

1375

1400

1425

1450

1475

1500

1525

1550

1575

 

Bericht des StUFA Radebeul

Zur Kontrolle der Grundwasserstandsentwicklung im

Bereich des Nationalparks Sächsische Schweiz erfolgte

unter besonderer Beachtung der Grundwasserentnahme zur

Trinkwasserversorgung in der Tschechischen Republik die

Einrichtung eines Sondermessnetzes durch das Staatliche

Umweltfachamt Radebeul.

Durch den Betrieb des Messnetzes und die Datenauswertung

wurde im südlichen Teil des „Großen Zschand“ in der Hin-

teren Sächsischen Schweiz ein signifikantes Absinken des

Grundwasserspiegels festgestellt.

Das Sondermessnetz „Kirnitzsch“ bildete in Verbindung mit

der neu errichteten Grundwassermessstelle am „Großen

Zschand“ (Abb. 2.7) eine wesentliche Grundlage für die

Erarbeitung eines „Gutachtens zur Entwicklung und Pro-

gnose der Grundwasserdynamik im Gebiet Hinterhermsdorf

und Hrensko“ (1997), mit dem Ergebnis, dass die Entwick-

lung der Grundwasserstände mit sehr hoher Wahrscheinlich-

keit auf meteorogene Einflüsse zurückzuführen ist.

Anlässlich regelmäßiger Arbeitstreffen mit Vertretern der

tschechischen Institutionen wurde in der Vergangenheit die

Weiterführung der Datenerhebung und des Datenaustauschs

zwischen den beauftragten Behörden bzw. Institutionen ver-

einbart und aktuell bestätigt.

Darauf aufbauend und im Auftrag der gemeinsamen Sach-

verständigengruppe für wasserwirtschaftliche Planung und

Bilanzierung an den Grenzgewässern der Bundesrepublik

Deutschland und der tschechischen Republik ist durch das

StUFA Radebeul die Koordinierungsvereinbarung im Raum

Kirnitzsch/Krinice – Hrensko federführend zu bearbeiten.

Der Entwurf dieser Koordinierungsvereinbarung ist bis zum

Jahr 2002 vorzulegen.

Hierfür sind in erheblichem Umfang gewässerkundliche

Daten zu erfassen, auszuwerten und zu dokumentieren.

Diese gutachterliche Bearbeitung wird derzeit über Leistun-

gen Dritter durch ein Fachunternehmen vorgenommen. Der

Untersuchungsraum umfasst das Gebiet der Sächsisch-

Böhmischen Schweiz östlich der Elbe und hier konkret das

Einzugsgebiet des Grenzgewässers Kirnitzsch/Krinice zwi-

schen Beginn der grenzbildenden Gewässerstrecke und Bad

Schandau, einschließlich der Ortslagen Hinterhermsdorf (im

Norden) und Hrensko/Kamenice (im Süden).

Im Fachteil Grundwasser soll beispielsweise die Beschrei-

bung der hydrologisch-hydrogeologischen Verhältnisse mit

einer Stichtagsmessung, der Erstellung von grundwasserlei-

terbezogenen Hydroisohypsenplänen und der Bewertung der

Grundwasserstandsentwicklung und -dynamik erfolgen.

Probennahmen und Auswertung der Analysenergebnisse

dienen der Zustandserfassung und Bewertung der Grund-

wasserbeschaffenheit. Bestandteil der gutachterlichen

Arbeiten sind außerdem eine aktuelle Grundwassernut-

zungsanalyse und Empfehlungen für zukünftige Maßnah-

men der Grundwasserüberwachung.

Maßgeblich sind die kritische Bewertung aller verfügbaren

Daten und die direkte Zusammenarbeit mit den betroffenen

Institutionen einschließlich der tschechischen Seite.

Im Ergebnis der Arbeiten ist zu erwarten, dass den zuständi-

gen Behörden konkrete Schlussfolgerungen für den Schutz

sowie die Koordinierung der weiteren Nutzung und Bewirt-

schaftung des Grund- und Oberflächenwassers im Beobach-

tungsgebiet möglich sind.

Kernstück der Präzisierung der Koordinierungsvereinbarung

wird eine neue wasserwirtschaftliche Betrachtung der Nut-

24

4740 0049

cm

u. MP

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00

100

125

150

175

200

225

250

275

300

 

zungsmöglichkeiten und -restriktionen der Gewässer im Ein-

zugsgebiet der Kirnitzsch (zwischen Staatsgrenze und Bad

Schandau) unter umweltpolitischen Gesichtspunkten und bei

strikter Beachtung der Belange der Nationalparke und Öko-

systeme sein.

Neben den erforderlichen Festlegungen zum ökologisch

begründeten oberirdischen Abfluss der Kirnitzsch/Krinice

ist insbesondere der Schutz der Grundwasservorkommen in

den Kreidesedimenten der Sächsischen und Böhmischen

Schweiz vor anthropogenen Beeinträchtigungen Ziel der

geplanten Vereinbarungen.

Auf der Grundlage des Deutsch-Polnischen Grenzgewässer-

vertrages vom 19. Mai 1992 arbeitet die Arbeitsgruppe W1

der deutsch-polnischen Grenzgewässerkommission unter

anderem an der Beurteilung der grenzüberschreitenden

Beeinflussung der Grundwasserabsenkung auf das jeweils

andere Territorium. Es werden gemeinsame Messnetze

Grundwasserstand aufgebaut, gemessen und die Ergebnisse

bewertet. In Sachsen betrifft das auf deutscher Seite die

Tagebaue Reichwalde/Nochten, Berzdorf und auf der polni-

schen Seite den Tagebau Turow. Das Messnetz enthält 147

Messstellen in denen zweimal im Jahr gemeinsam mit der

polnischen Seite der Grundwasserstand gemessen wird.

Der Tagebau Reichwalde wird seit 1999 betriebsbereit

gehalten. Es findet kein Tagebaufortschritt und kein Weiter-

bau der Entwässerungsanlagen in Vortriebsrichtung statt.

Die Weiterführung des Tagebaus hängt von der Entwicklung

auf dem Energiemarkt sowie dem damit verbundenen Bau

des 2. Blockes in Boxberg ab und ist derzeit nicht absehbar.

Der Tagebau Nochten befindet sich zur Zeit in seiner gering-

sten Entfernung zur polnischen Grenze. In den nächsten Jah-

ren wird er sich in nordwestlicher Richtung von der polni-

schen Grenze fortbewegen. Ab 2003 werden dann auch die

der polnischen Seite nächstgelegenen Entwässerungsanla-

gen abschnittsweise zurückgebaut.

Die prognostizierte maximale Grundwasserabsenkung der

beiden Tagebaue befindet sich etwa im Bereich der deutsch-

polnischen Grenze, so dass mit einer Überschreitung der

Grenze durch die Absenkung nicht zu rechnen ist.

Bisher wurden sieben gemeinsame Messungen an 36 Mess-

stellen im deutsch-polnischen Grenzraum entlang der Lau-

sitzer Neiße im Hangend- und Liegendgrundwasserbereich

durchgeführt.

Eine Bewertung der Ergebnisse kann aufgrund der geringen

Anzahl der Messungen noch nicht durchgeführt werden.

Im Tagebau Berzdorf wurde seit 1998 die Braunkohlenför-

derung eingestellt. Im Moment werden die Arbeiten zur Vor-

bereitung der Flutung des Tagebaus durchgeführt.

Für die gemeinsamen deutsch-polnischen Messungen stehen

derzeit nur Messstellen auf deutscher Seite zur Verfügung.

Auf polnischer Seite existieren nur Wirtschaftsbrunnen, die

sich für das Messnetz nicht eignen. Die 13 Messstellen wur-

den bisher fünf mal gemeinsam gemessen.

Ähnlich wie im Gebiet Reichwalde/Nochten kann auch hier

noch keine Bewertung der Ergebnisse vorgenommen wer-

den.

Der Abbau von Braunkohle im Raum Zittau/Turow ist bis in

die erste Hälfte des 18. Jahrhunderts belegt.

Der Tagebau Turow befindet sich in Polen auf einem Gebiet,

das mit drei Seiten an Deutschland und die Tschechische

Republik grenzt und nur über einen schmalen Verbindungs-

streifen zu Polen verfügt. Die Fläche wird etwa zur Hälfte

vom Tagebau Turow in Anspruch genommen. Die Neiße bil-

det als Staatsgrenze auch die natürliche Abbaugrenze für den

Tagebau Turow in westlicher Richtung. Auf deutscher Seite

liegt der zur Gemeinde Hirschfelde gehörende Ort Drausen-

dorf dem Tagebau am nächsten. Von dort bis zum westlichen

Tagebaurand sind es nur wenige hundert Meter. Die Entfer-

nung der Stadt Zittau zum Tagebau beträgt ebenfalls nur

2,5 km. Zittau ist mit mehr als 30.000 Einwohnern die mit

Abstand größte Siedlung in der Region dicht am Tagebau.

Für den Betrieb des Braunkohlentagebaus muss das Grund-

wasser bis unter das unterste Flöz abgesenkt werden. Dabei

entsteht ein Senkungstrichter für das Grundwasser, der je

nach geologischen Randbedingungen weit über das Umfeld

des Tagebaus hinausreicht. Mit der Grundwasserabsenkung

sind Geländesetzungen verbunden, die bis in das Gebiet der

Stadt Zittau reichen.

In den Jahren 1994 bis 1995 wurde im Auftrag des LfUG

durch die Fa. G.E.O.S. Freiberg die Studie „Hydrogeologi-

sche, geotechnische und geodätische Untersuchungen im

Raum Zittau/Turow“ erarbeitet. In dieser Studie wurden

unter anderem die Absenkung des Grundwassers durch den

Tagebaubetrieb sowie die Bodensetzungen untersucht. Seit

1997 werden die Grundwassermessungen gemeinsam mit

der polnischen Seite durchgeführt und bewertet.

Das Messnetz, dass gemeinsam mit der polnischen Seite

gemessen und bewertet wird, besteht aus 98 Messstellen auf

25

deutscher und polnischer Seite. Für die Bewertung der

Grundwassersituation im Grenzgebiet der Auswirkungen

des Tagebaus Turow und der Auswirkungen des Restsees

Olbersdorf werden zusätzliche Messungen unter anderem

auch das Sondernetz der LMBV einbezogen.

Die in den letzten Jahren durchgeführten Untersuchungen

zeigen folgende Ergebnisse:

– Die Grundwasserverhältnisse im quartären Grundwasser-

leiter und im Bereich des Oberflözes sind gegenwärtig

quasistationär. Beispielhaft sind diese in Abb. 2.8 dar-

gestellt.

– In den Horizonten der unteren Braunkohlenflöze findet

nach wie vor eine Druckentspannung statt, die sich inner-

halb des Kontrollzeitraums verlangsamte. Beispielhaft ist

dies in Abb. 2.9 dargestellt.

– Im Grenzbereich zum bereits gefluteten Tagebau Olbers-

dorf zeigt sich, dass hier bisher der erwartete Druckan-

stieg in den tertiären Schichten ausblieb. Eine Auswir-

kung des Wiederanstiegs Olbersdorf auf die

Grundwasserabsenkung Turow ist derzeit nicht festzu-

stellen.

Trotz der weiteren Vertiefung des Tagesbaus haben sich die

Auswirkungen der Grundwasserabsenkung auf deutsches

Gebiet verringert. Grund dafür ist unter anderem eine verän-

derte Grundwasserhaltung auf polnischer Seite.

26

216

218

220

222

224

226

228

230

232

Okt 96

Dez 96

Feb 97

Apr 97

Jun 97

Aug 97

Okt 97

Dez 97

Feb 98

Apr 98

Jun 98

Aug 98

Okt 98

Dez 98

Feb 99

Apr 99

Jun 99

Aug 99

Okt 99

Dez 99

Feb 00

Apr 00

Jun 00

Aug 00

Okt 00

Dez 00

Feb 01

Apr 01

50007264

50557692

50557236

50557160

Grundwasserstand [m HN]

130

150

170

190

210

230

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Grundwasserstand [m HN]

50557696

50557701

51547704

51547712

 

In die Auswertung wurden folgende Untersuchungsergeb-

nisse einbezogen:

1. Grundmessnetz Beschaffenheit

Die Messstellen werden jährlich zweimal beprobt.

Probennahme und Analytik erfolgen nach den gleichen

Kriterien.

– 118 Messstellen für 1996 bis 2000

2. Sondermessnetz Landwirtschaft

Die Messstellen werden jährlich zweimal beprobt.

Probennahme und Analytik erfolgen nach den gleichen

Kriterien wie beim Grundmessnetz.

– 61 Messstellen für 1998 bis 2000

3. 592 Messstellen der Wasserversorgungsunternehmen

Die Messwerte werden durch die Wasserversorgungsun-

ternehmen in Listen übergeben. Im Landesamt erfolgt die

UIS-gerechte Umschlüsselung der Angaben und es wer-

den die Analysenergebnisse in der Datenbank erfasst. Der

Datenspeicher enthält die übergebenen Messergebnisse

bis 2000. In der Mehrzahl der Fälle liegen die Ergebnisse

für Nitrat als Jahresmittelwert vor.

4. Quellmessnetz der Landesanstalt für Forsten

– 5 Messstellen

5. Sondermessnetz Versauerung

– 8 Messstellen für 1994 bis 1999

Durch die massive Einflussnahme des Menschen auf den

Stickstoffhaushalt von Lithosphäre (Einsatz von Kunstdün-

gern), Atmosphäre (Eintrag von Stickoxiden infolge Ver-

brennung fossiler Brennstoffe; Ammoniakeintrag bei der

Massentierhaltung) und Hydrosphäre (Abwassereinleitung)

wurde und wird der natürliche Stickstoffkreislauf nachhaltig

gestört. Es kommt dabei auch zur unerwünschten Anreiche-

rung des Stickstoffs im Grundwasser.

So stellt die Nitratbelastung des Grundwassers in vielen

Gebieten ein anhaltendes Problem dar.

Das Nitrat gelangt dabei auf verschiedenen Wegen in den

Boden und das Grundwasser:

– atmosphärische Deposition (nass, trocken)

– Freisetzen beim Abbau stickstoffhaltiger organischer

Substanz als oxidatives Endprodukt z. B. von Gülle, Stall-

mist, Stroh aber auch Grün- und Wurzelmasse u.a.

– Nitrifikation anorganischer Stickstoffverbindungen

(Harnstoff-, Kalkstickstoffdünger u.a.)

– mineralische Düngung in Form von Nitrat

Haupteintragspfad ist die landwirtschaftliche Flächennut-

zung.

Inwieweit der aufgebrachte Stickstoff oder die Einträge aus

der Luft zu einer Beeinflussung der Grundwasserqualität

führen, ist abhängig von

– Applikationsmenge und -häufigkeit,

– Applikationszeit,

– Bodenart,

– Sickerwassermenge,

– hydrogeologischen Verhältnissen,

– klimatischen Verhältnissen und

– Bodennutzung/Fruchtfolgen.

Der Nitratgehalt des unbeeinflussten, oberflächennahen

Grundwassers beträgt in der Regel weniger als 5 mg/l

(LfW 1992). In S

CHENK (1992) wird ein Gehalt bis zu

30 mg/l NO

3

angegeben.

Zur Bewertung der Grundwasserverhältnisse wurden die

Daten des Grundmessnetzes, des Sondermessnetzes Land-

wirtschaft und Ergebnisse der Wasserversorgungsunterneh-

men herangezogen.

Die Datenlieferung der Wasserversorgungsunternehmen

erfolgt auf freiwilliger Basis und ist durch Verträge zwischen

dem Landesamt für Umwelt und Geologie und den einzelnen

Wasserversorgungsunternehmen geregelt. Im allgemeinen

werden die Ergebnisse der Rohwasseranalysen übergeben.

Die Datenlieferung ist rückläufig. Die übergebenen Mess-

stellen wechseln häufig, so dass Trendaussagen nur in Ein-

zelfällen möglich sind.

Für die Auswertung zur Entwicklung der Nitratbelastung

wurden für den Zeitraum 1996 – 2000 aus dem Grundmess-

netz 45 Messstellen ausgewählt. Voraussetzung für die Aus-

wahl der Messstellen war das Vorhandensein mindestens

einer Analyse pro Jahr. Wurden mehrere Probennahmen

durchgeführt, so bildete der Mittelwert pro Jahr die Grund-

lage für die Zuordnung der Messstelle zu einer Beschaffen-

heitsgruppe.

Eine Trendanalyse für Einzelfälle wurde an 107 Messstellen

durchgeführt.

Die Auswertung des Grundmessnetzes zeigt, dass bei 20

Messstellen (12,6 %) der Grenzwert der TrinkWV über-

schritten wird. Davon weisen 7 Messstellen (7,4 %) eine

27

 

starke Belastung auf. Die Nitratgehalte liegen bei diesen

Messstellen über 90 mg/l (Tab. 3.1).

An den Messstellen der Wasserversorgungsunternehmen

stellt sich die Situation nicht so problematisch dar. Bei 9 %

der übermittelten Werte liegt der Nitratgehalt über dem

Grenzwert der TrinkWV. Messstellen mit einem Nitratge-

halt über 90 mg/l wurden für das Jahr 2000 nur in einem Fall

gemeldet. Auch die regionale Verteilung der Belastungs-

schwerpunkte unterscheidet sich etwas von den Aussagen

aus dem Grundmessnetz. Hier ist aber zu berücksichtigen,

dass nicht alle Zweckverbände in gleichem Umfang Unter-

suchungsergebnisse an das Landesamt liefern. Der Norden

und Nordosten des Regierungsbezirkes Leipzig werden im

Verhältnis durch Messstellen der Wasserversorger unterre-

präsentiert. Die Auswertungen in Tab. 3.2 geben keinen Hin-

weis auf die Beschaffenheit des Trinkwassers, da es sich

hierbei um Rohwasseranalysen handelt..

Aus der Auswertung aller zur Verfügung stehenden Unter-

suchungsergebnisse wird deutlich, dass sich hochbelastete

Messstellen mit Nitratwerten über 90 mg/l überwiegend

in ländlichen Gemeinden bzw. Gemüse- und Obstanbau-

gebieten befinden. Messstellen mit einer Nitratbelastung

von 50 bis 90 mg/l liegen meist in intensiv landwirtschaft-

lich genutzten Gebieten. In der Regel handelt es sich um

Messstellen im oberflächennahen, unbedeckten Grund-

wasserleiter.

Regional betrachtet bilden die Kreise Meißen, Kamenz und

Riesa-Großenhain (Teil Großenhain) im Regierungsbezirk

Dresden sowie der Muldentalkreis im Regierungsbezirk Leip-

zig die Schwerpunktgebiete der Nitratbelastung. Auffällig

hohe Werte werden auch im Westteil des Kreises Mittweida

(Regierungsbezirk Chemnitz) gemessen. Allgemein sind die

Flachfassungen in der Verwitterungszone des Festgesteins

durch die intensive landwirtschaftliche Nutzung im Regie-

rungsbezirk Chemnitz als gefährdet bzw. belastet einzu-

schätzen. Dagegen spielt die Nitratbelastung in den Tief-

brunnen der Gebirge bisher nur eine untergeordnete Rolle.

