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Sächsisches Oberbergamt
6. Bergbaukonferenz 7. Mai 2008
Bergbaubedingte Folgeschäden an der Infrastruktur:
„Sanierung der Siedlungsentwässerung und Grundwasserhaltung im Bereich des Grundwasserdepressionstrichters Zwickau-Schedewitz“
Dr. Rainer Bergner, Sächsisches Oberbergamt, Referat 12, AltbergbauDr. Regina von Fircks, Wasserwerke Zwickau GmbH, Bereich Betrieb
Sächsisches Oberbergamt
Geländemodell
Sächsisches Oberbergamt
Gestein Stratigraphie Mächtigkeit
Auffüllung, rezente Ablagerungen, Boden (aQh) GWL1 0,5 m bis 50 m
- - - - - - -
- - - - - - - Auelehm (lfQh) GWSt1 0,5 m bis 2 m
°. ° . ° . ° . ° .
. ° . ° . ° . ° . ° Auensand- und -kies (kfQWh-h) GWL2 1 m bis 5 m
Leukersdorf-, Planitz-, Härtensdorf- Rotliegendformation (P1)
GWSt2
-
Geologisches NormalprofilHydrogeologie dominiert durch GWL 2 – „Muldenschotter“Auelehm lokal stark gestörtAuffüllung besitzt nachgeordnete Bedeutung / kaum Messstellen
„Hauptgrundwasserleiter“
Geologie / Hydrogeologie
Sächsisches Oberbergamt
Unterströmung der Mulde nach LfUG 2005:
Gemäß Isotopenanalyse an Vorhandenen Grundwasser-messstellen
Sächsisches Oberbergamt
Modellgebiet:
1280 m (NS) x 1180 m (WE)
324 Zeilen x 159 Spalten
1,5 km²
5 Layer
257.580 Zellen
Netzauflösung bis 5 m (in Depression)
LfUG Modell Zwickau
Lupe Schedewitz
Modellgebiet und Diskretisierung
Sächsisches Oberbergamt
Kalibrierung
Mittlerer Fehler bei stationärer Kalibrierung <5%
Entspricht +/- 0,32m
(Das heißt Abweichung zwischen modellierten und gemessenen Grundwasserständen)
Sächsisches Oberbergamt
Ausgangssituation
Modell „Lupe Schedewitz“ wurde auf der Grundlage des Visual Modflow-LfUG Modells Zwickau erstellt
speziell detaillierte Nachbildung der Drainagewirkung der Abwassersammler, Angepasste Diskretisierung
Modell wurde kalibriert und Istzustand nachgebildet (stationär / instationär)Variantenberechnungen wurden durchgeführt
Variante 0: 0.1 - Grundvariante bzw. Referenzvariante / 0.2 - zusätzliche Dichtwand
Variante 1: 1.1 - Brunnenvariante / 1.2 - zusätzliche Dichtwand
Variante 2: 2.1 - Horizontalfilterbrunnen / 2.2 - zusätzliche Dichtwand
Sächsisches Oberbergamt
Bisherige Lage der Dichtwand
(Variante 0.2):
Umströmung im N und S
verbleibender Eintrag Wasser aus Richtung Mulde in Entwässerungssystem:
Niedrigwasser: 500 – 700 m³/d
Hochwasser: 800 – 900 m³/d
Ziel der Optimierung:
o.g. Mengen reduzieren
Sächsisches Oberbergamt
Optimierte Lage der Dichtwand (Var 0.2):
Ausdehnung von Rotliegendhochlage (Höhe Breithauptstraße) im N bis zur Rotliegendhochlage(Kreuzung Bahnstraße / SchedewitzerStraße / Äußere Schneeberger Straße) im S
Zusätzliche Abwinkelung zur vollständigen Abriegelung der Zuströme notwendig
(Mengen wie vorher)
Sächsisches Oberbergamt
Anpassung der Variante 1.2 – Brunnengalerie + Dichtwand:
Reduzierung der Anzahl der Brunnen durch reduzierte Wassermengen möglich
Noch zwei Bereiche mit insgesamt 7 Brunnen notwendig (gegenüber 3 Bereichen mit 16 Brunnen bei kürzerer Dichtwand)
Auswirkungen analog zu Var. 0.2
Sächsisches Oberbergamt
Anpassung der Variante 2.2 – Horizontalfilterbrunnen + Dichtwand:
Reduzierung der Anzahl der Filterstränge durch reduzierte Wassermengen möglich
Noch zwei Bereiche mit insgesamt 6 Filtersträngen notwendig (gegenüber 14 Filtersträngen mit insgesamt 18 Schächten bei kürzerer Dichtwand)
Auswirkungen analog zu Var. 0.2
Sächsisches Oberbergamt
Differenz Var. 0.2 zu Referenzzustand:
Veränderung der Grundwasserstände
Zusätzliche weiträumige Absenkung
Bei Hochwasser ist Absenkung analog
Sächsisches Oberbergamt
Auswirkungen der optimierten Dichtwand Var. 0.2:
Ausdehnung des Absenkungstrichters
Verstärkte Absenkungen unmittelbar westlich der Spundwand (1 m bis 4,4 m) *)
Weitere Absenkungszone zwischen der Äußerer Schneeberger Straße und Bahnstraße (um etwa 0,4 bis 2,4 m) *)
Auch weitere Absenkung im Zentrum um bis zu 2 m *)
östlich Spundwand – Aufstau von ca. 0,2 m bis 0,9 m (Maximum auf Höhe der Schedewitzer Brücke) *)
*) Weitere Untersuchungen sind erforderlich (Genehmigungsfähigkeit!)
Sächsisches Oberbergamt
Differenz Var. 2.2 zu Referenzzustand:
Veränderung der Grundwasserstände
Zusätzliche weiträumige Absenkung
Sächsisches Oberbergamt
Differenz Var. 1.2 zu Referenzzustand:
Veränderung der Grundwasserstände
Zusätzliche weiträumige Absenkung
Sächsisches Oberbergamt
Ergebnisse der Optimierung:Unter der Annahme vollständig gegebener Funktionsfähigkeit kann mit neuer Lage der Dichtwand Zustrom aus Richtung Mulde nahezu vollständigunterbunden werden.Im Bereich der gegenwärtigen Absenkung sind noch ca. 300 – 400 m³/d zu heben (gegenüber 1000 – 1200 m³/d bei kürzerer Dichtwand)Dazu sind alle betrachteten Varianten in der Lage.Bei den Varianten Brunnengalerie und Horizontalfilterbrunnen kann die Anzahl der Elemente aufgrund der geringeren Wassermenge jeweils reduziert werden.Die optimierte Dichtwand führt zu größeren Absenkungen und damitErhöhungen des Flurabstandes westlich der Dichtwand.
Schlussfolgerungen:Variantenbetrachtung sollte auf die optimierte Dichtwand (und die unterschiedlichen Kombinationen) beschränkt werden.
Sächsisches Oberbergamt
Ergebnisse des Variantenvergleiches
Alle betrachteten Varianten sind technisch machbar
Sie unterscheiden sich durch:
Investitionskosten und
Betriebskosten
Spezifische Betriebskosten für Wasserhebung und Wasserbehandlungnotwendig
Separate Betrachtung der Instandsetzung Siedlungsentwässerung möglich
Sächsisches Oberbergamt
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit