Hydrogeologisches Gutachten

Hydrogeologisches Gutachten

Hydrogeologisches Gutachten

zum Aufschluss der Anschlusslagerstätte „Großer Anger“ für den

KIESSANDTAGEBAU BARLEBEN

Unternehmen: Kies- und Baustoffwerke Barleben Wiedersdorfer Straße 3

39126 Magdeburg

Verantw. Bearbeiter: M. Eng. T. Kriese

Datum: 15.06.2017

Inhaltsverzeichnis

1. Anlass ... 5

2. Allgemeine Angaben ... 5

2.1 Abbaukonzept für den geplanten Tagebau „Großer Anger“ ... 5

2.2 Untersuchungsgebiet ... 7

2.3 Bergbau ... 7

2.4 Schutzgebiete ... 7

2.5 Altlasten - Verdachtsflächen ... 8

2.6 Grund- und Oberflächenwasserentnahmen ... 9

3. Durchgeführte Feldarbeiten ...10

4. Hydrographisch - hydrologische Situation ...10

5. Klima ...12

6. Geologie und Hydrogeologie ...12

6.1 Allgemeine geologische Situation ...12

6.2 Geologische Verhältnisse im Lagerstättengebiet ...13

6.3. Hydrogeologische Verhältnisse ...15

6.3.1 Hydrogeologische Kennzeichnung der Schichtenfolge ...15

6.3.2 Hydraulische Parameter des Grundwasserleiters ...16

6.3.3 Hydrodynamische Verhältnisse ...17

6.3.4 Wasserstandsgang ...19

6.3.5 Grundwasserneubildung ...26

7. Hydrochemische Verhältnisse ...27

7.1 Hydrochemischer Kenntnisstand ...27

7.2 Beschaffenheitsprognose ...33

7.2.1 Bewertungsgrundlagen ...33

7.2.2 Beschaffenheit der geplanten Kiesseen „Großer Anger“ ...36

8. Beschreibung des vorhabensbedingten Eingriffs ...38

8.1. Entstehung eines Abgrabungsgewässers ...38

8.2 Wasserhaushaltsbilanz für die Auskiesungsfläche ...38

8.3 Grundwasserströme ...40

8.4 Grundwasserstand ...40

8.5 Flurabstandsverhältnisse / Geländeüberflutungen ...43

8.6 Oberflächenwasserströme...43

8.7 Wasserqualität ...44

9. Konfliktanalyse ...45

9.1 Grund- und Oberflächenwassernutzungen ...45

9.2 Bebauungen und Verkehrswege ...45

9.3 Landwirtschaft ...45

9.4 Natur und Landschaft ...46

9.5 Altlastenstandorte ...47

10. Zusammenfassende Eingriffsbewertung ...47

Literaturverzeichnis ...49

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1 Kiessandabbau „Großer Anger“, Ganglinien der Messstellen KBB im Untersuchungszeitraum von Jan. 2002 – April 2016 ... 20 Abb. 2 Wasserstandsganglinie für die Messstelle Barleber See LP (37350001) im

Zeitraum von 1978-2015 (Quelle: LHW) ... 21 Abb. 3 Wasserstandsganglinie für die Messstelle Barleben (37350073) im Zeitraum von

1984-2016 (Quelle: LHW) ... 22 Abb. 4 Wasserstandsganglinie für die Messstelle MD-Barleber Chaussee (38350168) im

Zeitraum von 1994-2016 (Quelle: LHW) ... 23 Abb. 5 Tiefenprofil des Adamsees (südlicher Teil), 05.05.2015 ... 32 Abb. 6 Tiefenprofil des Adamsees (nördlicher Teil), 05.05.2015 ... 33 Abb. 7 Schematische Darstellung zum Einfluss eines Baggersees auf den

Grundwasserstand ... 41 Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 Altlastverdachtsflächen im Anstrom des Planungsgebietes „Großer Anger“ ... 8 Tabelle 2 Grund- und Oberflächenwasserentnahmen im Untersuchungsgebiet ... 9 Tabelle 3 Hauptzahlen der Grund- und Oberflächenwassermessstellen ... 24 Tabelle 4 gemittelte Vor-Ort-Parameter im Tagebau Barleben für den Zeitraum von