Ebenfalls niedrige Konzentrationen zeigen die Gebiete im

Osten Sachsens, insbesondere im Niederschlesischen Ober-

lausitzkreis.

Eine kartenmäßige Darstellung der Untersuchungsergeb-

nisse 2000 für die Messstellen des Grundmessnetzes, des

Sondermessnetzes Landwirtschaft und der Wasserversor-

gungsunternehmen gibt die Anlage 7.

Wie wichtig es ist, die genaue Entnahmetiefe einer Grund-

wasserprobe zu kennen und eine einmal festgelegte Entnah-

metiefe auch bei den folgenden Probennahmen beizubehal-

ten, zeigt die Abb. 3.1.

Vergleicht man die Ergebnisse aus Tab. 3.1 mit der entspre-

chenden Auswertung, die im „Bericht zur Grundwasser-

situation 1993 – 1994“ für 60 Messstellen durchgeführt

wurde (LfUG 1995), könnte man auf eine Verschlechterung

der Situation schließen (vgl. Tab. 3.3).

Diese Schlussfolgerung wäre jedoch voreilig, wie aus der

Abb. 3.2 deutlich wird. Um Aussagen zur Entwicklung über

28

Grad der

Nitratgehalt

Anzahl der Messtellen

Belastung

[mg/l]

Chemnitz

Dresden

Leipzig

gesamt

unbeeinflusst

< 10

9

15

12

36

weitgehend unbeeinflusst

10 – 25

9

7

5

21

gefährdet

25 – 50

6

6

6

18

belastet

50 – 90

3

2

8

13

stark belastet

> 90

2

5

7

Grad der

Nitratgehalt

Anzahl der Messtellen

Belastung

[mg/l]

Chemnitz

Dresden

Leipzig

gesamt

unbeeinflusst

< 10

91

44

69

204

weitgehend unbeeinflusst

10 – 25

93

57

30

180

gefährdet

25 – 50

85

43

34

162

belastet

50 – 90

18

19

8

45

stark belastet

> 90

-

1

1

29

einen längeren Zeitraum zu gewinnen, ist es erforderlich, nur

die Messstellen auszuwählen, die im gesamten Zeitabschnitt

untersucht worden sind. Dieser Bedingung genügen die

Messstellen aus Abb. 3.2.

Wie die Abb. 3.2 und 3.3 zeigen, weist die zeitliche Ent-

wicklung der Nitratsituation keinen eindeutigen Trend auf.

Ein direkter Vergleich zwischen den Aussagen der Tab. 3.3

und denen aus Abb. 3.2 ist jedoch nicht möglich, weil die

Messstellengruppen inkonsistent sind.

Zur Bestimmung der Tendenz wurde für jede der insgesamt

107 Messstellen über lineare Regression eine Ausgleichsge-

rade für die gemessenen Nitratgehalte berechnet. Die Trend-

berechnung wurde mit dem Programm STYX durchgeführt.

Der ermittelte Trend wurde in die folgenden Klassen unter-

teilt:

>

6 mg/(l*a)

stark steigend

> 1,5 bis 6 mg/(l*a)

steigend

- 1,5 bis 1,5 mg/(l*a)

gleichbleibend

<

- 1,5 bis - 6 mg/(l*a)

fallend

< - 6 mg/(l*a)

stark fallend

Wie aus Abb. 3.3 ersichtlich ist, sind die meisten Messstel-

len der Klasse „gleichbleibend“ zuzuordnen. Allerdings ist

das Schwankungsverhalten ohne Trend bei den Messstellen

des Grundmessnetzes ohne landwirtschaftliche Flächennut-

zung ausgeprägter als bei den Landwirtschaftsmessstellen.

Der Anteil der Messstellen mit steigendem bis stark steigen-

dem Trend ist bei Messstellen aus dem Sondermessnetz

Landwirtschaft mit 37,5 % am höchsten. Demgegenüber

weisen nur 12,5 % der Messstellen dieses Messnetzes einen

fallenden Trend auf.

Nitratbelastung an einer Messstelle mit Doppelausbau

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Probennahme

Nitrat [mg/l]

Messstelle 45430522

Messstelle 45430522_a

Messstelle 45430522_c

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Anzahl der Messstellen

1996

1997

1998

1999

2000

Verteilung der Nitratbelastung 1996 bis 2000

0-25 mg/l

25-50 mg/l

50-90 mg/l

> 90 mg/l

Grad der

Nitratgehalt

Anzahl der Messtellen

Belastung

[mg/l]

Chemnitz

Dresden

Leipzig

gesamt

unbeeinflusst

< 10

4

9

7

20

weitgehend unbeeinflusst

10 – 25

7

5

1

13

gefährdet

25 – 50

9

9

2

20

belastet

50 – 90

2

1

–

2

stark belastet

> 90

-

3

1

4

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

nur LW

GM_LW

GM_sonst

Häufigkeitsverteilung der Nitratkonzentration

stark steigend

steigend

gleichbleibend

fallend

stark fallend

 

Abb. 3.4 dokumentiert die Nitratganglinien für drei Mess-

stellen aus verschiedenen Bewirtschaftungsgebieten. Die

beiden belasteten Messstellen mit ihrem hohen Schwan-

kungsverhalten belegen anschaulich die Notwendigkeit

langjähriger Beobachtungsreihen. Der Nitrataustrag ins

Grundwasser wird neben den natürlichen Standortbedingun-

gen stark von der ständig wechselnden Flächenbewirtschaf-

tung und den sich ändernden klimatischen und hydrologi-

schen Bedingungen beeinflusst. Die Stickstoffüberhänge aus

der Stickstoffbilanz werden oft weder im Jahr ihrer Entste-

hung noch im Folgejahr ausgewaschen. Die Auswaschung

dieser von den Pflanzen ungenutzten Stickstoffrestmengen

ist stark an die Abfolge feuchter und trockener Jahre gebun-

den. (LfUG, LfL und LfF, 2001)

Pflanzenschutzmittel werden schon seit Jahrzehnten in der

Land- und Forstwirtschaft, im Obst-/Gemüse- und Weinbau

sowie die Totalherbizide bei der Entkrautung von Frei- und

Verkehrsflächen angewendet. Nach STAN, FUHRMANN (2001)

werden in Deutschland jährlich rund 28.000 – 31.000 t

Pflanzenschutzmittel abgesetzt. Dabei entfallen 55 % auf

Herbizide (vor allem im Getreideanbau), 30 % auf Fungizide

(Obst-, Wein- und Kartoffelanbau) und 4 % auf Insektizide

(besonders bei Obst, Wein, Hopfen). Die restlichen 11 %

setzen sich aus verschiedenen PSM-Gruppen zusammen, die

nur in geringem Umfang zum Einsatz gelangen, wie z. B. die

Bakterizide.

Bei der Anwendung von PSM gelangen insbesondere die

Herbizide je nach Vegetationsdichte und Anwendungsart in

mehr oder weniger großem Umfang auf und in den Boden.

Wirkstoffe mit einer großen Persistenz können bei entspre-

chend hohen Aufbringungsraten zu einer Kontamination des

Bodens führen. Besitzen die Wirkstoffe eine gute Wasser-

löslichkeit und Mobilität, können sie unter bestimmten

bodenkundlichen und hydrogeologischen Gegebenheiten

mit dem Sickerwasser bis in das Grundwasser gelangen. Wie

tief eine Kontaminationsfront im Bodenprofil vordringt und

wie hoch gegebenenfalls die PSM-Einträge in das Grund-

wasser sind, hängt neben den Wirkstoffeigenschaften auch

wesentlich von den Bodeneigenschaften und den Witte-

rungsbedingungen ab. Ein weiterer Eintragspfad in das

Grundwasser sind die Oberflächengewässer.

Als Grenzwert für Einzelstoffe legt die TrinkWV 0,1 μg/l

fest. In der Summe dürfen die Gehalte an PSM 0,5 μg/l nicht

überschreiten.

Die zur Beurteilung der PSM-Belastung des Grundwassers

herangezogenen Grundwasserproben stammen aus

30

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1990

1990

1991

1991

1992

1992

1993

1993

1994

1994

1995

1995

1996

1996

1997

1997

1998

1998

1999

1999

2000

2000

Probennahme

Nitrat [mg/l]

Messstelle 50452248 (Acker)

Messstelle 51512002 (Wald)

Messstelle 49484012 (Acker)

 

31

– 95 Grundwassermessstellen des Grundmessnetzes

– 77 Grundwassermessstellen aus Sondermessnetzen

– 218 Rohwasserentnahmestellen der Wasserversorgungs-

unternehmen

In die Trendauswertung wurden einbezogen:

– 83 Grundwassermessstellen des Grundmessnetzes

– 18 Grundwassermessstellen des Sondermessnetzes Land-

wirtschaft

Voraussetzung für die Auswahl der Messstellen war das

Vorhandensein mindestens einer Analyse pro Jahr.

Für die Zuordnung der Messstelle zu einer Beschaffenheits-

gruppe wurde die höchste Einzelsubstanzkonzentration her-

angezogen.

Insgesamt liegen Untersuchungsergebnisse für 89 verschie-

dene Parameter vor.

Gegenwärtig sind in Deutschland ca. 250 PSM-Wirkstoffe

zugelassen, die in über 1000 verschiedenen Präparaten zum

Einsatz kommen (LfL 2001). Aus dieser umfangreichen

Liste wurde ein Parameterkatalog erarbeitet, der neben aktu-

ell zugelassenen, auch grundwasserrelevante PSM mit aus-

gelaufener Zulassung und Metabolite umfasst. Es wurden 37

Parameter in diesem Katalog festgelegt. Grundlage für die

Auswahl waren:

– Empfehlungen des BGA zum Vollzug der TrinkWV

– Auswertungen des UBA

– Auskünfte der Landesanstalt für Landwirtschaft ( betrifft

im wesentlichen die bis 1990 eingesetzten Wirkstoffe)

– Auswertungen der Wasserversorgungsunternehmen

– Ergebnisse von Untersuchungen aus dem Ober-

flächenwasser

Eine großräumige Übersicht über die Beeinflussung des

Grundwassers durch PSM gibt die Anlage 8. In der Karte

sind die höchsten Einzelsubstanzkonzentrationen der zuletzt

entnommenen Grundwasserprobe für den Zeitraum 1996 bis

2000 dargestellt. Belastungen treten insbesondere in den

Kreisen Meißen, Riesa-Großenhain, Muldentalkreis und

Leipzig-Land auf. Die Belastungen im Kreis Delitzsch ent-

stammen in 3 Fällen einer lokalen Sonderuntersuchung.

Die regionale Verteilung der Belastung hat sich demnach

gegenüber der Situation 1990 bis 1993 nicht verändert. Aller-

dings ist die Anzahl der Grenzwertüberschreitungen seit 1993

deutlich gesunken. Wurden für den Zeitraum 1990 bis 1993

12,5 % der Messstellen als belastet bis stark belastet gemel-

det, sind es für den Zeitraum 1996 bis 2000 nur noch 5,9 %.

Wie sich die einzelnen PSM-Befunde insgesamt auf die

Messstellen des Grundmessnetzes verteilen, zeigt die

Abb. 3.5. Für die Bewertung der Messergebnisse wurden

fünf Gruppen gebildet.

1. unbeeinflusste Messstellen

= Werte unterhalb der Nachweis- bzw. Bestimmungs-

grenze

2. weitgehend unbeeinflusste Messstellen

= PSM-Gehalte

≤

0,05 μg/l

3. gefährdete Messstellen

= PSM-Gehalte > 0,05 und

≤

0,1 μg/l

4. belastete Messstellen

= PSM-Gehalte > 0,1 und

≤

0,5 μg/l

5. stark belastete Messstellen

= PSM-Gehalte > 0,5 μg/l

Es werden nicht nur die Messstellen als unbeeinflusst einge-

stuft, für die kein qualitativer Nachweis erbracht wurde

(Messstellen unterhalb der Nachweisgrenze). Es werden

auch die Messstellen in die Gruppe „unbeeinflusst“ einge-

ordnet, bei denen die Substanzen zwar qualitativ ermittelt,

ihre Gehalte aber nicht mehr statistisch gesichert quantifi-

ziert werden konnten (Messstellen unterhalb der Bestim-

mungsgrenze). Maßgebend für die Gruppenzuordnung einer

Messstelle war der jeweils höchste gemessene Einzelsub-

stanzwert für das Jahr 2000.

An sieben Messstellen des Grundmessnetzes (fünf im Regie-

rungsbezirk Leipzig, zwei im Regierungsbezirk Dresden)

wurden PSM-Gehalte über dem Grenzwert der TrinkWV

PBSM-Befunde an den Messstellen des

Grundmessnetzes 2000 (bezogen auf Einzelwirkstoff)

nicht bestimmbar

< 0,05µg/l

> 0,05-< 0,1µg/l

> 0,1-< 0,5µg/l

>0,5

µ

g/l

beobachtet. Fünf dieser Messstellen (vier im Regierungs-

bezirk Leipzig, eine im Regierungsbezirk Dresden) sind

schon über Jahre mit PSM belastet. An den zwei übrigen

Messstellen wurden die hohen Werte erst ein- bzw. zweimal

festgestellt.

Betrachtet man die Zusammenstellung aller von 1996 bis

2000 im Sächsischen Landesamt für Umwelt und Geologie

vorliegenden PSM-Befunde (vgl. Tab. 3.4), so ist in den

Regierungsbezirken Dresden und Leipzig die Situation etwa

vergleichbar. Im Regierungsbezirk Chemnitz ist die Einhal-

tung des Trinkwassergrenzwertes weniger problematisch.

Auffällig in Tab. 3.4 ist die hohe Anzahl der Messstellen mit

PSM-Gehalten

≤

0,1 μg/l. Die Gruppenbildung erfolgte auf

der Grundlage der Bestimmungsgrenzen der Labore der

Wasserversorgungsunternehmen, die in der Mehrzahl der

Fälle nur zwischen Ergebnissen < 0,1 μg/l und Absolutanga-

ben, die über dem Grenzwert liegen, unterscheiden. Eine

Untergliederung der Messstellen mit Werten bis 0,1 μg/l in

unbeeinflusst, weitgehend unbeeinflusst und gefährdet ist

daher nicht möglich.

Eine Information, welche PSM-Wirkstoffe und Abbau-

produkte im Zeitraum 1996 bis 2000 untersucht und welche

Gehalte für die einzelnen Substanzen gemessen worden sind,

gibt die Anlage 9. Einen Auszug aus dieser Tabelle, der die

wichtigsten PSM und Metabolite zusammenfasst, zeigt

Tab. 3.5.

Die Untersuchungsergebnisse bis 1993 zeigten Grenzwert-

überschreitungen in erster Linie bei den Triazinen. Ange-

führt wurde die Wirkstoffliste von Simazin, gefolgt von

Atrazin und Desethylatrazin. Daher wurden diese 3 Stoffe

neben Propazin, Desethylatrazin und Sebutylazin in den

folgenden Jahren besonders häufig untersucht.

Die aktuellen Ergebnisse zeigen, dass der Wirkstoff Simazin

nach wie vor die meisten Positivbefunde aufweist. Auch die

Anzahl der Grenzwertüberschreitungen ist nach wie vor bei

Simazin am höchsten. Gegenüber dem Zeitraum 1990 bis

1993 ist eine Reduzierung der Grenzwertüberschreitungen

um 51 % zu verzeichnen. Simazin wurde in der DDR oft als

32

Regierungsbezirk

Anzahl Messstellen 1996 – 2000

insgesamt

davon mit gemessener PSM-Menge (μg/l)

nn

≤

0,1 > 0,1 bis

≤

1 > 1

Chemnitz

109

1

106

2

–

Dresden

166

44

111

10

1

Leipzig

114

44

60

6

4

Ausweichwirkstoff für Atrazin eingesetzt, da atrazinhaltige

Präparate nur schwer im Handel erhältlich waren.

Unmittelbar nach Simazin steht Atrazin in der „Wirkstoff-

liste“. Die Anzahl und auch die Höhe der Grenzwertüber-

schreitungen sind jedoch deutlich zurückgegangen. Der

Rückgang der Grenzwertüberschreitungen liegt hier sogar

bei 85,7 %. Atrazin-Gehalte über 1,0 μg/l wurden seit 1996

nicht mehr beobachtet.

An dritter Stelle der Positivbefunde stehen Desethylatrazin

und Terbutylazin. Die Wirkstoffgehalte sind aber beim

Desethylatrazin höher. An einer Messstelle wurden Gehalte

über 1,0 μg/l gemessen.

Auffällig an der Wirkstoffstatistik ist die offensichtlich

zunehmende Bedeutung des Desisopropylatrazins.

Der Rückgang der Positivbefunde bei Atrazin und Simazin

wird seit einiger Zeit erwartet. Atrazin ist seit März 1991 mit

einem Anwendungsverbot belegt (Ausnahmeregelung für

die neuen Bundesländer bis Dezember 1992). Für Simazin

ist im Sommer 2000 die Zulassung ausgelaufen. Ein konkre-

tes Anwendungsverbot wurde jedoch nicht ausgesprochen.

Ein Einsatz von Simazin erfolgt gegenwärtig kaum noch, da

die simazinhaltigen Präparate zwar preisgünstig aber weni-

ger wirksam als vergleichbare sonstige Produkte sind (LfL

2001). Es werden demnach unverbrauchte Überhänge bzw.

deren Abbauprodukte ausgewaschen. Aus diesem Grund

wächst auch der Anteil von Desethylatrazin und Desisopro-

pylatrazin an den Positivbefunden. Die unverbrauchten

Atrazin- und Simazinreste werden zum Teil ausgewaschen,

zum großen Teil aber nach und nach im Boden abgebaut.

Desethylatrazin ist ein Abbauprodukt des Atrazins. Desiso-

propylatrazin entsteht sowohl durch den Abbau von Atrazin

als auch von Simazin.

Bei einer weiteren Betrachtung der Wirkstoffstatistik fallen

Dichlorprop, Hexazinon und Bentazon auf. Bei diesen drei

Wirkstoffen waren bis 1993 keine Positivbefunde bekannt.

Allerdings lagen dem LfUG bis zu diesem Zeitpunkt nur

Analysenergebnisse für Hexazinon vor. Alle drei Wirkstoffe

sind Bestandteil des Untersuchungsprogramms des Landes-

 

amtes. Ein Vergleich mit der Liste der insgesamt untersuch-

ten Messstellen zeigt, dass den drei Parametern im Vergleich

zu ihren Grenzwertüberschreitungen zu wenig Aufmerk-

samkeit geschenkt wird. Die Wasserversorgungsunterneh-

men sollten daher prüfen, ob Präparate, welche Dichlorprop,

Hexazinon bzw. Bentazon enthalten, in ihren Trinkwasser-

schutzgebieten zum Einsatz kommen und ggf. die drei Para-

meter in ihrem Analysenspektrum ergänzen.

Zur Bestimmung der Tendenz wurde wie bei der Nitrataus-

wertung vorgegangen. Für jede der insgesamt 101 Messstel-

len aus dem Grundmessnetz und dem Sondermessnetz Land-

wirtschaft wurde über lineare Regression eine

Ausgleichsgerade für die gemessenen Atrazin- bzw.

