innovationsnetzwerk klimaanpassung brandenburg berlin ... · dresden-pillnitz, 31.03.2010 hagen...
TRANSCRIPT
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
InnovationsNetzwerk KlimaAnpassungBrandenburg Berlin „INKA BB“ - TP 21:
„Instrumentarien für die nachhaltige regionale wasserwirtschaftliche Planung und Entwicklung
- Beispiel Lausitz“
Brandenburgische Technische Universität Cottbus (BTU), Lehrstuhl Hydrologie und Wasserwirtschaft (Projektkoordination)
Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV)
DHI-WASY GmbH Berlin - Dresden
Institut für Wasser und Boden (IWB) Dresden
Förderung: Bundesministerium für Bildung und ForschungProjektkoordination: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V.
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Untersuchungsgebiet INKA BB
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Klima an-
gepasste Regional- planung
Gesund- heits-
manage- ment
Wasser-management Landnutzung
Wissen zu regionalisierten Klimaszenarien
Wissenstransfer
Facharbeitsgruppen (in und zwischen einzelnen Feldern)
Struktur INKA BB
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Organisationsstruktur TP 21
…- LfULG …
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Untersuchungsgebiet
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Entwicklung Sümpfungswassermengen
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000Jahr
0
5
10
15
20
25
30
35
40Sü
mpf
ungs
was
sere
inle
itung
en [m
3 /s]
Spree
Schwarze Elster
Daten: LMBV und Vattenfall Europe Mining
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Entwicklung Abflüsse Pegel Leibsch UP
Grobbilanz am Pegel Leibsch Juli 2006 (LUA Brandenburg,
2007)
[m³/s]
Abflussbildung des unbeeinflussten Gebietes (ca. 3 000 km²)
2,00
Sümpfungswasseraufkommen 10,0
Niedrigwasseraufhöhung durch Talsperren
6,00
Nutzungsverluste der Großkraftwerke
-3,50
Übrige Nutzungsverluste (insbesondere Teichwirtschaften)
-3,50
Infiltrationsverluste Bergbau -5,00
Verdunstungsverluste Spreewald -5,50
Bilanzabfluss Pegel Leibsch ca. 0,50
„aus ökologischen Gründen erforderlicher Mindestabfluss“
4,00
Qök = 4,00 m3/s
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Schwarze Elster / Senftenberg (24.08.2006)
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Versauerungszustand der Lausitzer Tagebauseen (Stand 2004)
±Cottbus
Vetschau
SB Bärwalde
SB Lohsa II
SB Dreiweibern
Scheibe See
SB Burghammer
Klinger See
Gräbendorfer See
Greifenhainer See
Bischdorfer See
Schönfelder SeeLichtenauer See
Schlabendorfer See
Bergheider See
Finsterwalde
Hoyerswerda
Sedlitzer See
Skadoer See
Koschener See
Spremberg
Schwarze Pumpe
Lauchhammer
A 15
A 13
Spree
Schwarze
Elster
Spree
Drehnaer See
Stiebsdorfer See
Calau
Drebkau
Lauta
Senftenberg
Senftenberger See
Großräschen
Heidesee
KleinleipischGrünhauser See
Laubusch
Kortitzmühle
LugteichNeuwieser See
Blunoer Südsee
Sabrodter See
Bergener See Spreetal-NO
Neupetershain
FlussAutobahn
Ortschaft
Tagebauseen pH-AktuellpH <3,0
pH = 3,0...4,5
pH = 4,6...6,5
pH >6,5
keine Angaben
Welzow
Ruhland
Boxberg
Ilse See
0 10000 20000Meters
Janu
ar 2
005,
BTU
Cot
tbus
, LS
Hyd
rolo
gie
und
Was
serw
irtsc
haft
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Erhöhung der Sulfatfrachten durch Überlagerung von Aktivbergbau
und SanierungsmaßnahmenSulfateinträge in die Spree
aktiver Bergbau
Bergbaufolgeseen
Grundwasser Lausitz
Berlin
Abstrom, Lausitz
110.000 - 140.000 t/a
20.000 - 100.000 t/a ?