1997 bis 2015 ... 31 Tabelle 5 gemittelte An- und Kationen im Tagebau Barleben für den Zeitraum von

1997 bis 2014 ... 31 Tabelle 6 gemittelte Nährstoffe im Tagebau Barleben für den Zeitraum von 1997 bis

2014 ... 31 Tabelle 7 Trophie-Index-Zuweisung in der Gruppe der geschichteten Seen (> 5 ha)

im Norddeutschen Tiefland ... 35 Tabelle 8 Berechnung der Ausspiegelung nach Abbauende ... 40 Tabelle 9 Reichweite der Grundwasserabsenkung und -aufhöhung ... 42 Anlagenverzeichnis

Anlage 1: Übersichtsplan (M 1:100.000)

Anlage 2: Planungsgebiet Kiessandtagebau „Großer Anger“ (M 1:25.000) Anlage 3: Schutzgebiete und Altlastverdachtsflächen (M 1:25.000)

Anlage 4: Mächtigkeit des Grundwasserleiters (M 1:25.000)

Anlage 5: Hydrogeologischer Schnitt SW – NE (M h 1:200, v 1 :4.000) Anlage 6: Hydroisohypsenplan vom 07.06.2016 (M 1:25.000)

Anlage 7: Grundwasserneubildung (M 1:25.000)

Anlage 8: Abbaubedingter Eingriff in den Wasserhaushalt (M 1:10.000) Anlage 9: Erwartete Hydroisohypsen nach Abbauende (M 1:10.000)

Anlage 10: Auswirkungen des abbaubedingten Eingriffs in den Wasserhaushalt (M 1:10.000)

Anlage 11.1: Überschwemmungsfläche Hochwasserereignis (M 1:5.000) Anlage 11.2: Hochwasserereignis – Lage Schutzwall (M 1:5.000)

Anhänge

Anhang I: Bohraufschlüsse

Anhang II: Grund- und Oberflächenwassermessstellen im Untersuchungsgebiet Anhang III: Wasseranalytik Tagebau Barleben

1. Anlass

Die Firma Kies- und Baustoffwerke Barleben GmbH & Co. KG Wiedersdorfer Straße 3

39126 Magdeburg - nachfolgend KBB -

betreibt gegenwärtig im Norden von Magdeburg einen Kiessandtagebau innerhalb des Bergwerksfeldes Barleben (Nr.: III-A-E-f-804/90/216). Derzeitig produziert der Betrieb zwi- schen 450.000 und 650.000 t/a an Sanden und Kiesen. Es wird davon ausgegangen, dass die innerhalb des Bergweksfeldes Barleben noch anstehenden Restvorräte in ca. drei Jahren erschöpft sind. Zur Wahrung der Versorgungssicherheit der Baustoffindustrie im Großraum Magdeburg beabsichtigt die KKB den Aufschluss einer Anschlusslagerstätte östlich des ge- genwärtigen Abbaugebietes und südlich des Barleber Sees I. Diese Lagerstätte befindet sich in der Gemarkung Magdeburg und wird unter der Flurbezeichnung „Großer Anger“ geführt.

(siehe Anlage 1).

Im vorliegenden hydrogeologischen Gutachten werden die derzeitigen hydrologisch – hydro- geologischen Verhältnisse im Raum Barleben – Rothensee und die möglichen Auswirkungen des geplanten Kiesabbaus auf Natur und Umwelt, insbesondere den Wasserhaushalt, be- stehende Wassernutzungen und Altlasten dargestellt.

Dieser Bericht stellt eine Aktualisierung der „Hydrogeologischen Studie zum Aufschluss einer Zusatzfläche für den Kiessandtagebau Barleben“ (SCHRÖDER, 2008) dar.

2. Allgemeine Angaben

2.1 Seen im Untersuchungsgebiet

Diese beiden Seen entstanden durch die Nassgewinnung von Kiesen und Sanden der Kies- und Baustoffwerke Barleben. Die bergbaulichen Aktivitäten wurden Ende 1999 ein- gestellt

- „Barroseen“:

Diese beiden Seen entstanden aus einer ehemaligen Ton- sowie teilweise Kies- und Sandgewinnung, welche vermutlich vor Ende des 2. Weltkrieges eingestellt wurde.