Desethylatrazingehalte berechnet. Die Anstiege dieser Aus-

gleichsgeraden wurden wie folgt in Klassen eingeteilt und

einer Tendenzbezeichnung zugeordnet:

> 20 ng/(l*a)

stark steigend

> 5 bis 20 ng/(l*a)

steigend

- 5 bis

5 ng/(l*a)

gleichbleibend

< - 5 bis - 20ng/(l*a)

fallend

< -20 ng/(l*a)

stark fallend

Über 90 % der Messstellen zeigen weder für Atrazin noch für

Desethylatrazin einen Trend. Die Anzahl der Messstellen

mit fallendem bis stark fallendem Trend ist deutlich höher

als die der Messstellen mit steigenden Gehalten (Abb. 3.6).

33

Wirkstoff/Metabolit

Anzahl der insgesamt

untersuchten Messstellen

Atrazin

379

Simazin

378

Propazin

377

Desethylatrazin

371

Sebutylazin

367

Terbutylazin

363

HCH, alpha

349

HCH, beta

347

HCH, gamma (Lindan)

347

Hexachlorbenzen

347

o,p-DDT

347

p,p-DDE

347

p,p-DDT

347

Wirkstoff/Metabolit

<= 0,1μg/l

Anzahl der Messstellen

absolut

[%]

Atrazin

281

74,1

Simazin

274

72,5

Propazin

269

71,4

Desethylatrazin

265

71,4

Terbutylazin

263

72,5

Sebutylazin

254

69,2

HCH, gamma (Lindan)

245

70,6

p,p-DDE

244

70,3

HCH, alpha

243

69,6

HCH, beta

243

70,0

Positivbefunde

≤

0,1 μg/l

Positivbefunde 0,1 bis

≤

1,0 μg/l

Wirkstoff/Metabolit

0,1 bis <=1,0 μg/l

Anzahl der Messstellen

absolut

[%]

Simazin

11

2,9

Desisopropylatrazin

7

2,5

Atrazin

3

0,8

Desethylatrazin

3

0,8

Dichlorprop

3

1,1

Hexazinon

3

0,9

o,p-DDT

3

0,9

Propazin

3

0,8

Bentazon

2

0,8

HCH, alpha

2

0,6

Wirkstoff/Metabolit

> 1,0 μg/l

Anzahl der Messstellen

absolut

[%]

HCH, delta

3

1,1

HCH, beta

2

0,6

Desethylatrazin

1

0,3

Desisopropylatrazin

1

0,4

Endosulfan, alpha

1

0,6

HCH, alpha

1

0,3

HCH, gamma (Lindan)

1

0,3

Sebutylazin

1

0,3

Positivbefunde > 1,0 μg/l

 

Schwefel liegt in der Liste der häufigsten Elemente der Erd-

kruste an 13. Stelle zwischen Mangan und Stickstoff.

In der Pedosphäre bzw. Lithosphäre tritt Schwefel vorwie-

gend als Sulfid und Sulfat in verschiedenen Mineralien (z. B.

Pyrit FeS

2

, Gips CaSO

4

∑

2H

2

O) sowohl in Magmatiten als

auch in Metamorphiten und Sedimenten auf. In der Hydros-

phäre stellt das Sulfat die wichtigste Schwefelform dar

(DVWK 1996).

Als weitere Formen des Schwefels sind neben SO

4

2-

auch

H

2

S, HS

-

und S

2-

im Grundwasser in geringeren Konzentra-

tionen enthalten, wobei ihre Konzentration pH-wertabhän-

gig ist. Der Eintrag in das Grundwasser erfolgt über Auswa-

schung aus dem Boden (ca. 20 – 120 kg Sulfat pro ha und a).

Der Hintergrundwert eines unbelasteten Grundwassers liegt

im allgemeinen bei 20 bis 50 mg/l, gelegentlich werden auch

bis zu 100 mg/l SO

4

gemessen (SCHENK 1992).

Er stammt vor allem aus

– dem Schwefelkreislauf der Organismen, wo Sulfat spe-

ziell im Eiweiß von Pflanzen und Tieren vorkommt und

– aus der Verwitterung schwefelhaltigen Ausgangsgesteins

(Lösungsvorgänge).

Über die Niederschläge wird in Deutschland ca. 50 kg

Schwefel pro ha und a aus der Atmosphäre in die Hydro-

sphäre eingetragen (DVWK 1996).

Geogen bedingt können jedoch auch Konzentrationen auf-

treten, die deutlich über dem Grenzwert der TrinkWV von

240 mg/l liegen. Durch geogen bedingte hohe Sulfatgehalte

zeichnen sich u.a. Wässer känozoischer Sedimente, Löß-

böden und Randzechsteinablagerungen aus (LfUG 1995).

Anthropogen beeinflusste Gebiete weisen höhere Sulfat-

gehalte im Grundwasser auf, was u.a. zurückzuführen ist auf

(DVWK 1996)

– die Düngung in Land- und Forstwirtschaft (in Deutsch-

land ca. 19 kg pro ha und a),

– den Einsatz von schwefelhaltigen Fungiziden

(bis zu 3 kg pro ha und a im Obst-/Weinbau),

– Verbrennung fossiler Energieträger (hohe SO

2

-Emis-

sion),

– Sickerwassereintrag von Abfall- und Bauschuttdeponien,

– die Auswaschung aus Halden und Kippen des Bergbaus

(soweit pyrithaltig) und

– AMD-Wässer (acid mine drainage).

Grundlage für die Bewertung des Sulfatgehaltes im Grund-

wasser waren 95 Messstellen aus dem Grundmessnetz

Beschaffenheit.

Um die Entwicklung des Sulfatgehaltes in den letzten fünf

Jahren zu bewerten, wurden die Messstellen aus landwirt-

schaftlicher und forstwirtschaftlicher Flächennutzung heran-

gezogen, die über den gesamten Zeitraum von 1996 bis 2000

beprobt worden sind. In die Auswertung wurden demnach 80

Messstellen mit ihren Jahresmittelwerten einbezogen.

In weiten Teilen sind in Sachsen, speziell im oberen Grund-

wasserstockwerk unter landwirtschaftlicher und forstwirt-

schaftlicher Flächennutzung, keine rein geogen bedingten

Sulfatkonzentrationen zu finden. Wie die Abb. 3.7 zeigt, ent-

fallen nur 35,5 % der Messstellen auf die beiden unteren

Bewertungsklassen und entsprechen damit den in SCHENK

(1992) genannten Gehalten für ein unbelastetes Grundwas-

ser. An 20 % der Messstellen wird der Grenzwert der

TrinkWV von 240 mg/l überschritten.

34

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Atrazin

Desetylatrazin

Anzahl der Messstellen

stark steigend

steigend

gleichbleibend

fallend

stark fallend

Prozentuale Verteilung des mittleren Sulfatgehaltes

des Grundwassers im Jahr 2000

16%

30,8%

12,8%

20,2%

20,2%

< 40 mg/l

40 - 100 mg/l

100 - 150 mg/l

150 - 240 mg/l

> 240 mg/l

 

Um den Einfluss der Landwirtschaft auf die Sulfatbelastung

des Grundwassers zu bewerten, wurden aus dem Grundmess-

netz die Messstellen mit rein landwirtschaftlicher Flächen-

nutzung ausgewählt. Insgesamt wurden 17 Messstellen in

die Auswertung einbezogen. Den Landwirtschaftsmessstel-

len werden 14 Messstellen mit ausschließlich forstwirt-

schaftlicher Flächennutzung gegenübergestellt.

Um optimale Erträge zu erzielen, ist eine Düngung mit

schwefelhaltigen Substraten unentbehrlich. Schwefel ist für

Pflanzen ebenso ein Hauptnährelement wie Stickstoff. Die

Pflanzen decken ihren Schwefelbedarf überwiegend aus dem

Sulfatvorrat der Böden, aber auch durch direkte Aufnahme

von SO

2

und SO

3

aus der Luft. Der kontinuierliche Entzug

von Sulfat durch landwirtschaftliche Produkte, die Verrin-

gerung der SO

2

–Emissionen in den letzten Jahren sowie die

Sulfat-Auswaschung ins Grundwasser (im Mittel, 50 – 60 kg

S pro ha und a) erfordern eine Düngung der Böden. Bei der

Sulfat-Düngung von 30 – 60 kg S pro ha und a (je nach

Bedarf der Pflanzen) finden neben den industriell hergestell-

ten Mineraldüngern wie Gips, Kalium- und Ammoniumsul-

fat auch die herkömmliche Gülle (Rindergülle: 400 bis 500

mg/l; Schweinegülle: 500 bis 3000 mg/l Sulfat Anwendung

(V

OIGT 1990).

Ein Vergleich der Messstellen auf landwirtschaftlichen

Flächen mit den Messstellen in Forstgebieten (Abb. 3.8)

zeigt, dass in der Mehrzahl der Fälle eine Beeinflussung des

Grundwassers durch die Landwirtschaft nachweisbar ist.

Der Anteil der mit einem nach SCHENK (1992) als unbeein-

flusst zu betrachtenden Grundwasser ist mit 64,3 % bei den

Forstmessstellen jedoch eindeutig höher als bei den Land-

wirtschaftsmessstellen, wo dieser Anteil bei 47 % liegt. Irri-

tierend wirkt auf den ersten Blick der Anteil von 21,5 % mit

Sulfatgehalten über 240 mg/l bei den Messstellen in Forst-

gebieten. Dieser Anteil wird gebildet von drei Messstellen.

Auf Grund der Lage dieser Messstellen ist davon auszuge-

hen, dass hier eine antropogene Beeinträchtigung vorliegt.

Dabei können in der Nähe gelegene Tagebaue in Betracht

kommen. In einem Fall ist ein Deponieeinfluss nicht auszu-

schließen.

Ein Vergleich der Häufigkeitsverteilungen für die 3 Regie-

rungsbezirke (Abb. 3.9) macht deutlich, dass die höchsten

Sulfatgehalte an Messstellen im Regierungsbezirk Leipzig

anzutreffen sind. Die Ursache für die deutlich höhere Bela-

stung ist vermutlich in der großflächigen Beeinträchtigung

des Grundwassers durch den Braunkohlebergbau zu suchen.

Aber auch die Beeinflussung durch lokale Quellen ist an den

betroffenen Messstellen noch einmal näher zu untersuchen.

Im Einflussbereich des Lausitzer Braunkohlenreviers wurde

bisher vom Landesamt eine Grundwassermessstelle im

Grundmessnetz Beschaffenheit eingerichtet. Lokale Ein-

flüsse sind an den Messstellen im Regierungsbezirk Dresden

nicht bekannt und werden auf Grund der Analysenergebnisse

auch nicht vermutet. Die Belastungsschwerpunkte konzen-

trieren sich daher ausschließlich auf den Regierungsbezirk

Leipzig.

Die in der Abb. 3.10 dargestellte Häufigkeitsverteilung der

Sulfatkonzentrationen von 80 Grundwassermessstellen zeigt

einen deutlichen Zuwachs bei den Messstellen mit Sulfatge-

halten unter 100 mg/l. Wogegen bei der Bewertungsgruppe

über 240 mg/l ein deutlicher Rückgang zu verzeichnen ist.

35

Prozentuale Verteilung der Sulfatbelastung auf landwirtschaftlich

und forstwirtschaftlich genutzten Flächen

150 - 240 mg/l

< 40 mg/l

40 - 100 mg/l

100 - 150 mg/l

> 240 mg/l

Messstellen

mit forstwirt-

schaftlicher

Flächennutzung

Messstellen

mit landwirt-

schaftlicher

Flächen-

nutzung

Prozentuale Verteilung des mittleren Sulfatgehaltes

des Grundwassers im Jahr 2000

16%

30,8%

12,8%

20,2%

20,2%

< 40 mg/l

40 - 100 mg/l

100 - 150 mg/l

150 - 240 mg/l

> 240 mg/l

 

Ein Vergleich der mittleren Sulfatgehalte der Einzelmess-

stellen macht deutlich, dass ein Rückgang der Sulfatbela-

stung ab 1996 nicht nur bei den Messstellen mit landwirt-

schaftlicher Flächennutzung zu beobachten ist, auch die

Messstellen in den Forstgebieten zeigen eine rückläufige

Tendenz (Abb. 3.11).

Voraussetzung für optimale Wachstumsbedingungen der

Kulturpflanzen sind eine bedarfsgerechte Wasserversorgung

und die ausreichende Zuführung von Nährstoffen. Der Stick-

stoff nimmt unter den Pflanzennährstoffen eine besondere

Stellung ein. Der Stickstoffbedarf der Pflanzen ist im Ver-

gleich zu anderen Nährstoffen am höchsten. Stickstoff ist der

Nährstoff im Boden, der in Mitteleuropa den Ertrag am

stärksten bestimmt (S

CHEFFER & SCHACHTSCHABEL 1992).

Durch mikrobielle Reaktionen im Untergrund sind die ein-

zelnen Stickstoffverbindungen ineinander umwandelbar. In

der oberen Bodenzone, wo aerobe Verhältnisse vorherr-

schen, entsteht Nitrat. Da Nitrate leicht wasserlösliche Salze

sind, im Unterschied zum Ammonium, aber nicht an den

negativ geladenen Bodenteilchen sorbiert werden, gelangen

sie leichter in tiefere Bodenzonen und ins Grundwasser.

Dass die Landwirtschaft zwar die hauptsächliche, jedoch

nicht die einzige Quelle für einen flächenhaften Stickstoff-

eintrag darstellt, wird an der folgenden Abb. 3.12 deutlich.

Im Durchschnitt kann in Mitteldeutschland von einem luft-

bürtigen Stickstoffeintrag von 17 bis 22 kg N/(ha*a) ausge-

gangen werden (GAUGER, ANSELM

und KÖBLE 1999). Wei-

tere, punktuelle Untersuchungen verweisen aber auch auf

Einträge von bis zu 60 kg N/(ha*a) (W

EIGELT et al, 2000).

Die Auswirkungen des luftbürtigen Stickstoffeintrags wer-

den aus Abb. 3.12 deutlich. Die Vorfeldmessstelle ist ein-

deutig nitratbelastet, obwohl sie in einem Waldstück liegt,

das sich im Anstrom eines Ackers befindet. Der zusätzliche

36

Sulfat [mg/l]

0 1020304050607080

2000

1999

1998

1997

1996

< 40 mg/l

40 - 100 mg/l

100 - 150 mg/l

150 - 240 mg/l

> 240 mg/l

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1996

1997

1998

1999

2000

Sulfat [mg/l]

Landwirtschaft

Forst

Frühj.

98

Herbst

98

Frühj.

99

Herbst

99

Frühj.

00

Herbst

00

Vorfeldmessstelle

Emittenten-

messstelle 0001

Emittenten-

messstelle 0002

Emittenten-

messstelle 0003

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Nitratgehalt [mg/l]

Termine der Probennahmen

Vorfeldmessstelle

Emittentenmessstelle 0001

Emittentenmessstelle 0002

Emittentenmessstelle 0003

Allerdings ist der Rückgang der Sulfatbelastung bei den

Forstmessstellen mit ca. 7 mg/(l*a) nicht so groß wie bei den

Landwirtschaftsmessstellen, wo er ca. 9 mg /(l*a) beträgt.

Befürchtungen, dass die Landwirte den Rückgang der Sulfat-

immissionen aus der Atmosphäre durch die Erhöhung von

sulfathaltigen Düngemittelgaben kompensieren, was lang-

fristig eine Erhöhung des Sulfatgehaltes im Grundwasser zur

Folge hätte, können an den untersuchten Messstellen bisher

nicht bestätigt werden.

Eintrag durch die landwirtschaftliche Flächennutzung wird

an den Emittentenmessstellen nachgewiesen.

Nach Kolbe (2000) ist bei intensiver Ackernutzung mit Aus-

waschungswerten um 60 kg N/(ha*a) (Schwankungsbreite

20 bis 100 kg) und einem durchschnittlichen Nitratgehalt

von 79 mg/l Wasser zu rechnen. Auf schweren Böden liegen

die Werte im unteren, auf leichteren Böden im oberen

genannten Schwankungsbereich.

Nachfolgend sind einige Faktoren der landwirtschaftlichen

Flächenbewirtschaftung zusammengestellt, die maßgebli-

chen Einfluss auf die Höhe des Stickstoffentzugs durch die

Pflanze und den Nitrataustrag über das Sickerwasser aus der

durchwurzelten Bodenzone haben (H

AFERKORN 2000):

– Standortanpassung der Fruchtfolge, Brachezeiten und

Zwischenfrüchte (Dauerbegrünung)

– Zeit, Art und Intensität der Bodenbearbeitung (z. B. tiefes

Pflügen oder Grubbern des Bodens bis zur pfluglosen

Bearbeitung)

– aktueller pflanzenverfügbarer Stickstoff- (Nan) Gehalt im

Boden während der Periode der Grundwasserneubildung

– Art (ob mineralisch oder organisch), Menge und Zeit-

punkt der Stickstoffdüngung

Eine wesentliche Maßnahme zur Minderung des Nitrataus-

trags ist die Bemessung der Düngung nach dem tatsächlichen

Nährstoffbedarf. Dazu sind gemäß Düngeverordnung (1996)

in jedem Frühjahr zu Vegetationsbeginn die im Boden ver-

fügbaren Nährstoffmengen vom Landwirtschaftsbetrieb zu

ermitteln. Die Landesanstalt für Landwirtschaft führt seit

1993 ein entsprechendes Kontrollprogramm auf fest einge-

messenen Dauertestflächen (DTF) durch. In diesem Pro-

gramm werden neben der Frühjahrsbeprobung auch im

Spätherbst in der Bodenschicht 0 bis 30 und 30 bis 60 cm

Proben entnommen und auf Nitratstickstoff untersucht. Auf

diese Weise wird ein Überblick über die potentielle Auswa-

schungsgefahr geschaffen. Eine Übersicht über die Ent-

wicklung der durchschnittlichen Nitratstickstoffgehalte für

den Zeitraum 1990 bis 1999 zeigt Abb. 3.13.

Nach LfL (1999) beträgt für 1999 der durchschnittliche

Nitratstickstoffgehalt aller Dauertestflächen 88 kg N/ha.

Dies entspricht etwa dem Wert von 1994 und ergibt einen

Anstieg gegenüber dem gleichen Zeitraum des Vorjahres um

32 kg N/ha. Gegenüber 1990 nimmt der Nitratgehalt im

Boden jedoch weiterhin ab. Allerdings ist dieser Trend deut-

lich abgeflacht und in den letzten 3 Jahren immer stärker

jahresspezifischen Schwankungen unterworfen.

Wie sich die Situation an den Grundwassermessstellen auf

landwirtschaftlichen Nutzflächen darstellt, zeigt Abb. 3.14.