~ 100.000 t/a ?
80.000 - 100.000 t/a ?
20m3/s = 600 Mio. m3/a
250 bis 500 mg Sulfat /L
Ohne Gegenmaßnahmen Anstieg der SO4 - Konzentration in der Spree bei Spremberg teilweise > 650 mg/l
Quelle: Luckner, 2005
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Technisch-technologische Maßnahmen zur Minderung der stoffhaushaltlichen
Probleme in der Lausitz
• Weiterbetrieb der Grubenwasserreinigungsanlagen bei aktivem Bergbau
• Konditionierung am oder im Bergbausee mit neutralisierenden Einsatzstoffen (Kalk, Dolomit, Asche, ...)
• Chemotechnische Verfahren im Bergbausee (Elektrolyse, Fällung, ...)
• Biologische Verfahren im Bergbausee und zur Nachsorge (biogene Alkalinisierung, interne und externe Sulfatreduktion, ...)
Bei den drei letzten Verfahren sind Nebenbedingung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit noch nachzuweisen!
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Klimawandel: Trend im Niederschlag 1951-2003
Quelle: Gerstengarbe et al., 2008
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Klimawandel (STAR) Änderungen bis 2050
Mittelwert [K]Lufttemperatur
Quelle: Gerstengarbe et al., 2008
Mittelwert [mm]Niederschlag
Mittelwert [mm]Klimatische Wasserbilanz
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Ziele TP 21
Schrittweise Weiterentwicklung und Anpassung von miteinander verknüpften regionalen Bewirtschaftungs- und Steuerungswerkzeugen an sich verändernde Klimabedingungen
Beitrag zur Bewältigung der zukünftigen flusseinzugsgebietsbezogenen Wasser-und Stofffluss- und -umsatzprobleme
Beitrag zur Lösung bzw. Minderung der Nutzungskonflikte durch die zu entwickelnden Strategien und Handlungsoptionen unter Einbeziehung der Unsicherheiten (Dargebot, Bedarf, Klima,...) sowie Berücksichtigung von Wassermenge und -güte
Bisher im Rahmen der wasser- und stoffhaushaltlichen Sanierung in der Region getätigteInvestitionen und erreichten Erfolge sind zu bewerten, durch Nachsorge zu sichernund zukunftswirksam zu gestalten
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
PCGEOFIM Grundwassermodell
der LMBV
WBalMo Wasserbewirtschaftungs-
modell der Länder
GSM Spree Gütesteuermodell
der LMBV
Modelle für die Wasserbeschaffenheit
in Tagebauseen (Projekt 112)
Instationäre Grundwasserströme
Stochastische Szenarien des Wasserdargebots
Hydrogeochemische Mischreaktormodelle
Knotenpunktbilanzmodell
Gekoppeltes Wasserbewirtschaftungs- und Wasserbeschaffenheitsmodell
für die Fließgewässer und Tagebauseen im oberen Einzugsgebiet der Spree
Modellbausteine
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
SPB Scheibe
Sprey
ScheibeScheibe
12
Spreewitz
Burg-neudorf
BärwaldeSp
ree
Dür
bach
erFl
iess
BärwaldeBärwalde
Schwarzer Schöps
Burghammer
SpreetalNO
SpreetalNO
Dreiweibern
Spre
eVersVers
VersVers
VersVers
VersVers
VersVers WWWW
GWRATzschellnGWRA
Tzschelln
DargDarg
DargDarg
AbstromAbstrom
AbstromAbstrom
DargDarg
DargDarg
BiFiBiFi
Systemschema Obere SpreeBilanzpunkt Menge
78910
19
20
21
22
23
24
25
26
28
WBalMo Bilanzprofil
BiFiBiFi Binnenfischerei