- „Adamsee“:

Der Adamsee stellt die gegenwärtige Kies- und Sandgewinnung der KBB innerhalb der Grenzen des Bergwerkseigentums Barleben dar.

- „Barleber See I“:

Der Barleber See I ist im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts entstanden. Die gewonnenen Kiese und Sande wurden nahezu ausschließlich beim Bau des Mittellandkanals verwen- det.

- „Barleber See II“:

Dieses Gewässer entstand durch die Kies- und Sandgewinnung des VEB Zuschlagstoffe Haldensleben und der Nachkiesung durch die KBB. Im Jahr 1994 wurde die Rohstoffge- winnung endgültig eingestellt.

- „Großer Anger“:

Der „Große Anger“ ist ein grundeigenes Feld nach Bundesberggesetz, in dem zwei Kies- seen entstehen, welche durch den Burgenser Weg getrennt bleiben. Die Untersuchung der möglichen Auswirkungen der Rohstoffgewinnung im „Großen Anger“ ist Gegenstand des vorliegenden Hydrogeologischen Gutachtens.

2.2

Die Kiessandlagerstätte „Großer Anger“ befindet sich im Dreieck zwischen dem Barleber See im Norden, der Bahnstrecke Magdeburg – Stendal im Westen und der Autobahn 2 im Südosten. Der jetzige von der KBB betriebene Tagebau, der „Adamsee“, liegt westlich der Bahnstrecke in der Gemarkung Barleben. Anlage 2 zeigt den gegenwärtigen Planungsstand zum Neuaufschluss Tagebau „Großer Anger“.

Der Kiessandabbau ist in der Elbaue aufgrund des geringen Flurabstandes der Grundwas- seroberfläche ausschließlich im Nassschnitt möglich. Da das Abbaufeld durch die Zufahrts- straße von der Ortslage Barleben zum Barleber See (Burgenser Weg) durchquert wird, ist eine Zweiteilung des Tagebaus erforderlich. Insgesamt umfasst der geplante Abbau eine Fläche von ca. 93 ha, wobei das Südfeld zwischen der BAB 2, der Bahnlinie und dem Bur- genser Weg eine Fläche von ca. 32,3 ha besitzt und das Nordfeld zwischen der Bahnlinie, dem Fließgewässer Schrote und dem Burgenser Weg ca. 60,7 ha einnimmt.

Die gewinnbaren Vorräte belaufen sich im Südfeld auf rund 4,8 Mio. t und im Nordfeld auf rund 9,3 Mio. t. Insgesamt können im Abbaugebiet “Großer Anger“ ca. 14,1 Mio. t an Sanden und Kiesen gewonnen werden.

Ausgehend von einer mittleren Produktionsmenge von 550.000 t/a ergibt sich für die Lager- stätte “Großer Anger“ eine Nutzungsdauer von rund 25 Jahren.

Parallel zum fortschreitenden Abbau sollen Geländegestaltungsarbeiten und die Wie- dernutzbarmachung des Abbaugeländes erfolgen. Durch den Wiedereinbau von Abraum und nicht verwertbaren Sanden können die Seeuferlinien gestaltet und Flachwasserbereiche an- gelegt werden. Nach Abbauende wird die gesamte Wasserfläche ca. 67 ha umfassen, wovon ca. 47,5 ha nördlich und ca. 19,5 ha südlich der Straße liegen werden.

2.3 Untersuchungsgebiet

Das Untersuchungsgebiet für die hydrogeologische Bearbeitung zum Abbaufeld „Großer Anger“ berücksichtigt eine Fläche, die deutlich größer ist, als das Gebiet, welches möglich- erweise durch die geplante Auskiesung beeinflusst werden könnte. Aus hydrologischer Sicht ist folgende Abgrenzung sinnvoll:

im N: Grundwasserscheide zwischen den Grundwasser-Teileinzugsgebieten des unteren Ohrelaufes und der Schrote/Sülze/Barleber Seen, die zwischen alter B 189 (Kanalunterführung) und Abstiegskanal etwa dem Mittellandkanal folgt.