37

119

120

37

26

35

38

33

35

37

46

51

30

57

41

38

51

41

47

0

20

40

60

80

100

120

140

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

Messungen im Herbst

NO3-N [kg/ha]

NO3-N, 0-30 cm

NO3-N, 30-60 cm

NO3-N, 0-60 cm

Die Messstellen außerhalb von Trinkwasserschutzgebieten

sind im Mittel alle als gefährdet oder belastet bis stark be-

lastet einzustufen. Innerhalb der Trinkwasserschutzgebiete

sind 50% der Messstellen der Gruppe „gefährdet“ zuzuord-

nen. 31 % der Messstellen sind mit Nitrat belastet.

Da das Messnetz erst 1998 eingerichtet wurde, ist eine

Trendberechnung aufgrund des geringen Datenkollektivs

nicht möglich, wie die Ganglinien an 3 ausgewählten Mess-

stellen in Abb. 3.4 zeigen.

Aus diesem Grund wurden nur allgemeine Betrachtungen

zur Entwicklung der Nitratbelastung angestellt.

Der Nitratgehalt zeigt bei 43 % der Messstellen außerhalb

der Trinkwasserschutzgebiete keine Veränderung. Bei den

Messstellen innerhalb von Trinkwasserschutzgebieten sind

es 50 %. Bei 50 % der Messstellen außerhalb der Trinkwas-

serschutzgebiete ist im Grundwasser für den Beobachtungs-

zeitraum eine fallende bis stark fallende Tendenz zu be-

obachten. An einer einzigen Messstelle wurden steigende

Nitratwerte beobachtet. Bei den Messstellen in Trinkwasser-

schutzgebieten ist mit 20 % die Anzahl der Messstellen,

deren Belastung sich verminderte, deutlich geringer. An

30 % der Messstellen wurde dagegen eine Erhöhung der

Nitratgehalte beobachtet.

Die Aussagen aus dem Grundwassermessnetz zeigen damit

nicht die selben Ergebnisse wie die Auswertungen der Lan-

desanstalt für Landwirtschaft für die Bodenmessungen auf

den Dauertestflächen, vgl. Abb. 3.15.

Ein Vergleich der Nitratstickstoffgehalte im Boden zeigt

deutliche Unterschiede zwischen den konventionell und den

düngerreduzierten Bewirtschaftungsmethoden. Die konven-

tionelle Bewirtschaftung zeigt die höchsten Nitratrest-

38

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Messstellen

im TSG

Messstellen

außerh.TSG

stark steigend

steigend

gleichbleibend

fallend

stark fallend

79

85

118

63

104

72

87

47

84

55

38

82

41

54

0

20

40

60

80

100

120

140

1995

1996

1997

1998

1999

NO3-N Herbst [kg/ha]

konventionell

WSG

ökologisch

Bewirtschaftung

 

gehalte. Die um 20 % verringerte Stickstoffdüngung in den

Wasserschutzgebieten führt zu einer Senkung des Stickstoff-

überschusses im Boden. Als umweltfreundlichste Methode

stellt sich nach dieser Auswertung der ökologische Landbau

dar. Die Bodenuntersuchungen weisen darauf hin, dass die in

den letzten Jahren eingeleiteten Maßnahmen zur Verminde-

rung des Stickstoffaustrags bereits Auswirkungen zeigen.

Diese positive Entwicklung spiegelt sich bisher nur bedingt

in den Grundwasserbeobachtungen wider, da neben dem

nutzungsbedingten auch das standortbedingte Verlagerungs-

risiko Einfluss auf die Höhe der N-Einträge in das Grund-

wasser hat. Hierzu zählen bodenphysikalische Eigenschaften

und Mächtigkeit der Dränwasserzone sowie Temperatur und

Niederschlag. Auch wenn die Nitrate zu den leicht löslichen

Salzen gehören, werden die von den Pflanzen unverbrauch-

ten Überhänge nicht sofort vollständig ins Grundwasser aus-

gewaschen. Der Grad der Auswaschung ist regional sehr

unterschiedlich. Jedes Gebiet hat seine bestimmte Reten-

tionszeit, die bei Kenntnis der Sickerwassermengen und der

Eigenschaften der Grundwasserleiterdeckschichten ermittelt

werden kann. Untersuchungen im Einzugsgebiet der Parthe

(M

ÜLLER 2002) verweisen darüber hinaus auf sehr lange

Verweilzeiten eingetragener Stoffe in den Grundwasserlei-

tern und zeigen, wie sich die Heterogenität der N-Einträge

mit der Heterogenität des N-Umsatzpotentials im Grund-

wasser überschneidet.

Die Untersuchungsergebnisse machen deutlich, wie wichtig

die Untersuchung des gesamten Stickstoffpfades ist, um die

Gefährdung des Grundwassers beurteilen zu können.

Insgesamt sind die mittleren Nitratgehalte der Messstellen in

den Trinkwasserschutzgebieten jedoch niedriger als die der

außerhalb liegenden Messstellen (Abb. 3.16).

In das Kapitel wurde eine umfangreiche Zuarbeit der Lan-

desanstalt für Forsten (LAF 2001) einbezogen.

Grundsätzlich gelten für die Beurteilung einer Nitratbe-

lastung des Grundwassers aus überwiegend forstwirtschaft-

lich genutzten Flächen die Grundlagen, wie sie bereits im

Kapitel 3.2 beschrieben worden sind. Neben der Gebiets-

charakteristika und der aktuellen Nutzungsform ist der

Stickstoffeintrag insbesondere aber auch von der Nutzungs-

geschichte abhängig. Die Besonderheiten der forstwirtschaft-

lichen Nutzungsgeschichte liegen vor allem im Bestockungs-

wandel von naturnahen Mischwäldern mit hohen Anteilen

tiefwurzelnder Baumarten zu flachwurzelnden Fichtenbestän-

den, was längerfristig zu erhöhten Stickstoffausträgen führt.

Zur Belastbarkeit mit Stickstoff liegen für viele Ökosysteme

mehr oder weniger gesicherte Erfahrungen vor (empirischer

Ansatz). Danach liegen in Waldökosystemen – je nach

Vegetationstyp – die kritischen Raten für eutrophierende

Stickstoffeinträge zwischen etwa 5 und 20 kg/(ha*a). Unter-

halb von 10 kg/(ha*a) treten nach Untersuchungen von DISE

und W

RIGHT (1995) nur geringe Stickstoffausträge auf,

während im Eintragsbereich von 10 bis 25 kg/(ha*a) nur eine

schwache Beziehung zwischen Stickstoffeintrag und -aus-

trag besteht (WILSON und E

MMET 1999). MATZNER und

G

ROSHOLZ (1997) sowie DISE

et al. (1998) konnten zeigen,

dass durch Kombination von Stickstoffeintrag und C/N-Ver-

hältnis der Humusauflagen bis zu einem Eintrag von jährlich

30 kg N/ha die mittleren Stickstoffausträge recht gut vorher-

gesagt werden konnten.

Diese mehr oder weniger empirisch abgeleiteten Werte zur

Stickstoffbelastbarkeit der Ökosysteme wurden in den letz-

ten Jahren durch das Critical Load-Konzept auf eine ver-

stärkt naturwissenschaftliche Basis gestellt. Die Critical

Load-Werte legen jeweils die langfristig tolerierbare Depo-

sition des betreffenden Ökosystems fest, die zu keinen

erheblichen schädlichen Wirkungen im Ökosystem führt

(N

AGEL und GREGOR 1999). Die Critical Loads für die Wald-

bestände (-ökosysteme) der Bodenzustandserhebung (BZE =

Level I) im 4 x 4-km-Raster zeigt die Anlage 10 (BECKER

2000).

Im Rahmen eines Forschungsprojektes (ARMBRUSTER und

LANGUSCH 2000) zu den „Indikatoren des Stoffhaushaltes

von Waldökosystemen“ wurden unter Einbeziehung jähr-

licher Flussdaten (Eintrag und Austrag) aus europäischen

Waldökosystemen und der sächsischen Level II-Flächen

u. a. die N-Austräge mit dem Sickerwasser für die Nadel-

waldstandorte des 8 x 8 km BZE-Netzes (Bodenzustands-

erhebung) in Sachsen kalkuliert (Abb. 3.17).

Danach beträgt der Mittelwert des prognostizierten N-Aus-

trages 9,6 kg/(ha*a), wobei die Austräge von 2,2 bis

39

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1998

1999

2000

Mittlere Nitratgehalte [mg/l]

Messstellen im TSG

Messstellen außerh. TSG

21,5 kg/(ha*a) reichen. An 75 % der dargestellten Standorte

werden mit Stickstoffausträgen über 5,9 kg/(ha*a) erheb-

liche Stickstoffmengen an das Grundwasser weitergegeben.

Eine regionale Differenzierung zwischen Gebieten mit

hohem und geringem Stickstoffaustrag ist nicht ohne weite-

res möglich. Am ehesten ist der Nordosten des Freistaates

Sachsen als Gebiet mit überwiegend geringem Stickstoff-

austrag (< 7,5 kg/(ha*a N) zu charakterisieren. (LAF 2001)

Die kritischen Belastungsraten für eutrophierenden Stick-

stoff in den sächsischen Waldökosystemen werden, trotz im

Landesdurchschnitt abnehmender Stickstoffeinträge, weiter-

hin meist deutlich überschritten. Die in Abb. 3.18 darge-

stellten Kalkulationen zum Stickstoffaustrag verweisen auf

eine fortgeschrittene Stickstoffsättigung der Ökosysteme.

Die Verfügbarkeit organisch gebundenen Stickstoffs über-

steigt dadurch oftmals den Bedarf stickstoffverbrauchender

Prozesse, wodurch es, einerseits durch Eutrophierung, ande-

rerseits in Verbindung mit Versauerungeffekten durch Über-

schussnitrifikation und erhöhten Nitratausträgen in das

Grundwasser, zu Destabilisierungen des Ökosystems kom-

men kann. Besonders die Böden mit geringer Pufferkapa-

zität, wie die Waldböden im Erzgebirge, sind versauerungs-

gefährdet.

Wie die Abb. 3.18 zeigt, weisen die mittleren Nitratgehalte

der Grundwässer unter landwirtschaftlich und forstwirt-

schaftlich genutzten Flächen deutliche Unterschiede auf.

Aus der Abbildung wird aber auch deutlich, dass die Waldö-

kosysteme in der Mehrzahl bereits stickstoffgesättigt sind, so

dass erhöhte Nitratgehalte im Grund- und Quellwasser beob-

achtet werden.

Während in die Abb. 3.18 alle im Zeitraum von 1990 bis

2000 beprobten Messstellen des Grundmessnetzes ausge-

40

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Forst

Landwirtschaft

0

10

20

30

40

50

60

70

Nitrat [mg/l]

Forst

Landwirtschaft

wertet wurden, bietet Abb. 3.19 die Darstellung einer kon-

sistenten Messstellengruppe für die forstwirtschaftliche

Flächenutzung. Die mittleren Nitratgehalte schwanken von

0,3 mg/l bis zu einem Maximalwert von 43 mg/l. Bei etwa

der Hälfte der Messstellen liegen die Nitratwerte unter

10 mg/l. Insgesamt ist für den Zeitraum ein Anstieg der mitt-

leren Nitratbelastung um 0,5 mg/(l*a) zu verzeichnen. Den

Auswertungen des Grundmessnetzes werden in der

Abb. 3.20 die Ergebnisse von 5 Messstellen der Landes-

anstalt für Forsten gegenübergestellt.

Im Gegensatz zu den Ergebnissen aus dem Grundwasser-

messnetz konnte an den drei Standorten Klingenthal,

Olbernhau und Cunnersdorf kein Anstieg der Nitratgehalte

festgestellt werden. Vielmehr sind die Konzentrationen ten-

denziell gleichbleibend bis fallend (Klingenthal) oder ein-

deutig abnehmend (Olbernhau und Cunnersdorf). Zur Zeit

liegen die Nitratgehalte der betreffenden Quellen zwischen

etwa 3 und 12 mg/l. Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit

Untersuchungsergebnissen der sächsischen Landestalsper-

renverwaltung (LTV), die ebenfalls abnehmende Nitrat-

gehalte in den Zuläufen der Talsperren aus Waldgebieten

feststellen konnte (LAF 2000).

In der folgenden Abbildung (Abb. 3.21) wird die Nitratent-

wicklung für 3 Quellen am Standort Klingenthal untersucht.

41

Grundmessnetz LfUG

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1996

1997

1998

1999

2000

Beprobungsjahr

Mittelwert Nitrat [mg/l]

Nitratgehalt an drei Quellen bei Klingenthal

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1993-07

1993-10

1994-01

1994-04

1994-07

1994-10

1995-01

1995-04

1995-07

1995-10

1996-01

1996-04

1996-07

1996-10

1997-01

1997-04

1997-07

1997-10

1998-01

1998-04

1998-07

1998-10

1999-01

1999-04

1999-07

1999-10

2000-01

2000-04

2000-07

2000-10

Probennahmezeitraum

Nitrat [mg/l]

Quelle 1

Quelle 2

Quelle 3

Messstellen LAF

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1996

1997

1998

1999

2000

Beprobungsjahr

Mittelwert Nitrat [mg/l]

:

 

Die 3 Messstellen gehören zum Messnetz der Landesanstalt

für Forsten. Die Ergebnisse unterstreichen die Abhängigkeit

der Nitratgehalte von den Gebietscharakteristika. Es wurden

Quellen mit fallendem und alternierendem Trend in relativer

Nähe zueinander angetroffen. Die kleinräumigen Unter-

schiede der Standortverhältnisse in den Einzugsgebieten

können sich folglich entscheidend auf den Nitrataustrag aus

Waldgebieten auswirken.

Bericht des StUFA Chemnitz

Das Sondermessnetz Versauerung wurde in den Jahren

1992-94 vom StUFA Chemnitz aufgebaut und umfasst 8

Messstellen im oberen mittleren Erzgebirge des Regierungs-

bezirkes Chemnitz. Bestandteil des Sondermessnetzes sind

neben 6 Quellaustritten auch zwei Grundwasserbeobach-

tungsrohre, die Grundwasser in unterschiedlichen Teufen

erschließen und somit Aussagen zu evtl. Versauerungspro-

zessen auch in tieferen Schichten gestatten.

Zielstellung der Untersuchungen ist es, die Auswirkungen

des Eintrages von sauren Luftschadstoffen in Form von

Schwefel- und Stickstoffverbindungen aus Kraftwerken,

Hausbrand, Verkehr und Intensivlandwirtschaft auf die

Grundwasserbeschaffenheit in den Hanglagen des oberen

Erzgebirges kontinuierlich zu verfolgen.

Untersucht werden alle Hauptan- und -kationen sowie

Metalle und Schwermetalle. Anfangs betrug die Untersu-

chungshäufigkeit vier bis sechsmal pro Jahr. Auf der Grund-

lage der umfangreichen Datenbasis konnte die Beprobungs-

häufigkeit jedoch auf zweimal jährlich (Frühjahr und Herbst)

verringert werden.

Die anthropogen erhöhte Deposition von Säuren und Säure-

bildnern in der Atmosphäre, die insbesondere aus der Ver-

brennung fossiler Brennstoffe stammt, beschleunigt die

Verwitterung der Gesteine und verursacht nachteilige Ver-

änderungen der Zusammensetzung der Porenlösung in der

ungesättigten Zone sowie des Grundwassers vor allem in

Gebieten, wo basenarme Kristallingesteine, wie im Erz-

gebirge, anstehen. Diese Gesteine können den Säureeintrag

nur schlecht abpuffern.

Neben dem SO

2

- und NOx- Eintrag aus der Luft über die

Niederschläge ist in den betroffenen Gebieten zusätzlich

auch eine natürliche Versauerung (moorige Böden) zu nen-

nen, die durch die Zersetzung organischer Stoffe im Boden

hervorgerufen wird. Beide Prozesse sind sich prinzipiell

ähnlich und daher nur schwer voneinander zu trennen. Die

anthropogenen Veränderungen sind nur anhand jahrzehnte-

langer Messungen auf Grund des Absinkens des pH-Wertes

und der Hydrogenkarbonatgehalte (teilweise bis auf 0), der

Zunahme der Sulfat- und Nitratgehalte und der Freisetzung

von Aluminium abzuleiten.

Die Darstellung der Ionenverteilung in den Quellwässern

(Abb. 3.22) zeigt, dass in den meisten der untersuchten Mess-

stellen der Hydrogenkarbonatpuffer bereits erschöpft ist. Bei

den Anionen überwiegt in allen Fällen das Sulfat. Bei den

Kationen dominieren Calcium und Magnesium. In den Mess-

stellen Rauschenfluss und Tellerhäuser wird Aluminium in

Konzentrationen bis 3,5 mg/l beobachtet. Ein erhöhter

Aluminiumanteil ist auch in den Messstellen Ansprung und

Fichtelbergnordhang zu verzeichnen.

Am Vorhandensein von Hydrogenkarbonat und den ver-

gleichsweise hohen pH-Werten (Abb. 3.23) wird ersichtlich,

dass in den Messstellen Schmalzgrube und Eisenbergquelle

der Versauerungsprozess nicht so weit fortgeschritten ist wie

an den anderen Messstellen.

42

Ionenverteilung

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

12 3 4 5 6

mmol eq/l

SO4

Cl

NO3

HCO3

Al

K

Na

Mg

Ca

pH-Werte

4

5

6

7

Rauschenfluss

Ansprung

Schmalzgrube

Tellerhäuser

Fichtelbergnh.

Eisenbergqu.

pH

Min

Max

Mittelwert

43

pH-Wert und Al-Gehalt Quelle Rauschenfluss

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

Al

pH

07.04.1992

11.05.1992

29.06.1992

31.08.1992

27.10.1992

22.03.1993

10.05.1993

17.08.1993

11.10.1993

05.04.1994

26.07.1994

08.11.1994

01.03.1995

08.05.1995

28.08.1995

08.11.1995

09.04.1996

25.06.1996

17.09.1996

05.11.1996

23.04.1997

24.06.1997

07.10.1997

12.11.1997

31.03.1998

09.06.1998

01.09.1998

03.11.1998

30.03.1999

09.06.1999

30.08.1999

03.11.1999

04.04.2000

10.10.2000

Die Abb. 3.23 verdeutlicht die Mittelwerte und Schwan-

kungsbreiten der pH-Werte in den einzelnen Messstellen. Die

pH-Werte schwanken zwischen 4 als Minimum und 6,8 als

Maximalwert. Die niedrigsten Werte wurden in den Mess-

stellen Tellerhäuser und Rauschenfluss gemessen. Hierbei ist

eine gute Korrelation zu den Aluminiumgehalten festzustel-

len (Abb. 3.24). Insbesondere bei pH-Werten unter 5 erfolgt

eine verstärkte Freisetzung von Aluminium. Der Grenzwert

der Trinkwasserverordnung von 0,2 mg/l Al wird an der aus-

gewählten Messstelle generell überschritten. Eine Trinkwas-

sernutzung ohne Aufbereitung ist nicht zu empfehlen. Freie

Aluminiumionen wirken bereits in geringen Konzentrationen

als Zellgift und können in Gewässern Fischsterben auslösen.

In allen sechs Messstellen sind Spuren von Schwermetallen

(Cd, Cu, Ni, Co, teilweise Pb) feststellbar, die geogen im

Boden vorhanden sind und auf Grund veränderter pH-Werte

verstärkt gelöst werden. Die Schwermetallgehalte erreichen

jedoch keine toxikologisch relevanten Konzentrationen und

liegen noch weit unter den Grenzwerten der Trinkwasser-

verordnung.