VersVers Versickerungsverlust
------ Nutzer
Flutung / Ausleitung
DargDarg Dargebot
AbstromAbstrom GW Abstrom
TBTB Sümpfungswasser Tagebau
BiFiBiFi
BiFiBiFiUhyst
DargDarg
BiFiBiFi
BiFiBiFi
VersVers
13
15
16
17
DargDarg
27
6
KraftwerkBoxberg
KraftwerkBoxberg
BiFiBiFi
VersVers
14
BiFiBiFi
Verteiler
klimatische Wasserbilanz
Grundwasserstrom
Bilanzpunkt Menge und Beschaffenheit
Speicherbereich
SPB Bärwalde
SPB
NOMSNOMS
TF1/2TF1/2WRSWRS
NMSNMS
Burg-hammerBurg-
hammer
Drei-weibernDrei-
weibern
Innen-kippe
Innen-kippe
SPB Dreiweibern
SPB Burghammer
SPB Lohsa II
Kleine Spree
Klei
ne S
pree
Lieske
Spreewiese
Rietschen
Särichen
Kringelsdorf
Schw
arze
r Sch
öps
Wei
ßer S
chöp
s
VersVers BiFiBiFi
NeißeNeiße
Publick
DargDarg
DargDarg
BiFiBiFi
TBTB TBTB
2
4
1
BiFiBiFi
3 BiFiBiFi5AbstromAbstrom
AbstromAbstrom
BiFiBiFi
DPKDPK
KlimaKlima
Boxberg
SeeSee
SeeSee
SeeSee
Standgewässer
GWS 3GWS 3
Schu
lenb
urgk
anal
VerdVerd
VerdVerd18
11
Modell – aktuelles Systemschema Obere Spree
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
Sul
fat [
mg/
L]
0
1
2
3
4
5
Dur
chflu
ss [m
³/s]
Durchfluss (mittleres Dargebot) mittleres Dargebot
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
Sul
fat [
mg/
L]
0
1
2
3
4
5D
urch
fluss
[m³/s
]
Durchfluss (mittleres Dargebot) Sulfat
Kleine Spree - Burgneudorf
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
Sul
fat [
mg/
L]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Dur
chflu
ss [m
³/s]
Durchfluss (mittleres Dargebot) mittleres Dargebot
Spree - Zerre
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
Sul
fat [
mg/
L]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Dur
chflu
ss [m
³/s]
Durchfluss (mittleres Dargebot) mittleres Dargebot
Spree – oh. Zufluss Kleine Spree
Speichersystem Lohsa II
Kleine Spree - Burghammer
Referenzvariante: Beschaffenheit der Fließgewässer (2008 - 2035)
Sulfat
Sulfat
Sulfat
Sulfat
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
•dito•Vollständige Überleitung in die erweiterte Restlochkette Maßnahme C
•4,2•2,9•670•Scheibe
•Gewässerabdichtung im Speicher Lohsa II zur Verringerung des Grundwasserabstroms Maßnahme E.1•Grundwasserbehandlung im Dammbereich zwischen Lohsa II und Burghammer Maßnahme E.2
•Ausleitsteuerung mit dem GSM Spree•2,6•3,1•1.000•Burghammer
•Grundwasserbehandlung und -abwehr im südlichen Zustrombereich zum Teilbecken DP Kolpen Maßnahme D
•Bewirtschaftung des Speichers auf einem hohen Stauniveau (Minderung des kippenbeeinflussten Grundwasserzustroms) Maßnahme B
•1,7•3,1•600•Lohsa II
•Kein (dauerhaft neutral)•Kein•-0,6•7,3•170•Dreiweibern
•Kein (durch einmalige In-lake- Wasserbehandlung dauerhaft neutralisiert)
•ggf. als Verdünnungswasser für die Spree durch bevorzugte Bewirtschaftung Maßnahme A
•0,4•3,6•280•Bärwalde
•mmol/L•mg/L
•KB4,3•pH•Sulfat
•Potential zur Minimierung der Nachsorge
•Potential zur Minderung der
Sulfatkonzentration in der Spree
•Wasserbeschaffenheit 2008
•Tagebausee
Bewirtschaftungsvarianten – Maßnahmenkatalog
Dresden-Pillnitz, 31.03.2010 Hagen Koch, BTU Cottbus
Vielen Dank!