im W: ca. 1 km westlich der Ortslage Barleben

Das unterirdische Einzugsgebiet, in welchem sich das Abbauvorhaben befin- det, reicht im W bis in die Hohe Börde bei Hohenwarsleben – Hermsdorf – Groß Ammensleben. Für die Untersuchungen im Rahmen der vorgelegten Studie ist jedoch nur der innerhalb der Elbaue liegende Teil mit dem Verbrei- tungsgebiet der Elbschotter relevant.

im S: Linie Neustädter See /Ortsrand Rothensee im E: Abstiegskanal Rothensee

Der Abstiegskanal stellt wie die Elbe aufgrund der hydraulischen Einbindung in den Grundwasserleiter im hydrologischen Sinne eine Berandung des be- trachteten Strömungsraumes dar.

2.4 Bergbau

Die im Umfeld bestehenden Wasserflächen Barleber See I und II, Barrosee und Neustädter See I und II sowie einige kleinere Gewässer sind durch Auskiesung und Tonabbau (Barro- seen) entstanden. Im derzeit von der KBB betriebenen Tagebau Barleben wird die Aus- kiesung auf der Grundlage zugelassener Rahmen- und Hauptbetriebspläne fortgesetzt.

2.5 Schutzgebiete

Das Untersuchungsgebiet liegt im Landschaftsschutzgebiet 0015MD „Barleber-Jersleber See mit Elbniederung“ (siehe Anlage 3). Wasser-, Naturschutz- und FFH-Gebiete sind im Unter- suchungsgebiet nicht vorhanden. Das ausgewiesene Überschwemmungsgebiet der Schrote erstreckt sich bis auf den östlichen Teil der Abbaufläche. Als im ökologischen Sinne wertvolle Biotope sind die bestehenden größeren und kleineren Fließ- und Stillgewässer inklusive de- ren Begleitgrün zu beachten.

2.6 Altlasten - Verdachtsflächen

Auf dem geplanten Abbaufeld „Großer Anger“ befinden sich keine Altlasten bzw. Altlastver- dachtsflächen. Die teilweise großflächigen Altlasten des Industriegebietes Rothensee mit hohem Schadstoffpotential liegen eindeutig außerhalb des Strömungsraumes sowie der vor- habensbedingten Auswirkungen auf das Schutzgut Wasser und werden hier nicht betrachtet.

Die Verdachtsflächen im Bereich der Ortslage Barleben, die teilweise im Oberstrom des be- stehenden Tagebaus Barleben liegen, sowie eine Fläche am Nordwestrand des Industriege- bietes Rothensee (Kranbau Barleben) sind in Anlage 3 verzeichnet und tabellarisch aufgelis- tet. In der Tabelle 1 sind die Altlastverdachtsflächen aufgelistet, die im Anstrombereich des geplanten Abbaus liegen.

Tabelle 1 Altlastverdachtsflächen im Anstrom des Planungsgebietes „Großer Anger“

ALVF-Nr. Objekt

47167 Alter Schweinestall und Hausmülldeponie Barleben 47004 Autowaschanlage Barleben

47160 Farbspritzerei Gorka Barleben 47158 Fuhrunternehmen Moers Barleben

48228 Hausmülldep. Rothenseer Straße (Kleingartenkolonie) Barleb 48226 Müllkippe an der Großen Sülze Barleben

48227 Müllkippe in der Grund Barleben 47165 LPG-Wirtschaftshof Barleben 47157 Hof Zachau Barleben 47171 LPG-Tankstelle Barleben 47054 Wilde Müllkippe Barleben 47166 Elektromotorenwerk Barleben

48161 Sumpfgebiet/Richtung Rothensee Barleben 47225 Kfz-Betrieb an der B 189 Barleben

47226 Deponie E'der Großen Sülze Barleben 47006 Ententeich, Barleben-Grund

47162 Ehem. Tankstelle a. d. Autobahn Barleben 47168 Ehem. Rinder- u. Schweineanlage Barleben 47170 Alte Schafställe Barleben

47172 LPG-Werkstatt Barleben

48160 Lagerhalle,wilde Deponie Barleben 47161 Autohaus u. Werkstatt Sixtus Barleben 47163 Ehem. Tankstelle Freydank Barleben 47164 Alte Tankstelle Barleben

46b Kranbau Barleben

2.7 Grund- und Oberflächenwasserentnahmen

Von den Unteren Wasserbehörden (UWB) des Bördekreises und der Stadt Magdeburg wur- den die Grund- und Oberflächenwasserentnahmen für das Untersuchungsgebiet zugearbei- tet (siehe Tabelle 2).