Die in Gelobtland errichteten Grundwassermessstellen

erschließen Grundwasser in 17-21 m (Gelobtland 1) und

5 – 7 m Tiefe (Gelobtland 2).

Die unterschiedliche Ionenzusammensetzung verdeutlicht

Abb. 3.25. Im Vergleich zu den Quellwässern lässt sich die

Ionenverteilung Gelobtland 2

23%

12%

2%

11%

8%

4%

38%

2%

Ca

Mg

K

Na

Al

HCO3

NO3

Cl

SO4

Ionenverteilung Gelobtland 1

23%

10%

1%

16%

27%

1%

6%

16%

Ca

Mg

K

Na

Al

HCO3

NO3

Cl

SO4

oberflächennahe Messstelle Gelobtland 2 sehr gut mit dem

Quellgebiet Ansprung vergleichen, wobei bei letzterem

lediglich der Nitratanteil höher ist.

Während im tieferen Bereich (Gelobtland 1) Hydrogen-

karbonat das vorherrschende Anion darstellt, dominiert im

oberflächennahen Bereich das Sulfat. Bei den Kationen sind

die Differenzen nicht so ausgeprägt. Lediglich ein erhöhter

Aluminiumanteil kommt im oberflächennahen Bereich

hinzu.

Die Unterschiede zwischen den beiden Messstellen in den

Schwermetallgehalten und dem pH-Wert verdeutlicht

Tab. 3.6. Es wurden die Mittelwerte aus durchschnittlich

30 Messungen ausgewertet.

Bei Blei, Kupfer und Chrom waren keine signifikanten

Unterschiede feststellbar. Diese Schwermetalle waren in der

Mehrzahl der Fälle nicht nachweisbar. Die Messwerte wer-

den aus diesem Grund nicht in der Tabelle ausgewertet.

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass sich Versauerungspro-

zesse im oberflächennahen Grundwasser eindeutig nachwei-

sen lassen. Ein eindeutiger messtechnischer Nachweis für

eine Beeinträchtigung des tieferen Grundwasservorkom-

mens wurde noch nicht erbracht. Es besteht jedoch die

Besorgnis, dass auch in tieferen Schichten erste Versaue-

rungstendenzen zu beobachten sind.

Für alle 8 Messstellen wurde eine Auswertung der zeitlichen

Entwicklung der pH-Werte, der Nitratgehalte und der Sul-

fatgehalte vorgenommen. Aus der Berechnung des linearen

Trends lassen sich folgende Aussagen für die einzelnen

Messstellen ableiten (Tab. 3.7):

(↑ steigend;

→

gleichbleibend;

↓

sinkend)

Die überwiegende Mehrzahl der Messstellen zeigt für den

pH-Wert leicht abnehmende Tendenzen.

Eine positive Entwicklung zeigt die Messstelle Fichtelberg-

nordhang. Allerdings steigt der pH-Wert nur geringfügig an.

Eine eindeutige Zunahme der Versauerungstendenz weist

die Messstelle Schmalzgrube auf. Bedenklich ist der zuneh-

mende Nitrateintrag und der leicht abnehmende pH-Wert in

der tieferen Messstelle Gelobtland.

Als Beispiel sind in Abb. 3.26 für die Quelle Tellerhäuser die

zeitliche Entwicklung der pH-Werte und der Sulfatgehalte

dargestellt.

Der Sulfatgehalt weist eine leicht abnehmende Tendenz auf.

Dies könnte eine erste Auswirkung der Reduzierung der

Schwefelemissionen durch verstärkte Luftreinhaltungsmaß-

nahmen sein.

Trotz der verringerten Belastung der Luft mit Säurebildnern

ist in der Regel kein pH-Wertanstieg im Grundwasser zu ver-

zeichnen. Dies kann zum einen aus der sehr hohen Sulfat-

gesamtbelastung in den letzten Jahrzehnten (Desorption von

vormals aufgespeichertem Bodensulfat) und zum anderen

aus anhaltend hohen Einträgen von Stickstoffverbindungen

aus Verkehr und Landwirtschaft resultieren.

Der verringerte SO

2

-Ausstoß auf tschechischer Seite sowie

die forstwirtschaftlichen Maßnahmen (Kalkung, Auf-

forstung) haben bisher noch keinen messbaren Einfluss in

Form einer Trendumkehr im Grundwasser gezeigt. Die Ver-

sauerungsprozesse sind im Grundwasser somit nicht schnell

reversibel. Der sehr langwierige Prozess einer Verbesserung

der pH-Wertsituation im Grundwasser ist durch eine konti-

nuierliche Beobachtung der Messstellen des Sondermessnet-

zes weiter zu verfolgen.

Eine Entwarnung hinsichtlich der Grundwasserversauerung

kann noch nicht gegeben werden.

44

Parameter

Gelobtland 2

Gelobtland 1

(oberflächennah)

(tief)

pH

5,1

6,5

Cadmium [μg/l]

0,86

<0,1

Nickel [μg/l]

1,7

1

Zink [μg/l]

20

9

Messstelle

pH-Wert

Sulfat

Nitrat

Fichtelbergnordhang

↑

↓ →

*

Eisenbergquelle

→→ ↓

*

Schmalzgrube

↓ ↑ ↑

Rauschenfluss

→ ↓ →

Gelobtland 1

↓ → ↑

Gelobtland 2

↓ → ↓

*

Ansprung

↓ ↓ ↓

Tellerhäuser

↓ ↓ →

*

* Anmerkung: Die Trendangaben sind auf den Zeitraum bis

1998 anzuwenden, 1999 erfolgte ein deutlicher Anstieg

 

In den folgenden Abschnitten werden auszugsweise aus

HAFERKORN (2000) Untersuchungsergebnisse der Lysi-

meterstation Brandis vorgestellt.

Die bei eindimensionaler Betrachtungsweise über Lysimeter

ermittelte Sickerwassermenge ist der maximal mögliche

Abfluss – der Gesamtabfluss eines Standortes. Welcher

Anteil davon als Grundwasserneubildung tatsächlich die

Grundwasseroberfläche erreicht, hängt von den jeweiligen

geographischen und hydrogeologischen Eigenschaften im

Einzugsgebiet ab.

Deshalb wird in den folgenden Ausführungen vorwiegend

von Sickerwassermenge und nicht von Grundwasserneu-

bildung gesprochen.

Unter den klimatischen Bedingungen am Standort Brandis

ist die Sickerwasserbildung der untersuchten Böden durch

drei Merkmale gekennzeichnet:

– einen typischen jahreszeitlichen Gang mit relativ hohen

Werten im Winter und sehr geringen oder keinen Neubil-

dungsraten im Sommer

– einen mehrjährigen Rhythmus von Jahren mit überdurch-

schnittlich hohen bzw. niedrigen Sickerwassermengen

– einer sehr hohen Abweichung der Einzelwerte vom

langjährigen Mittelwert

Größten Einfluss auf die Variabilität der Sickerwasserbildung

der untersuchten Böden haben Höhe der Bodenwasseraus-

schöpfung und Höhe der Niederschläge im Anschluss an die

Vegetationsperiode. Je geringer die Bodenwasserdefizite am

Ende des Sommerhalbjahres und je höher die Niederschläge

in den darauffolgenden Herbst- und Wintermonaten sind, um

so eher beginnt die Neubildungsperiode und um so höher sind

die Neubildungsmengen. Aus diesem jährlichen Wechselspiel

zwischen Niederschlagshöhe und Bodenwasserdefizit resul-

tiert eine hohe Varianz der Sickerwassermengen.

Jahreswerte

In Tab. 4.1 sind die Jahreswerte der Sickerwasserbildung,

sortiert nach der Vegetation, zusammengestellt. Die durch-

schnittliche Sickerwasserleistung der einzelnen Böden

schwankt zwischen 175 mm bei Sandböden und rd. 50 mm

bei Lößböden. Das sind 27 % bzw. 8 % des korrigierten Nie-

derschlags von 655 mm. Diese Unterschiede in der Sicker-

wasserleistung resultieren aus der unterschiedlichen Verfüg-

barkeit von Bodenwasser (max. 75 mm bei Sandböden und

max. 450 mm bei Lößböden).

45

07.04.1992

10

20

30

40

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

11.05.1992

29.06.1992

31.08.1992

22.03.1993

10.05.1993

17.08.1993

11.10.1993

29.03.1994

27.07.1994

11.10.1994

02.03.1995

11.05.1995

29.08.1995

20.11.1995

10.04.1996

24.06.1996

16.09.1996

04.11.1999

21.04.1997

23.06.1997

06.10.1997

11.11.1997

30.03.1998

08.06.1998

31.08.1998

02.11.1998

29.03.1999

07.06.1999

30.08.1999

02.11.1999

10.10.2000

03.04.2000

SO

4

mg/l

pH-Wert

Linear

(SO

4

mg/l)

Über den Beobachtungszeitraum von 17 Jahren ist ein Wech-

sel von Jahren mit hoher und niedriger Sickerwasserbildung

zu beobachten (Abb. 4.1). Die Trocken- und Feuchtperioden

umfassen Zeiträume von 3 bis 6 Jahren und spiegeln sich

auch in den Abflussschwankungen der Vorfluter und im Ver-

lauf der Grundwasserstände wieder. Dies ist sowohl Folge

des klimatisch bedingten unterschiedlichen Wasser- und

Energieangebotes als auch der bereits geschilderten Wir-

kung des Bodenwasserspeichers. So sind positive Abwei-

chungen vom Mittel seltener, aber meist größer als die nega-

tiven, d. h. die Jahreswerte der Sickerwasserbildung sind

nicht normal verteilt. Unter den gegebenen Bedingungen

werden im Untersuchungsgebiet kaum „mittlere“ Grund-

wasserneubildungswerte und damit auch keine „mittleren“

Abflüsse und Grundwasserstände auftreten.

Für eine Charakterisierung der Untersuchungsjahre in Bezug

auf Trocken- oder Feuchtjahre wurden die Jahreswerte vom

Niederschlag (P) und die Grundwasserneubildung (GWN) der

Reihe 1981 bis 1997 für jeden Boden separat in das Wasser-

haushaltsdreieck nach G

OLF (1993) eingetragen. Die sich

unter der jeweiligen Linie zwischen den Punkten (0;0) und

(GWN/P*700) befindenden Jahre werden in Hinsicht auf die

Neubildungsmenge als trocken, die darüberliegenden als

feucht definiert

Als repräsentativ für mittlere Verhältnisse

gelten die Jahre, deren Ordinaten- und Abszissenwerte in der

Nähe (±10 % Abweichung) der o. g. Linien liegen. Mit dieser

Normierung wird für die Einzeljahre eine bodenabhängige

Charakterisierung der Beziehung zwischen Niederschlag und

Grundwasserneubildung vorgenommen. Der Wert 700 orien-

tiert sich am größten Jahresniederschlag im Beobachtungs-

zeitraum. Das Ergebnis wird in Tab. 4.2 dargestellt.

46

[mm]

Lys 5

Lys 4

Lys 8

Lys 1

Lys 7

Lys 11

Lys 9

Lys 10

1981

Zu.-Rüben

753

231

201

214

165

135

132

174

115

1990

Zu.-Rüben

661

100

47

53

30

24

26

0

0

1985

Kartoffeln

521

132

113

120

95

67

118

60

33

1987

Kartoffeln

702

268

254

290

223

161

267

162

132

1996

Kartoffeln

583

98

24

50

7

65

29

0

0

1982

Wi.-Weizen

528

163

120

124

72

84

71

5

11

1986

Wi.-Weizen

658

197

154

163

129

104

143

99

67

1988

Wi.-Weizen

585

213

208

212

204

152

208

184

184

1991

Wi.-Weizen

508

111

62

67

40

34

18

0

0

1983

Wi.-Gerste

739

210

138

155

91

70

91

0

0

1989

Wi.-Gerste*

642

134

111

101

95

55

84

0

28

1992

Wi.-Gerste**

685

138

95

101

71

45

66

0

0

1997

Wi.-Gerste

595

146

98

103

90

101

94

2

0

1984

Weidelgras

630

96

75

81

69

56

63

2

0

1993

Grünbrache

747

145

72

94

82

55

74

0

0

1994

Grünbrache

808

381

352

351

314

269

292

134

117

1995

Rotklee

786

217

175

211

150

191

163

144

170

*und als Zweitfrucht Ölrettich;

**anschließend Grünbrache

47

Korrigierter

Niederschlag

der Station

Brandis

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Mittel

Sommer

Winter

Versickerungs-

typ a Sandlöß

über Sand

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Sommer

Winter

Versickerungs-

typ b Sandlöß

über lehmigen

Sanden

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Sommer

Winter

Versickerungs-

typ c

Sandlöß über

Geschiebelehm

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Sommer

Winter

Versickerungs-

typ d

Tiefgründiger

Löß

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Sommer

Winter

1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Mittel

1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Mittel

1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Mittel

1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Mittel

sind Jahre mit überdurchschnittlich hoher

Sickerwasserbildung, in deren Verlauf es in Speisungs-

gebieten zu einem Ansteigen der Grundwasserstände über

den jahreszeitlich bedingten Schwankungsbereich hinaus

kommt.

Als

gelten Jahre mit unterdurchschnittlicher

bzw. keiner Sickerwasserbildung, die zu einem dauerhaften

Absinken der Grundwasserstände unter den sommerlichen

Tiefstand führen.

In der Regel treten mehrere Trocken- oder Feuchtjahre in

Folge auf (Tab. 4.2).

Halbjahreswerte

Die Ergebnisdarstellung in Tab. 4.3 soll auf die mögliche

Spannbreite von Halbjahreswerten der Sickerwasserbildung

hinweisen.

Hohe Sickerwassermengen sind zu verzeichnen, wenn hohe

Winterniederschläge auf einen vollständig gefüllten Boden-

wasserspeicher treffen. Diese außergewöhnlich guten Bedin-

gungen zur Sickerwasserbildung traten am Standort Brandis

im Verlauf der 17jährigen Versuchsreihe nur in den Winter-

halbjahren 1988 und 1994 auf (für die Lößstandorte nur im

Jahr 1988). Unter diesen Bedingungen zeigen die Sicker-

48

Lysi.-Gr. 5

Lysi.-Gr. 4, 8

Lysi.-Gr. 1, 7, 11

Lysi.-Gr. 9, 10

Feuchtjahre

1982-83, 1986-88, 1994 1981, 1986-88, 1994-95

1981, 1986-88, 1994

1981,1986-88, 1994-95

Normaljahre

1981, 1985, 1995, 1997

1982-83, 1985

1985, 1997

(1985)

Trockenjahre

1984, 1989-93, 1996

1984, 1989-93, 1996-97

1982-84, 1989-93, 1996 1982-84, 1989-93,

1996-97

Lysi.-Gr. – Lysimetergruppe

[mm]

Lys 5

Lys 4

Lys 8

Lys 1

Lys 7

Lys 11

Lys 9

Lys 10

Winter

max

1988

311

198

188

194

189

143

199

182

184

1994

418

313

308

314

293

244

275

125

97

Winter

min

1990

296

68

33

26

13

6

13

0

0

1996

185

73

7

30

2

48

21

0

0

Sommer

max

1983

387

107

83

83

54

37

50

0

0

1981

375

63

61

64

50

34

44

54

37

Sommer

min

1982

281

13

12

13

11

9

9

0

0

Sommer (Mai-Oktober), Winter (November-April)

 

wasserleistungen zwischen Sand-, Geschiebelehm- und

Lößböden nur geringe Unterschiede.

Häufiger sind Jahre mit geringen Sickerwasser-Raten. Im

Verlauf dieser Jahre zeigen sich große Unterschiede in der

Höhe der Sickerwasserbildung von Sand-, Geschiebelehm-

und Lößböden (s. Winterhalbjahre 1990 und 1996).

Die hohe Sickerwasserbildung im Sommer 1981 resultiert

aus der in diesem Jahr lang andauernden Sickerwasserperi-

ode mit noch sehr hohen Neubildungswerten im Mai. Dage-

gen ist die hohe Sickerwasserbildung im Sommerhalbjahr

1983 Folge eines außergewöhnlichen Niederschlagsereig-

nisses im August. Dieses führte bei allen Böden kurzfristig

zur Wiederauffüllung und zu hohen Neubildungsmengen.

Nur bei den Lößböden reichte dieser Extremniederschlag

nicht zur Wiederauffüllung der Bodenwasserdefizite und zur

Sickerwasserbildung aus.

Der Sommer 1982 zeichnete sich durch ein hohes Strah-

lungsangebot aus. Auf Grund geringer Niederschläge kam es

bei einem Bewuchs mit Winterweizen schon im März zu

einer erheblichen Inanspruchnahme von Bodenwasser. Die

Sickerwasserperiode endete bereits im März.

Auch diese Auswertung ergab, dass „mittlere“ Neubil-

dungsmengen sehr selten auftreten. Deshalb sollten

langjährige Jahres- und Halbjahresmittelwerte nur für lang-

fristige und großräumige Untersuchungen verwendet wer-

den.

Monatswerte

Die winterliche Sickerwasserperiode beginnt stets unmittel-

bar nach erfolgter Auffüllung der sommerlichen Bodenwas-

serdefizite.

Die zum Zeitpunkt der erreichten Wiederauffüllung fallen-

den Niederschläge bestimmen die Höhe der GWN zu Beginn

der Sickerwasserperiode und ihren weiteren Verlauf.

Der Beginn der Sickerwasserperiode kann nach den bisheri-

gen Beobachtungen in einem Zeitraum von Oktober bis

April liegen.

Bei den Sandböden (Lysimetergruppe 5) ist auf Grund der

beschränkten Kapazität des Bodenwasserspeichers die Wie-

derauffüllung in der Regel im Dezember abgeschlossen.

Bei den Geschiebelehmböden (Lysimetergruppe 1, 7, 11) ist

der Wasserbedarf für die Wiederauffüllung der Bodenwas-

serdefizite schon erheblich größer, so dass dieser Prozess in

der überwiegenden Anzahl der Jahre erst im Januar abge-

schlossen ist, aber auch bis März oder April dauern kann.

Bei den Lößböden (Lysimetergruppe 9 und 10) sind die Nie-

derschläge, die nach dem Erreichen des sommerlichen Maxi-

mums der Bodenwasserausschöpfung fallen, in 10 von 17

Untersuchungsjahren geringer als die zur Wiederauffüllung

der Bodenwasserdefizite erforderlichen Wassermengen.

Deshalb kam es in diesen Jahren zu keiner Sickerwasser-

bildung.

Das Maximum der jährlichen Neubildungsperiode wird bei

allen Böden in der überwiegenden Anzahl der Jahre im März

oder April erreicht, während aus der oberen Bodenzone

infolge Verdunstung bereits wieder Bodenwasser entnom-

men wird.

Die Dauer der Sickerwasserperiode beträgt im Durchschnitt

ca. 6 Monate. Sickerwasser, das im Verlauf der Sommermo-

nate in 3 m Tiefe das Lysimeter verlässt, resultiert aus der

winterlichen Neubildungsperiode. Nur in Ausnahmefällen

wie im August 1983 führen im Sommer Starkregenereig-

nisse zur erhöhten Sickerwasserbildung, d. h., GWN als eine

Reaktion auf einen „auslösenden Niederschlag“ (H

ELLEKES

1985) ist nur während der kurzen Phasen vollständiger Auf-

füllung zu verzeichnen. Die Sickerwasserbildung am Aus-

lauf des Lysimeters in 3 m Tiefe entspricht mengenmäßig

der Versickerung unterhalb der verdunstungsbeeinflussten

Bodenzone. Der zeitliche Verlauf resultiert aus einer Abfla-

chung und Phasenverschiebung der Sickerwasserwellen auf

dem Weg von der Unterkante der verdunstungsbeeinflussten

Bodenzone bis zum Lysimeterauslauf. Im Verlauf eines

hydrologischen Jahres (November bis Oktober) kann eine

Neubildungsperiode vollständig erfasst werden, wobei zu

Beginn des hydrologischen Jahres die Wiederauffüllung der

Bodenwasservorräte noch nicht abgeschlossen ist.

Bei den Lehm- und Lößböden liegen zwischen dem Zeit-

punkt der Wiederauffüllung und dem Beginn der Periode der

Ausschöpfung oft nur eine oder zwei Dekaden. Es kommt

auch vor, dass die Wiederauffüllung erst nach dem Beginn

der Vegetationsperiode erreicht wird.

Die im vorstehenden Kapitel beschriebene Diskontinuität

der Sickerwasserbildung beeinflusst auch die Stickstoff(N)-

Umsatz- und Transportprozesse erheblich.

An Hand der überwiegend geringen Austauschhäufigkeiten

und der geringen Verlagerungsgeschwindigkeit von Boden-

lösung (Abb. 4.1), kann für alle Böden der mangelnde

Zusammenhang zwischen jährlichem N-Saldo und N-Aus-

trag begründet werden. Deutliche Hinweise auf die zeitweise

Akkumulation von N-Bilanzüberschüssen in den Böden lie-

fert die Korrelation zwischen Sickerwassermenge und

Nitratkonzentration. Bei hohen Sickerwasserraten kommt es

nicht zu einem Verdünnungseffekt, sondern zu einem ver-

stärkten Austrag von akkumuliertem Stickstoff aus der Wur-

zelzone. Dieser Effekt ist standortabhängig (Höhe der N-Sal-

den, Sickerwassermenge und Austauschhäufigkeit der

49

Bodenlösung) und resultiert (im Mittel der Jahre) bei vor-

wiegend geringen Sickerwasserraten aus der Abfolge von

Trocken- und Feuchtjahren. Trockenjahre sind Jahre der

Akkumulation. Feuchtjahre führen zu erhöhtem N-Austrag.

Zum Schutz des Grundwassers wird eine Reduzierung des

Stickstoff-Auswaschungspotentials durch Bewirtschaf-

tungsbeschränkungen und Vorsorgemaßnahmen angestrebt.

Deren standortbezogene und langfristige ökologische Aus-

wirkungen gilt es nachzuweisen (H

ENNINGS & SCHEFFER

1999). Mit dieser Zielstellung werden die Brandiser Unter-

suchungen nachfolgend ausgewertet.

Im Ergebnis der Brandiser Lysimeterversuche stehen fol-

gende Messwerte zur Verfügung:

– mineralische N

-

Düngung und N-Einträge

– Niederschläge (nasse Deposition)

– N-Abfuhr durch das Erntegut

– N-Austräge über das Sickerwasser in 3 m Tiefe

Nach Flächenstillegungsmaßnahmen in den Jahren 1993 bis

1995 wurde 1996 auf den Lysimetern und dem umliegenden

0,66 ha großen Lysimeterfeld mit einer „umweltgerechten,

nachhaltigen feldbaulichen Nutzung“ begonnen. Zielstel-

lung ist ein „optimaler Flächenertrag ohne (bzw. mit gerin-

ger) Umweltbelastung“ – eine Bewirtschaftung nach den

Prinzipien des geschlossenen Stoffkreislaufs eines Land-

wirtschaftsbetriebes (Ökologischer Landbau). Auf Grund

dieses Bewirtschaftungswechsels werden hier nur die Jahre

1981 bis 1995 ausgewertet.

N-Abfuhr über das pflanzliche Erntegut [kg/(ha*a)]:

Die N-Mengen, die über das Erntegut der verschiedenen

Fruchtarten von den 8 Lysimeterböden abgeführt worden

sind, wurden jeweils als Mittel der drei Wiederholungen

berechnet. Es ist zu beachten, dass die einzelnen Fruchtarten,

bis auf das Wintergetreide, innerhalb der Beobachtungsreihe

von 1981 bis 1995 nur ein oder zweimal angebaut wurden,

die Ergebnisse also stark von der jeweiligen Witterung der

Anbaujahre abhängig sind.

N-Saldo [kg/(ha*a)]:

Auf Grundlage von N-Eintrag (nasse Deposition + minerali-

sche Düngung) und N-Entzug über die Pflanzen wurden für

die Fruchtfolge im Zeitraum von 1981 bis 1992 sowie für die

Jahre 1993 bis 1995 (Gras/Klee mit Umbruch, ohne Düngung)

mittlere N-Salden für die verschiedenen Böden ermittelt.

Die N-Düngung von durchschnittlich 130 kg/(ha*a) (1981

bis 1992) wurde von den einzelnen Böden im Mittel der

Jahre recht unterschiedlich verwertet. So wurde auf den

Lößböden durch die Pflanzen der N-Speicher im Boden über

die Düngegabe hinaus beansprucht, beim Sand dagegen die

Hälfte der N-Einträge nicht genutzt

Liegen die Werte für die Austauschhäufigkeit über 100 %

(z. B. bei Lysimetergruppe 5), wird die Bodenlösung im

Jahresverlauf vollständig ausgetauscht (d. h. im Fall der

Lysimetergruppe 5 mehr als 2 mal). Bei der überwiegenden

Anzahl der Böden ist der Austausch in Folge der Boden-

wasserausschöpfung sehr gering. Die Werte für die Aus-

tauschrate liegen unter 100 %. Eine hohe Ausschöpfung im

Sommerhalbjahr reduziert die winterliche Sickerwasser-

höhe, verzögert den jährlichen Beginn der Sickerwasserbil-

dung und damit den Beginn der Nitratauswaschung aus der

Wurzelzone. Diese Folgewirkungen treten in den Einzel-

jahren extrem in Erscheinung und werden insbesondere bei

bindigen Böden durch die Aufeinanderfolge mehrerer

Trockenjahre verstärkt. Im umgekehrten Fall bewirken

hohe Niederschläge und eine geringe Ausschöpfung im

Vorjahr eine überdurchschnittlich intensive Auswaschung

aus der effektiven Wurzelzone.

Je bindiger die Böden, d.h. je höher der maximal nutzbare

Bodenwasservorrat, um so höher ist auch die mögliche

Variabilität des Verlagerungsrisikos in den Einzeljahren.

Besonders hervorzuheben ist, dass in Einzeljahren auch die

Lysimeterböden 7 und 9 ein mittleres bis großes Verlage-

rungsrisiko aufweisen.

Nach dem Verlassen der Wurzelzone erfolgt der Weiter-

transport des ausgewaschenen Nitrats in der Dränwasser-

zone bis hin zum Grundwasser. Im Durchschnitt dauert es

noch rd. 2 bis 10 Jahre (je nach Bodenart) bis es zum Sicker-

wasserauslauf in 3 m Tiefe gelangt.

Die Ergebnisse zu den Berechnungen zur Austauschhäufig-

keit und zu den Verlagerungsgeschwindigkeiten von Boden-

wasser sind in Abb. 4.2 dargestellt.

Bei der Verwendung der Berechnungsergebnisse sollte

Berücksichtigung finden, dass beim tatsächlichen vertika-

len Wassertransport selten der gesamte Porenraum gleich-

mäßig durchströmt wird, wie es hier Grundlage der Berech-

nungen war.

Die Dynamik des monatlichen N-Austrags der verschiede-

nen Böden ist eng mit dem Jahresgang der Sickerwasser-

bildung gekoppelt.

In den leichten Sandböden ist die winterliche Wiederauffül-

lung des Bodenwasservorrats relativ schnell erreicht, so dass

in der Regel bereits im Januar ein Maximum der jährlichen

Sickerwasserperiode erreicht wird. In gleicher Weise zeigt

sich auch die innerjährliche Verteilung der monatlich ausge-

waschenen N-Mengen. Die größte N-Menge wird im Mittel

der Jahre 1981 bis 1992 demzufolge im Januar mit durch-

schnittlich 10 kg/ha ausgewaschen.

Beim Geschiebelehm (Lysimetergruppe 7) wird die größte

monatliche N-Menge im Durchschnitt der Jahre im März

ausgetragen.

50

 

Für den Lößstandort (Lysimetergruppe 9) liegt das Maxi-

mum der Sickerwasserbildungsperiode ebenfalls im März.

Auf Grund der sehr geringen N-Konzentrationen im Sicker-

wasser ist das Maximum der N-Auswaschung mit durch-

schnittlich 2,2 kg/ha aber erst im Mai zu verzeichnen.

Für überschlägige bzw. langfristige Wasserhaushaltsunter-

suchungen werden Mittelwerte der Wasserhaushaltsgrößen

benötigt. Auf Grund der hohen Persistenz trockener und

feuchter Jahre sollte die Reihe ausreichend lang sein, damit

davon ausgegangen werden kann, dass die Wasservorratsän-

derung im Boden nahezu „0“ ist. Bei der Verwendung der

Reihe 1981 bis 1997 ist zu berücksichtigen, dass dieser Zeit-

raum das Trockenjahr 1982 und die Trockenperiode von

1989 bis 1992 sowie die sich anschließenden feuchten Jahre

1993 und 1994 beinhaltet.

Anhand der Jahreswerte ist jedoch festzustellen, dass am

Ende der 17jährigen Messphase alle vorübergehenden, über

mehrjährige Trockenperioden existierenden Defizite nahezu

wieder ausgeglichen wurden.

Mit Blick auf die Darstellung der mittleren Jahresverläufe in

Abb. 4.3 soll die abschließende Diskussion zum mittleren

innerjährlichen Verlauf der Wasserhaushaltsgrößen wesent-

liche Erkenntnisse zusammenfassen:

• Von November bis Februar ist die Verdunstung auf allen

Böden gleich groß und entspricht in etwa der potentiellen

Verdunstung. Der verbleibende Niederschlagsanteil wird

zur Auffüllung der Bodenwasservorräte verwendet.

• Im März steigt auf Grund der klimatischen Bedingungen

die potentielle Verdunstung, wobei die reale Verdunstung

(da vorwiegend Wintergetreide in der Fruchtfolge)

geringfügig über der potentiellen Verdunstung liegt. Die

negative Bilanz des Bodenwasservorrats resultiert aus der

anhaltend hohen Versickerung aus dem Unterboden.

Auch im April sind bei höheren Niederschlägen und

Zunahme der Verdunstung bei allen Böden nahezu unver-

mindert hohe Sickerwassermengen zu verzeichnen.

• Erst im Mai gehen die Sickerwassermengen überall deut-

lich zurück.

• In Abhängigkeit von Bodenart und Ackerkultur erreicht

die Verdunstung im Mai (bei Wintergetreide), Juni oder

Juli (Grünland und Hackfrüchte) Höchstwerte, wobei die

potentielle Verdunstung (außer bei den leichten Böden)

deutlich überschritten wird. Die Entnahme aus dem

Bodenwasservorrat erreicht im Mittel der Untersuchungs-

jahre mit unterschiedlichen Ackerfrüchten bei allen

Böden bei einem vergleichsweise niedrigen Sommernie-

derschlag die höchsten Werte.

51

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1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

Tiefe in [dm]

Lys 1

Lys 4

Lys 5

Lys 7

Lys 8

Lys 9

Lys 10

Lys 11

 

• Im Juni und Juli wird der Bodenwasservorrat nicht mehr

so stark (außer bei den Lößböden) in Anspruch genom-

men. Dies hat in Bezug auf Einzeljahre verschiedene

Ursachen: hohe Niederschläge im Juni, Rückgang des

Wasserbedarfs der Pflanzen oder Aufbrauch der aus-

schöpfbaren Wassermengen.

• In den Monaten Juli bis November findet aus keinem der

3 m mächtigen Bodenmonolithe eine nennenswerte

Sickerwasserbildung statt. Der fallende Niederschlag und

die aus dem Boden entnommenen Wassermengen

(Abb. 4.3) werden im Juli

vollständig verdunstet. Dabei

ist die reale Verdunstung außer bei den Lößböden im Mit-

tel der Jahre geringer als die potentielle Verdunstung.

• Im August geht die reale Verdunstung im Vergleich zur

potentiellen Verdunstung noch weiter zurück, teils weil

die Ernte bereits erfolgt ist, die Ackerpflanzen im Reife-

stadium wenig verdunsten oder der Bodenwasservorrat

erschöpft ist. Die reale Verdunstung ist bereits etwas

geringer als der Niederschlag. Es entstehen die ersten

Rücklagen, so dass die Wiederauffüllung des Bodenwas-

servorrates beginnt.

• Im September geht die Verdunstung weiter zurück. Da

aber im Mittel der Jahre im September weniger Nieder-

schlag fällt als im August, bleibt es bei den geringen

Überschuss-/Wiederauffüllungsmengen. Bei den Löß-

böden sind Verdunstung und Niederschlag etwa gleich

groß. Im Oktober sind die gleichen Tendenzen zu ver-

zeichnen, nur ist nun auch bei den Lößböden die Verdun-

stung geringer.

Bei der Aufstellung von Nomogrammen zur Ableitung von

Jahreswerten der Sickerwasserbildung aus Niederschlag,

Verdunstung und verfügbarem Bodenwasservorrat ergeben

sich Probleme, da keine geeignete Abgrenzung des Bilanz-

zeitraumes (=Jahres) gelingt. Im Mittel der Jahre sind drei

Phasen zu verzeichnen:

– die Phase der Ausschöpfung von März bis Juli

– die Phase der Wiederauffüllung der Bodenwasservorräte

von August bis Dezember (auch bis Januar oder

Februar)

– die Phase der Sickerwasserbildung von Dezember

(Januar oder Februar) bis Juni.

Auf Grund der jährlichen Variabilität dieser Prozesse lässt

sich weder für das hydrologische Jahr (November bis Okto-

ber) noch für das Lysimeterjahr (April bis März) ein zufrie-

denstellender Zusammenhang zwischen Boden, Jahresnie-

derschlag und Sickerwassermenge in 3 m Tiefe herstellen.

Regressionsbeziehungen für das hydrologische Jahr entste-

hen erst, wenn das aktuelle Bodenwasserdefizit zu Beginn

des entsprechenden Bilanzjahres berücksichtigt wird. Dieses

jährliche bodenabhängige Bilanzdefizit kann aus Lysimeter-

oder Bodenfeuchtemessungen ermittelt werden. Wird als

Beginn des Jahres der April gewählt, ist es auf Grund der

Laufzeiten bis in 3 m Tiefe nicht möglich, eine vollständige

Neubildungsperiode zu erfassen.

• Bei gleicher Witterung und Bewirtschaftung wird die

Abflussbildung im Untersuchungsgebiet bei Böden mit

flurfernen Grundwasserständen primär durch die Sedi-

mente geprägt, die in der Elster- bzw. Saalekaltzeit

(Schmelzwassersande und Geschiebelehm) und der

Weichselkaltzeit (Sandlöß) zur Ablagerung kamen. Die in

Folge der bodenbildenden Prozesse wie u. a. Verbraun-

ung, Lessivierung (bei Fahlerden), Vergleyung und

Humusakkumulation (bei Schwarzerden) entstandenen

Bodentypen haben für die Abflussbildung sekundäre

Bedeutung, wobei Ausgangssubstrat und bodenbildende

Prozesse in genetischem Zusammenhang stehen.

52

-60

-40

-20

0

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NOV

DEZ

JAN

FEB

MÄR

APR

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JUN

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AUG

SEP

OKT

ETPGras

Top a

Top b

Top c

Top d

Pkorr

kWB

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NOV

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JUN

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ETPGras

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Verdunstung

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NOV

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JAN

FEB

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APR

MAI

JUN

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AUG

SEP

OKT

Top a

Top b

Top c

Top d

Sickerwassermenge

[mm/Monat]

[mm/Monat]

[mm/Monat]

• Für Gebietsuntersuchungen können die acht analysierten

Bodentypen zu vier „Versickerungstypen“ zusammen-

gefasst werden, ohne dass dadurch mit großen Fehlern bei

der Ermittlung des Gebietsabflusses zu rechnen ist.

• Auf den Geschiebelehmböden (Typ c) der Grundmoräne,

die auf Grund ihrer Entstehungsgeschichte eine große

räumliche Diskontinuität aufweisen (Kap. 3.3.1), ist bei

gleicher Witterung und Bewirtschaftung mit einer hohen

räumlichen Varianz der Abflussbildung zu rechnen.

• Im Unterschied dazu ist in Gebieten mit Schmelzwasser-

sanden und -kiesen (Typ a und b) und mit äolischen Abla-

gerungen (Typ d) bei gleicher Witterung und Bewirt-

schaftung mit einer relativ geringen räumlichen Varianz

der Abflussbildung zu rechnen.

• In Bezug auf die Verdunstung ist die Zuordnung zu den

Versickerungstypen nicht ganz so eindeutig. Hier sind

neben den physikalischen Eigenschaften der Ausgangs-

substrate auch die Bodenfruchtbarkeit innerhalb eines

Bodentyps und der aktuelle Zustand des Bestandes von

Einfluss.

Nachdem Standortuntersuchungen abgeschlossen sind,

besteht in den meisten Fällen der Wunsch, diese Ergebnisse

auf die Fläche zu übertragen. Deshalb wird nachfolgend

recherchiert, wie groß in Sachsen die Flächenanteile sind, für

die auf Grund ihrer Böden und hydrogeologischen Verhält-

nisse eine Übertragung der Brandiser Untersuchungen denk-

bar ist. Der sächsische Festgesteinsbereich und seine Rand-

bereiche wurden dabei nicht betrachtet.

Zunächst zeigte sich bei diesen Arbeiten, dass keine Karte

existiert, die die ”ungesättigte Zone” und die Reichweite

eines Brandiser Lysimeters vollständig beschreibt.

Legt man allein die Übersichtskarte der Böden des Freistaa-

tes Sachsen 1 : 400 000 (LfUG 1993) zugrunde, so reprä-

sentieren die Lysimeterböden die Bodengesellschaften im

Verbreitungsgebiet von Löß, Lößderivaten und Sand. Das

sind nach MANNSFELD & RICHTER (1995) rd. 67 % des säch-

sischen Lockergesteinsbereiches.