Tabelle 2 Grund- und Oberflächenwasserentnahmen im Untersuchungsgebiet

Name Reg.-Nr. Entnahme Koordinaten Q max

von Hochwert Rechtswert 10³ m³/a LK Bördekreis

Energieversorgung Magde- burg AG

70/02/089/93 Grund- wasser

5787290 678891 0,005 Betriebsgemeinschaft „Hotel

Sachsen-Anhalt“

IV/66.3.3/110/96 Grund- wasser

5786885 678363 0,9 Agrargenossenschaft eG

Magdeburg-Nord

70.20.06/024/2015 Grund- wasser

5788757 678796 291,55 Anglerverband Untere Ohre IV/66.3.11/29/2000 Große Sülze 5786359 679611 2,0 Ecole Stiftung 70.20.06/201/2014 Grund-

wasser

5787466 679275 0,5 Stadt Magdeburg

Entnahme zur Bewässerung Grünanlage

Großer Barrossee

0,2 5 Entnahmen am Nordufer

zur Bewässerung Grünanla- ge

Barleber See I

0,147

Stegelitzer Str. zur Bewäs- serung der Grünanlage

Grundwas- ser

0,52 Grabower Str. zur Bewässe-

rung der Grünanlagen

Grund- wasser

0,16 Parchauer Str. zur Befeuch-

tung von Schlacke

Grund- wasser

0,5 Bewässerung der Grünanla-

gen des Campingplatzes am Barleber See (aus 20 Bohr- brunnen)

Grund- wasser

3

Glindenberger Weg 5 zur Staubbindung

Grund- wasser

8

Im Anstrombereich des geplanten Abbaus befinden sich die Entnahmen westlich des Adam- sees (LK Börde), aus dem Großen Barrossee und aus dem Bereich der Stegelitzer Straße.

Abgesehen von der Entnahme durch die Agrargenossenschaft eG Magdeburg-Nord zur landwirtschaftlichen Beregnung sind alle anderen Entnahmen aufgrund der geringen Was- sermengen vernachlässigbar. Bei Entnahmemengen von bis zu 9.072 m³/d (291.550 m³/a) ist mit einer Absenkung des Grundwasserspiegels im Umkreis der Entnahmestelle zu rech- nen. Da sich die Entnahmestelle nördlich von Barleben (an der K1177) befindet, liegt sie jedoch nicht direkt im Anstrombereich des „Großen Angers“.

3. Durchgeführte Feldarbeiten

Im Rahmen des vorgelegten Gutachtens wurde am 07.06.2016 eine Stichtagsmessung der im Untersuchungsraum bekannten Grundwassermessstellen und Oberflächenwasserpegel durchgeführt. Die Messwerte enthält die Tabelle im Anhang II.

Durch die KBB werden seit Januar 1996 die Pegellatten im Barleber See II und im Adamsee abgelesen. Im Jahre 1997 wurden 4 Grundwassermessstellen im Umfeld des Abbaufeldes Barleben (Adamsee) errichtet, die seit Sep. 1997 monatlich gemessen werden. Die Gangli- nien sind in der Abbildung 1 dargestellt. Im Mai 2016 wurden drei weitere Grundwasser- messstellen (P 6/16, P 7/16 und P 8/16) als Beobachtungspegel für den geplanten Kiesab- bau „Großer Anger“ eingerichtet. Bei den weiterhin recherchierten Fremdpegeln wurden die Messstellendaten, soweit vorhanden, von den Betreibern der Pegelnetze übernommen:

- Landesbetrieb für Hochwasserschutz Sachsen-Anhalt (LHW) - Wasserstraßenneubauamt (WNA)

- aus Altgutachten IHU Stendal (Altlastenuntersuchungen Rothensee, Feldbereg- nung)

Die untersuchten Messstellen sind in der Anlage 6 dargestellt.