SÄMISCH (1990) hat auf Grundlage der Verteilung der

„Natürlichen Standorteinheiten (NStE) in % der Acker-

fläche“ (mit Stand von 1963) nach SCHILLING, BANNORTH &

SCHLICHT (1965) folgende Zahlen erarbeitet: Die Lysimeter

repräsentieren acht natürliche Bodenformen und sechs NStE

und damit 53 % des Ackerlandes der Neuen Bundesländer,

69 % des Ackerlandes von Sachsen und 49 % des Acker-

landes von Sachsen-Anhalt.

Mit Hinweis auf die Stellung der ungesättigten Zone im

Gebietswasserhaushalt sind Betrachtungen, die nur bis in

0,8 m bis 1 m Tiefe angestrebt werden, nicht ausreichend.

Um das Verständnis und einen Flächenbezug für die darun-

terliegenden hydrogeologischen Formationen zu erhalten,

wurden von DUTELOFF (1996) Untersuchungen auf Basis der

Geologischen Übersichtskarte 1 : 400 000 (GÜK 400, 1992)

vorgenommen. Diese Karte stellt die unmittelbar unterhalb

der in Zuständigkeit der Bodenkartierung befindlichen

Gesteine dar und repräsentiert damit die unteren 2/3 der

Lysimetermächtigkeit. Im Ergebnis einer stark vereinfa-

chenden Betrachtung, bei der davon ausgegangen wird, dass

die Unterschiede zwischen den Schmelzwassersanden der

Elster-Kaltzeit und der Saale-Kaltzeit sowie zwischen den

jeweiligen Grundmoränen vernachlässigbar sind, werden

den acht Lysimeterböden drei Gebiete zugewiesen:

– Gebiete mit Schmelzwassersanden

– Gebiete mit Geschiebelehm/-mergel

– Lößgebiete

Anhand der GÜK 400 lassen sich die Verbreitungsgebiete

von Schmelzwasserablagerungen der Saale- und Elster-Kalt-

zeit, Grundmoränen der Saale- und Elster-Kaltzeit sowie

Löß und Lößlehme ausgrenzen, womit folgende Flächen-

größen repräsentiert werden:

Schmelzwasssersande

1731 km

2

Grundmoränen

1026 km

2

Löß und Lößlehm

1766 km

2

gesamt

4523 km

2

Bei einer Gesamtfläche des Lockergesteinsbereiches in

Sachsen von 9.887 km

2

entspricht das etwa 46 % dieser

Fläche.

Die Untersuchungen ergaben auch, dass folgende geologi-

sche Einheiten durch Lysimeter bisher nicht repräsentiert

werden, so dass eine Ergänzung der Brandiser Lysimeter aus

folgenden hydrologischen Einheiten erforderlich ist:

– Endmoränen und Eisstausee-Ablagerungen

– Flussterrassen

– Auelehme

– tertiäre Schichten, die an der Oberfläche anstehen, sowie

– Gehängelehme.

Ziel der nachfolgenden Untersuchungen ist ein Vergleich zwi-

schen dem für die Einzugsgebietsfläche ermittelten Gesamt-

abfluss und den im vergleichbaren Zeitraum 1981-97 gemes-

senen Abflüssen am Gebietspegel Thekla. Die überwiegende

Anzahl der Lysimeterböden wurde im Einzugsgebiet der Par-

the gewonnen. Deshalb war es möglich, dass mittels Lysime-

termessungen ermittelte „Gesamtdargebot“ (unter Berück-

sichtigung der anstehenden Böden und der Flächenutzung)

auf die Einzugsgebietsfläche zu extrapolieren.

53

Rd. 74 % der Einzugsgebietsfläche werden landwirtschaft-

lich genutzt, wobei drei Lysimetergruppen mit jeweils 5 %,

28 % und 41 % vertreten sind (Abb. 4.4). Rd. 14 % der Ein-

zugsgebietsfläche sind Wald. Der hohe Bebauungsanteil von

8 % resultiert aus dem Flächenanteil der Stadt Leipzig, der

aber erst unterhalb des Bezugspegels Thekla in die Parthe

entwässert. Der Pegel Thekla hat ein Einzugsgebiet von

314 km

2

. Das sind 87 % des 366 km

2

großen Parthegebietes.

Um das Abflussverhalten im Einzugsgebiet besser beurteilen

und mit den über Lysimeter ermittelten Standortabflüssen

vergleichen zu können, wurden die am Pegel Thekla seit

1951 gemessenen Durchflüsse der Parthe (Tageswerte) ana-

lysiert. Mittels Ganglinienseparation nach dem Verfahren

DIGFA (SCHWARZE 1985) wurden die drei Abflusskompo-

nenten:

– langfristiger Basisabfluss

– kurzfristiger Basisabfluss und

– Direktabfluss

identifiziert und prozentual zum Gebietsniederschlag in

Beziehung gesetzt (MELLENTIN & HAFERKORN 1999).

Abb. 4.5 zeigt die mittleren Wasserhaushaltskomponenten

für den Vergleichszeitraum von 1981 bis 1997, ausgehend

von einem korrigierten Gebietsniederschlag von 660 mm.

Die Gebietsverdunstung resultiert bei der Gangliniensepara-

tion als Restgröße in einer Höhe von rd. 540 mm. Damit Ver-

gleiche möglich werden, erfolgte eine Umrechnung aller

Komponenten in mm/Zeiteinheit.

Der

stellt die eigentliche grund-

wasserbürtige Abflusskomponente dar und ist im Einzugs-

gebiet der Parthe mit

die größte Abflusskom-

ponente. Herkunftsraum sind die mächtigen Muldeschotter,

die im Parthegebiet den Hauptgrundwasserleiter bilden. Aus

dem Grundwasserleiter entnehmen die Wasserwerke Naun-

hof erhebliche Wassermengen, die zu 75 % außerhalb des

Parthegebietes im Stadtgebiet Leipzig genutzt werden. Mit

stellt diese Grundwasserentnahme einen

wesentlichen Anteil an der Gesamtbilanz dar und wird

deshalb berücksichtigt. Inwiefern sie vollständig dem lang-

fristigen Basisabfluss zuzurechnen ist, bleibt noch ungeklärt.

Der langfristige Basisabfluss ist auf Grund des großen

Retentions- und Translationsraumes im Einzugsgebiet die

einzige kontinuierliche, auch in Trockenzeiten fließende,

Komponente. Beim Standortwasserhaushalt ist dieser

Umsatzraum vergleichsweise sehr gering und es kann kein

horizontaler Austausch erfolgen. Deshalb kommt es u. a.

beim Standortwasserhaushalt zu einer erheblichen zeitlichen

Umverteilung der Abflussbildung (Abb. 4.6).

entstammt vorwiegend den obe-

ren lokalen Grundwasserleitern, die gut entwässerbar sind

und geringe Umsatzräume haben, so dass diese Abfluss-

komponente bereits großen Schwankungen unterliegt. Hin-

sichtlich des Abflussregimes am Standort handelt es sich

vorwiegend um verzögerten bodeninneren lateralen Abfluss,

der bei geschichteten Böden und Bodensättigung insbeson-

dere im Februar, März und April entsteht und der im Lysi-

meter nur vertikal zum Abfluss kommen kann.

entsteht als bodeninnerer latera-

ler Abfluss, der überwiegend nur bei Vorflutnähe abfluss-

wirksam wird.

ist Oberflächenland-

abfluss von versiegelten sowie gewässer- und

54

Braunerde-Fahlerde

28%

Wald

14%

Braunerde-Pseudogley

41%

Bebauung

8%

oberflächennahes

Festgestein

2%

Gewässer

2%

Erodierte Braunerde

5%

Verdunstung

83%

langsamer Basisabfluß

6%

schneller Basisabfluß

4%

Direktabfluß

3%

GW-Entnahme

4%

grundwassernahen Bereichen (Sättigungsflächen). Nur er ist

echtes Ereigniswasser, welches ohne bedeutsame Retention

zum Abfluss gelangt und damit der Bezeichnung Direkt-

abfluss im Sinne von Wasser „direkt aus dem Niederschlag“

gerecht wird.

Mittels Lysimeter werden alle Abflusskomponenten sum-

marisch als Gesamtabfluss gemessen. Aus den vergleichen-

den Untersuchungen zwischen Abflussbildung am Standort

und im Einzugsgebiet lassen sich folgende Schlussfolgerun-

gen ableiten:

• Auch im Einzugsgebiet bestimmt die hohe Ausschöpfung

des Bodenwasserspeichers durch die Verdunstung den

Wasserhaushalt. Nur 13 % (mit Grundwasserentnahme 18

%) des fallenden Niederschlages kommen zur Abflussbil-

dung. Der grundwasserbürtige Abfluss ist die wichtigste

Abflusskomponente.

• Unter den semiariden Bedingungen des Untersuchungs-

gebietes kommt es in Gebieten mit flurnahen Grund-

wasserständen im Sommerhalbjahr zu einer erheblichen

Zehrung aus dem Grundwasser.

• Durch die Wirkung des Grundwasserspeichers kommt

es zwischen Standort und Einzugsgebiet zu signifikan-

ten Unterschieden in der innerjährlichen Abfluss-

dynamik. Mengenmäßig kann eine Übereinstimmung

erzielt werden.

Diese Unterschiede im zeitlichen Verlauf der Abflusskom-

ponenten verweisen auf das unterschiedliche Systemverhal-

ten des Einzugsgebietes im Vergleich zum Standort. Von

einer Regionalisierung hydrologischer Größen kann also erst

dann gesprochen werden, „wenn der laterale Transport

berechnet wird und dabei Übertragungsbedingungen von

einem Rasterpunkt (bzw. Fläche) zum nächsten berücksich-

tigt werden, das heißt, auch hierbei räumliche Zusammen-

hänge einbezogen werden“ (KLEEBERG & CEMUS 1992).

Besonders beim Vergleich zwischen diffusen Stoffeinträgen

im Einzugsgebiet (z. B. Nitrat) infolge landwirtschaftlicher

Bewirtschaftung und der Höhe der das Einzugsgebiet mit der

Vorflut verlassenden Frachten gewinnen Fließweg, Fließ-

und Verweilzeiten des Wassers und seine Herkunftsräume

an Bedeutung. Wie mittels Ganglinienseparation gezeigt

werden konnte, spielt im Untersuchungsgebiet der Parthe

neben dem Herkunftsraum „ungesättigte Zone“ auch die

gesättigte Zone als Transport- und Umsatzraum eine ent-

scheidende Rolle.

55

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Nov

Dez

Jan

Feb

Mär

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

[mm/Monat]

Direktabflußbildung

Bildung des schnellen Basisabflusses

Bildung des langsamen Basisabflusses

GW-Entnahme

Gesamtabfluß am Standort (Lysimeter)

 

56

Trinkwasser ist das wichtigste Lebensmittel. Es wird aus

Grundwasser, Oberflächenwasser und Uferfiltrat gewonnen.

Die Dargebote dieser sich erneuernden Ressourcen müssen

hinsichtlich Menge und Güte bewirtschaftet und geschützt

werden. Eines der nachhaltigsten Instrumente des Gewäs-

serschutzes stellt die Ausweisung von Trinkwasserschutz-

gebieten dar.

Die Festsetzung eines Wasserschutzgebietes steht im Ermes-

sen der zuständigen Wasserbehörde und erfolgt durch

Rechtsverordnung, wenn die Belange der Allgemeinheit es

erfordern (§19 WHG, §46 und 48 SächsWG).

Wasserschutzgebiete, die auf der Grundlage des Wasser-

gesetzes der DDR vom 02.07.1982 festgesetzt wurden, gel-

ten nach § 139 SächsWG weiter, wenn das WHG dem nicht

entgegen steht.

Überarbeitungen und Neubearbeitungen von Schutzgebieten

erfolgen im Einvernehmen mit den Staatlichen Umwelt-

fachämtern, wenn

– das Wasservorkommen schutzwürdig, schutzbedürftig

und schutzfähig ist und

– der Gewässerschutz nicht auf andere Weise sichergestellt

werden kann.

Die Durchsetzung eines ausreichenden Gewässerschutzes

zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit mit Trink-

wasser bei Entscheidungen zur Entwicklung neuer und

bestehender Siedlungsräume erfordert ein verantwortungs-

volles Verwaltungshandeln auf der Grundlage fachtechnisch

und naturwissenschaftlich begründeter Unterlagen. Tab. 5.1

zeigt die Entwicklung der Trinkwasserschutzgebiete im

Freistaat Sachsen. Der hohe Anteil der Schutzgebiete an der

Landesfläche verdeutlicht den verantwortungsvollen

Umgang mit den für die Trinkwasserversorgung nutzbaren

Dargeboten.

von Aufhebungen und von Überarbeitungen bestehender,

z. T. unvollständiger Wasserschutzgebiete auf der Grund-

lage des aktuellen Regelwerkes nur um rund 25 % verringert.

Zur Sicherung eines einheitlichen Verwaltungshandelns der

fachtechnischen und Wasserbehörden erfolgt die Ermes-

sens- und Entscheidungsfindung zur naturwissenschaftlich

begründeten Ausgrenzung und zur Erstellung von Rechts-

verordnungen zur Festsetzung der Schutzgebiete seit dem

30.09.1998 nach der Handlungsanleitung Wasserschutz-

gebiete (SMUL 1998). Danach ist der Verfahrensträger die

zuständige Wasserbehörde. Das LfUG ist seit 1992 auf

Antrag für die Erstellung und Bewertung der hydrogeologi-

schen/hydrologischen Gutachten zuständig.

Als fachliche Grundlage für die Erstellung der Wasser-

schutzgebietsgutachten werden die DVGW-Arbeitsblätter

W 101 (Grundwasser) und W 102 (Oberflächenwasser)

angewendet. Für die Erstellung von Wasserschutzgebiets-

gutachten erarbeitete das LfUG zwei Empfehlungen:

– Materialien zur Hydrogeologie – Trinkwasserschutz in

Quellgebieten (1997)

–

Materialien zur Wasserwirtschaft – Empfehlungen für

Trinkwasserschutzgebietsgutachten für Grundwasser (1998)

Für die Bearbeitung der Schutzgebiete im LfUG wurde zur

Absicherung des personellen und finanziellen Aufwandes

mit Gründungserlass des SMUL vom 30.10.1997 die Pro-

jektgruppe „Gutachten für Trinkwasserschutzgebiete“ gebil-

det. Dem Gründungserlass folgte am 06.12.2000 ein Erlass

zur Fortführung der Projektgruppe bis zum 31.12.2002. Die

Fortführung wurde insbesondere mit der Änderung des

SächsWG durch den Art. 5 des Haushaltbegleitgesetzes

2001 und 2002 vom 14.12.2000 begründet, wonach künftig

der Begünstigte eines Wasserschutzgebietes den Ausgleich

für erhöhte Anforderungen der ordnungsgemäßen land- oder

forstwirtschaftlichen Nutzung an den Ausgleichsberechtig-

ten leistet. Somit werden u. a. die begünstigten Wasserver-

sorger auf angemessene Schutzgebietsausweisung drängen.

Aufgaben der Projektgruppe sind:

– Vergabe von Aufträgen an Dritte zur Erarbeitung von

hydrogeologischen Gutachten

– Bestätigung von hydrogeologischen Gutachten, die von

Dritten vorgelegt werden

– Erstellung von hydrogeologischen Gutachten

Bisher wurden beim LfUG über 250 Anträge zur Gutachten-

bearbeitung gestellt. Davon konnten 185 Verfahren (Stand

12/2000) abschließend bearbeitet werden. Hierbei sind auch

Anträge berücksichtigt, die nach Prüfung der Antragsunter-

lagen wegen fehlender Schutzwürdigkeit des Wasserein-

zugsgebiets storniert wurden oder für die im Ergebnis der

Gutachtenbearbeitungen keine Schutzfähigkeit ausgewiesen

bzw. Empfehlungen zur Festsetzung eines Wasserschutzge-

bietes gegeben werden konnten.

Anzahl

2055

1796

1424

1186

Fläche in km

2

2410

2223

2222

2000

Anteil an

Landesfläche in %

13,1

12,1

12,1

10,9

Seit 1990 wurden zahlreiche Wasserfassungen wegen des

sinkenden Wasserbedarfes stillgelegt und fast 50 % aller vor

1990 bestehenden Wasserschutzgebiete aufgehoben. Die

Gesamtfläche der Schutzgebiete hat sich jedoch als Folge

 

57

Schutzzonengutachten bzw. Ausgrenzungsvorschläge für

Oberflächenwasser werden in der Regel von der LTV Sach-

sen vorgenommen und dem LfUG zur Bestätigung vorge-

legt. Hierzu erfolgt die Einbeziehung des zuständigen Refe-

rates Oberflächenwasser im LfUG. Bisher wurden vier

Verfahren abschließend bearbeitet.

Schutzzonengutachten für Heilquellen spielten bis 2000 nur

eine untergeordnete Rolle. Im Rahmen eines Heilquellen-

schutzprojektes des Landkreises Vogtland wird derzeit mit

Fördermitteln der EU unter fachlicher Begleitung von LfUG

und StUFA Plauen ein länderübergreifender Vorschlag zur

Ausweisung von Heilquellenschutzgebieten erarbeitet. Die-

ser soll als weiterführende Präzisierung der LAWA-Richt-

linie für Heilquellenschutzgebiete (LAWA 1998) zur

Anwendung kommen. Es ist vorgesehen, die im Landkreis

Vogtland bestehenden Heilquellenschutzgebiete nach die-

sem Vorschlag zu überarbeiten.

In diesem Abschnitt werden beispielhaft ausgewählte Fälle

aus der Arbeit der Staatlichen Umweltfachämter Bautzen,

Chemnitz, Leipzig und Plauen dargestellt.

Die Grundwassersituation in den Stadtgebieten von Niesky,

Görlitz und Königsbrück ist durch komplexe Grundwasser-

schadensfälle mit LHKW geprägt. Die Hauptkontaminanten

bei allen Schadensfällen sind die Einzelstoffe Trichlorethen

und Tetrachlorethen. Diese Stoffe gehören zur Gruppe der

synthetischen Lösungsmittel. Sie fanden auf Grund ihres

hervorragenden Lösevermögens vielfältige Anwendung

z. B. in chemischen Textilreinigungen und in der metallver-

arbeitenden Industrie.

In den Stadtgebieten Niesky und Görlitz gelten mehrere alt-

lastverdächtige Industriestandorte als potentielle Quellen für

die Kontaminationen. Der Grundwasserschadensfall im

Stadtgebiet Königsbrück geht überwiegend von altlastver-

dächtigen militärischen Liegenschaften aus. Die Schadherd-

zuordnungen und Kontaminationseingrenzungen konnten

durch die bisher durchgeführten Altlastenuntersuchungen

noch nicht abgeschlossen werden.

Zur Überwachung der örtlichen Grundwasserverhältnisse

hat das StUFA Bautzen die Errichtung und den Betrieb von

Sondermessnetzen initiiert. Die Messnetze werden zweimal

jährlich durch die Umweltbetriebsgesellschaft beprobt.

Im östlichen Stadtgebiet von Niesky befinden sich die Was-

sergewinnungsanlagen der Stadtwerke Niesky AG, für die mit

Beschluss vom 22.12.1983 ein Trinkwasserschutzgebiet fest-

gesetzt wurde. 1991 wurden im Rahmen von Rohwasserun-

tersuchungen des Betreibers an 3 der 6 Versorgungsbrunnen

Grundwasserkontaminationen mit LHKW nachgewiesen.

Im nördlichen Anstrom zu den Wassergewinnungsanlagen

befindet sich ein komplexes Industriegebiet mit metallverar-

beitenden Unternehmen und Industriebrachen, die nach der

Branchenzuordnung als potentielle Verursacher für die Kon-

taminationen anzusehen sind. Die bisherigen Untersuchun-

gen zur Grundwasserbeschaffenheit lassen darauf schließen,

dass die Schadstoffe überwiegend von Eintragsquellen aus

diesem Gebiet stammen, z.B. ist eine Beteiligung der

Betriebsdeponie des Waggonbaus Niesky nicht auszusch-

ließen (UMWELTBÜRO GMBH VOGTLAND 1999) .

Das durch den Betreiber des Wasserwerkes im Rahmen der

Eigenkontrollpflicht nach § 60 SächsWG durchgeführte

Grundwassermonitoring ist zur Gewinnung fundierter Aus-

sagen und Prognosen zur Schadstoffentwicklung nicht aus-

reichend. Aus diesem Grund wurde im Führjahr 2001 mit

dem Betrieb des Sondermessnetzes begonnen. Das Messnetz

besteht aus 16 Grundwassermessstellen. Für das tiefenorien-

tierte Grundwassermonitoring in dem bis 30 m mächtigen

Grundwasserleiter wurden 2 Messstellengruppen mit 3 Mess-

stellen und eine Messtellengruppe mit 4 Messstellen einbe-

zogen. Abb. 5.1 zeigt die Lage der Messstellen im Unter-

suchungsgebiet und Tab. 5.2 die Beschaffenheitsergebnisse

der Frühjahrsbeprobung 2001.

Derzeit kann keine Trendwende in der Beschaffenheitsent-

wicklung für das Schutzgut Grundwasser festgestellt wer-

den. Die Schadstoffbelastungen mit LHKW im pleistozänen

Grundwasserleiter erfordern die Weiterführung eines quali-

fizierten Grundwassermonitorings.

Das Grundwasser im zentralen Stadtgebiet von Görlitz ist

großflächig mit LHKW kontaminiert. Die vorgefundenen

Schadstoffkonzentrationen liegen teilweise um ein Viel-

faches über den Geringfügigkeitsschwellen der LAWA.

Die Messergebnisse des seit 1997 betriebenen Sondermessnet-

zes sowie durchgeführte und laufende Erkundungen zur

LHKW-Kontamination des Grundwasserleiters im Stadtgebiet

Görlitz zeigen, dass die pleistozäne Hauptrinnenstruktur zwi-

schen August-Bebel-Platz und Pontestraße besonders stark

belastet ist. Eine Ausbreitung der Kontamination in Richtung

Grenzgewässer Neiße hat jedoch bisher nicht stattgefunden.

Ursachen sind vermutlich die lokal gespannten Grundwasser-

verhältnisse und Exfiltrationen in den Pontekanal.

Die räumliche Schadstoffverteilung und die Beschaffenheits-

muster weisen auf das Vorhandensein mehrerer LHKW emit-

tierender Schadherde hin. Als mögliche Kontaminations-

herde kommen sowohl altlastverdächtige Standorte in der

pleistozänen Hauptrinne als auch drei Altstandorte im

Bereich einer Wasserscheide in Betracht. Als einer der Haupt-

verursacher werden die ehemaligen Feinoptischen Werke in

der Arndtstraße vermutet. Einen weiteren Kontaminations-

schwerpunkt bildet mit LHKW-Gehalten > 100.000 μg/l das

Umfeld der Justizvollzugsanstalt, wo früher Leistungen für

die Feinoptischen Werke erbracht wurden.

58

∑

0,1

1,3

5,1

11,9

0,3

0,1

0,42

0,22

0,34

0,23

0,37

0,1

4,31

10,84

31,53

49,67

3

0,71

7,6

0,72

8,32

0,1

1

10

100

4654S00010

4654S00020

4654S00030_1

4654S00030_2

4654S00030_3

4654S00040_1

4654S00040_2

4654S00040_3

Trichlorethen

Tetrachlorethen

Summe LHKW

Konzentration [µ g/l]

Messstellen

0,1

0,1

0,1

Das Sondermessnetz Görlitz besteht aus 9 Grundwassermess-

stellen und 6 Schacht- bzw. Bohrbrunnen (Abb. 5.2). In

Tab. 5.3 werden die Beschaffenheitsergebnisse der Früh-

jahrsbeprobung 2001 für die Hauptkontaminanten darge-

stellt. Eine Tendenz zur Konzentrationsabnahme der Schad-

stoffe konnte nicht beobachtet werden.

Im Zuge von weiterführenden Untersuchungen der LHKW-

Kontamination ( INGENIEURBÜRO FÜR WASSER UND BODEN

POSSENDORF 1999) wurden 27 neue Grundwassermessstellen

errichtet. Das Sondermessnetz wurde optimiert und besteht

wegen der Großräumigkeit der Kontamination und den

hohen Schadstoffkonzentrationen nun aus 20 Messstellen.

59

∑

95

10

23,6

2,8

23,3

1160

0,17

0,1

1340

109,92

1192,9

0,17

3630

4100

5,5

268000

5,4

844

889

10,4

35,52

4593,2

5112,1

29,77

269461,2

31,2

0,1

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

4855 5030

4855 5040

4855 5050

4855 5051

4855 5052

4855 5053

4855 5060

4855 5061

4855 5092

Trichlorethen

Tetrachlorethen

Summe LHKW

Konzentration [µ g/l]

Messstellen

0,17

 

Dabei konnten Messstellen mit Negativbefund und für Pro-

bennahmen ungeeignete Brunnen durch neue Messstellen

ersetzt werden.

1992 wurde bei Trinkwasseruntersuchungen im Versor-

gungsgebiet Königsbrück unerwartet eine hohe Belastung

mit Trichlorethen festgestellt. Weiterführende Untersuchun-

gen an Wasserfassungen im Stadtgebiet Königsbrück erga-

ben hohe Belastungen des Grundwassers mit Trichlorethen

als Hauptkontaminanten und mit Tetrachlorethen (G

OLD-

BACH 1993).

Als potentielle Verursacher der Kontaminationen wurden

die südlich der Pulsnitz gelegenen militärischen Liegen-

schaften ermittelt. Die im Rahmen von Erkundungen gewon-

nenen Untersuchungsergebnisse belegen, dass eine

Verfrachtung der Schadstoffe bis zur Grundwasser-

leiterunterkante stattgefunden hat. Auf Grund der hydrogeo-

logischen Verhältnisse im Untersuchungsgebiet muss von

mehreren Schadstoffausbreitungspfaden ausgegangen wer-

den. Das kontaminierte Grundwasser infiltriert im ober-

flächennahen Bereich in den Vorfluter Pulsnitz und breitet

sich auch in nordwestlicher Richtung aus.

Das Sondermessnetz Königsbrück besteht aus 2 Einfach-

und drei Mehrfachmessstellen. Abb. 5.3 zeigt die Lage

der Grundwassermessstellen im Untersuchungsgebiet. In

Tab. 5.4 werden Beschaffenheitsergebnisse der Frühjahrsbe-

probung 2001 dargestellt:

Die Auswertung der Analysenergebnisse ergab nach einem

zwischenzeitlichen Anstieg nun eine fallende Tendenz für

den Hauptkontaminanten Trichlorethen. Andere LHKW

sind von untergeordneter Bedeutung.

Der Betrieb der Sondermessnetze Niesky und Görlitz ist mit-

tel- bis langfristig erforderlich. Für das Sondermessnetz

Königsbrück ist ein Betrieb bis zum Jahr 2002 vorgesehen,

über eine Weiterführung wird in Abhängigkeit vom Güte-

trend entschieden.

Ab dem Jahr 2002 wird der Summenparameter AOX in das

Parameterspektrum aufgenommen, um für die Chlororga-

nika Plausibilitätskontrollen durchführen zu können.

Bericht des Staatlichen Umweltfachamts Plauen

Im Rahmen des Altlasten-Modellstandort-Programms

(MOST) des Freistaates Sachsen wurde der westlich der

Zwickauer Mulde gelegene Teil des Stadtgebietes von

Zwickau von 1994 bis 2000 untersucht. Anlass für die Aus-

wahl als Modellstandort war u. a. die Überlagerung der Fol-

gen des ehemaligen Steinkohlenbergbaus mit denen konven-

tioneller Altlasten im urbanen Raum. Projektträger war die

Stadt Zwickau. Die Arbeiten wurden durch die HGN Hydro-

geologie GmbH in Zusammenarbeit mit der vom StUFA

Plauen geleiteten MOST-Arbeitsgruppe, bestehend aus dem

Sächsischen Landesamt für Umwelt und Geologie, der Was-

serwerke Zwickau GmbH und der GVV mbH, Bergwerk

Zwickau, ausgeführt (HGN HYDROGEOLOGIE GMBH

2000).

60

Das Ziel der Untersuchungen bestand in der Erfassung und

komplexen Bewertung von Grundwasserschäden konventio-

neller Altlasten sowie der Grundwasserbeeinflussung im

Bereich der Bergsenkungsgebiete und in den teilweise

defekten Abwassersystemen.

Die Bearbeitung des MOST Zwickau erfolgte als integrale

Altlastenbehandlung in 3 Stufen.

In der Stufe 1 wurde 1994 eine Kenntnisstandsanalyse zum

Modellstandort realisiert.

Die Stufe 2 wurde 1995-1996 durchgeführt und bestand vor-

rangig in der Nacherhebung und Präzisierung zur histori-

schen Erkundung, in der Luftbildauswertung und -interpre-

tation sowie in der Prüfung der Durchführbarkeit einer

geohydraulischen Modellierung.

Die Stufe 3 gliederte sich in die Phasen 3.1 und 3.2.

Die Phase 3.1 wurde 1996/97 durchgeführt und beinhaltete

die komplexe Untersuchung des Schutzgutes Grundwasser

unter Berücksichtigung der vorhandenen Altlasten und Ver-

dachtsflächen sowie die Abwehr von drohenden oder akuten

Gefahren für Mensch und Umwelt. Dazu wurden aus der

systematischen und integralen Altlastenbewertung abgelei-

tete technisch-laborative Arbeiten realisiert. Es wurden u.a.

14 Grundwassermessstellen errichtet, 64 Grundwasserpro-

ben analysiert und die Monitoringnetze „Grundwasserstand“

und „Grundwassergüte“ installiert. Aus mehreren Stichtags-

messungen an jeweils über 100 Grundwassermessstellen

wurden Grundwassergleichenpläne erstellt. Bei der karto-

grafischen Darstellung und Auswertung der Grundwasser-

kontaminationen wurden drohende Gefahren erkannt (z. B.

Grundwasserabstrom der Teerfabrik Aschenborn auf der

Leipziger Straße zur Kleingartenanlage Nordlicht). Es

wurde eine zusammenfassende komplexe hydrochemische

Bewertung durchgeführt, eine vorläufige Bewertung des

Gefährdungspotenzials gegeben und Schwerpunkte für den

Handlungsbedarf zur Gefahrenabwehr genannt.

Die Phase 3.2 wurde 1998/99 durchgeführt und beinhaltete ein

Grundwassermonitoring, eine geohydraulische Modellierung

und eine altlastenbezogene Komplexinterpretation. Die

Grundwasserkontaminationen im MOST-Gebiet konnten auf-

grund des umfassenden Monitorings wesentlich deutlicher als

bei früheren Untersuchungen erkannt werden. In Teilberei-

chen wurden signifikante Verschlechterungen der Grund-

wasserbeschaffenheit ermittelt. Besonders auffällig waren

61

∑

30,8

16,7

4940

210

12,3

3

1,1

18,56

211,36

15,42

42,9

0,51

0,74

0,66

0,67

5104

44,14

32,58

0,1

1

10

100

1000

10000

4749 5020

4749 5021

4749 5030

4749 5031

4749 5050

4749 5060

Trichlorethen

Tetrachlorethen

Summe LHKW

Konzentration [µ g/l]

Messstellen

 

– sich ausweitende Kontaminationen von halogenierten

Kohlenwasserstoffen,

– eine ansteigende, scheinbar „urbane“ Hintergrundbela-

stung durch MKW,

– fortdauernde standortspezifische Belastungen im Umfeld

sanierter bzw. langzeitig gesicherter Altlasten (z.B. ehe-

malige Kokereien, Teerfabrik Aschenborn, Chemische

Fabrik Breithauptstraße),

– Trichterförmige Grundwassertiefstellen (Grundwasser-

dellen) im Bereich der Innenstadt und des Stadtteils

Schedewitz.

Ein wesentliches Ergebnis war die gutachterliche Feststel-

lung, dass für bewirtschaftetes Grundwasser im oberen

Grundwasserleiter keine Gefahren von den im Einzugs-

bereich von Grundwasserdellen liegenden Altlasten und

Verdachtsflächen zu besorgen sind. Das bedeutet, dass

– Betreiber von Brauchwasserbrunnen (Kleingartenanla-

gen, Autowaschanlagen, Grundwasserhaltungen bei Bau-

vorhaben usw.) das Grundwasser ohne Bedenken nutzen

können, solange sie weit genug außerhalb der Grundwas-

serdellen liegen, das bestehende hydraulische System

durch die Entnahme nicht nachteilig gestört wird und

andere Kontaminationsquellen keine Gefahr verursachen

und

– eine Sanierung der Grundwasserschäden innerhalb der

Grundwasserdellen nicht drängend ist (wenn nicht andere

Umstände das verlangen), da die Schadstofffahnen zu den

Zentren der Grundwasserdellen strömen und die z. T.

defekten Abwassersysteme Mitverursacher der Dellen

sind und somit das Abwassersystem der Stadt Zwickau als

„Altlasten-Wasserreinigungsanlage“ (unter Beachtung

der Reinigung in der Zentralkläranlage Crossen) funktio-

niert.

Die Ursachen für die Grundwasserdellen müssen noch auf-

geklärt werden, weil das kontaminierte Grundwasser bei

natürlichen Abflusswegen an unerwarteten Stellen wieder

auftauchen kann. Im Rahmen der unter Federführung des

LfUG 1995-1999 durchgeführten „Komplexuntersuchung

zu Auswirkungen des ehemaligen Steinkohlenbergbaus im

Raum Oelsnitz-Zwickau“ und des von der EU im Programm

INTERREG II C geförderten Teilprojektes „Beherrschung

und Nutzung der Bergbaufolgewirkungen im ehemaligen

Steinkohlenbergbaugebiet Zwickau“ wurden 1999 – 2001

Untersuchungen durchgeführt und Vorschläge für weitere

Arbeiten unterbreitet.

Als Werkzeug zur Gefährdungsabschätzung wurde 1998/99

ein nummerisches dreidimensionales GW-Strömungs- und

Schadstofftransportmodell aufgebaut. Zur Vorbereitung der

geohydraulischen Modellierung wurde bereits in der Stufe

3.1 eine Datei mit Daten von 359 überwiegend neuen geolo-

gischen Aufschlüssen, hydraulischen Durchlässigkeiten,

Pumpversuchsauswertungen u. a. aufgebaut.

Im Ergebnis der Bearbeitungsphase 3.2 wurden u. a. fol-

gende Maßnahmen vorgeschlagen:

– Weiterführung des Grundwassermonitorings,

– präzisierte Ermittlung des Schadstoffeintrags aus relevan-

ten Altlasten in die Gewässer,

– Fortschreibung der Gefährdungsbeurteilung im Rahmen

des Monitorings unter Berücksichtigung des natürlichen

Abbaus von Schadstoffen im Grundwasserabstrom

– Klärung der Transportvorgänge und des Verbleibs von

Schadstoffen in den Grundwasserdellen.

Die Ergebnisse der modellhaften Altlastenbehandlung nutzt

die Stadt Zwickau zur Ableitung des Handlungsbedarfs für

die Untersuchung und Sanierung der Altlasten. Weiterhin

dienen sie als wichtige Grundlage bei der Umsetzung der

EU-Wasserrahmenrichtlinie. Die Bedeutung für den Kennt-

niszuwachs, das Handeln von Vollzugs- und Fachbehörden

sowie die Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf analoge Pro-

blemstellungen wurde in den Schlussfolgerungen und in

einem Maßnahmenkatalog erläutert.

Bericht des Staatlichen Umweltfachamts Chemnitz

Das ehemalige Fluatwerk befindet sich im nördlichen Stadt-

gebiet von Glauchau innerhalb der Talaue der Zwickauer

Mulde. Auf dem Gelände war seit ca. 1890 chemische Indu-

strie angesiedelt. Die Produktionsschwerpunkte lagen in der

Cadmiumverarbeitung und der Herstellung von Fluaten,

Antimonsalzen und Borax. Der unsachgemäße Umgang mit

den eingesetzten Stoffen führte zu erheblichen Verunreini-

gungen von Boden und Grundwasser mit Cadmium, Fluorid

und lokal mit Antimon und Blei.

Die nach 1990 entstandene Industriebrache sollte zu einem

Gewerbe- und Industriegebiet umprofiliert werden. Auf dem

weniger belasteten Bereich des Fluatwerksgeländes (süd-

licher Teil) wurde eine moderne Lagerhalle errichtet, die im

nördlichen Teil über vier Andockstellen für LKW verfügt.

Die daran angrenzende und noch brach liegende, hoch bela-

stete Teilfläche B2 des Fluatwerkes sollte als Zufahrt bzw.

Abstellfläche für LKW hergestellt werden.

Am Standort sind zwei hydraulisch voneinander getrennte

Grundwasserleiter ausgebildet. Das Druckpotential des

gespannten 2. Grundwasserleiters liegt ca. 1 m über dem des

1. Grundwasserleiters.

Die umfangreichen Bodenuntersuchungen ergaben auf einer

Fläche von 3.800 m

2

etwa 18.000 m

3

hochkontaminierten

Boden, wovon ca. 6.500 m

3

in der gesättigten Zone lagen.

62

Wegen mangelnder Aushärtung der Dichtwandmasse

musste diese in zwei Bereichen gegen eine Fertigsuspension

mit höherem Bindemittelgehalt ausgetauscht werden.

Im Februar 2000 war der Dichtwandbau abgeschlossen

(Abb. 5.5). Nach der Baustellenberäumung wurde die Ober-

flächenversiegelung in Form einer Asphaltschicht aufge-

bracht. Mitte April 2000 war die gesamte Baumaßnahme

beendet und die Fläche konnte zur Nachnutzung freigegeben

werden (Abb. 5.6).

Neben den Eignungsprüfungen und Labortests zur Einhal-

tung der Qualitätsparameter des Dichtwandmaterials ist im

Rahmen der Qualitätssicherung die Messung der Grundwas-

serstände innerhalb und außerhalb des gekapselten Berei-

ches vorgesehen. Dazu stehen je drei Grundwassermessstel-

len in beiden Bereichen zur Verfügung. Vier der Messstellen

waren bereits während der Baumaßnahme vorhanden, die

Messstellen GWM 5 und GWM 6 wurden nach Abschluss