4. Hydrographisch - hydrologische Situation

Der Untersuchungsraum liegt im Urstromtal der Elbe, welches im Raum Barleben – Rothen- see eine Geländehöhe zwischen 42 und 45 m NHN aufweist. Westlich der Ortslage Barleben setzt ein allmählicher Geländeanstieg zur Hohen Börde ein. Das geplante Abbaufeld „Großer Anger“ weist nur geringe Geländeunterschiede auf, wobei die Geländehöhe bei ca.

43 m NHN liegt.

Derzeitige Nutzung

Auf dem „Großen Anger“ wird Intensivlandwirtschaft betrieben, was auch auf umliegende bergbaulich nicht genutzte Teile der Elbaue zutrifft. Die ehemaligen größeren Kiestagebaue sind als Landschaftsseen verblieben. Das Industrie- und Gewerbegebiet Rothensee beginnt unmittelbar südlich der A 2 und liegt damit dem Feld „Großen Anger“ unmittelbar gegenüber.

Die Wohnbebauung von Magdeburg setzt südöstlich am Großen Barrosee, in einem Abstand von ca. 1 km, ein. Etwa 1 km westlich der Abbaufläche befindet Barleben. Im Nordosten liegt eine Bungalowsiedlung am Barleber See I, ca. 200 m von der geplanten Abbaufläche ent- fernt.

Stillgewässer

Altarme der Elbe bilden in der Aue gelegentlich natürliche Stillgewässer, die jedoch im Un- tersuchungsraum bereits weitgehend verlandet sind.

Die Barleber Seen I und II, der Barrosee, die Neustädter Seen I und II sowie einige kleinere Gewässer sind nach Kies- und auch Tonabbau verbliebene Abgrabungsgewässer. Der

Barleber See I und der Neustädter See I werden bereits langjährig zur Naherholung genutzt (Campingplatz, Badenutzung, Wochenendgrundstücke). Westlich vom „Großen Anger“ be- findet sich der Adamsee.

Fließgewässer

Das geplante Abbaugebiet „Großer Anger“ liegt zwischen den Vorflutern Schrote und Große / Kleine Sülze. Die Schrote, ein Gewässer 1. Ordnung, begrenzt das Abbaufeld im Osten bis Nordosten, die Große Sülze, ein Gewässer 2. Ordnung, verläuft westlich in ca. 600 m Ent- fernung. Beide Vorfluter entspringen in der Hohen Börde. Die Wasserführung von Schrote und Sülze unterliegt starken jahreszeitlichen Schwankungen. Sie ist i.d.R. im Frühjahr am höchsten und stagniert im Sommer/Frühherbst, insbesondere bei anhaltenden Trockenwet- terlagen. Nach Starkregenereignissen, wobei im Bördeeinzugsgebiet Oberflächenabfluss einsetzen kann, steigt die Wasserführung zeitweilig erheblich an und die Bäche können ab- schnittsweise ausufern. Zu bemerken ist, dass die Schrote, bevor sie in die Ohre mündet, in ihrem Unterlauf (nördlich von Rothensee) einem historischen Elblauf folgt, welcher unmittel- bar östlich der Ortschaft Elbeu und südlich von Wolmirstedt verlief. Die Ohre mündete zu der Zeit am südlichen Ortsrand von Wolmirstedt in die Elbe. Im 12./13. Jahrhundert bildete sich bei Magdeburg-Neustadt ein östlicher Elbarm, der ab dem 15. Jahrhundert zum Hauptstrom wurde. Der alte westliche Elbarm wurde bereits im 16. Jahrhundert als Schifffahrtsweg auf- gegeben und verlandete. Nördlich des Mittellandkanals (südöstlich der Ortslage Elbeu) weist der Name eines Vorfluters, „Alte Elbe“, noch darauf hin. Die Auskiesung Barleber See I en- det im W vor dem alten Strombett.

Meliorationsgräben zur Entwässerung der landwirtschaftlichen Nutzflächen sind in diesem Teil der Elbaue trotz des geringen Grundwasser-Flurabstandes nicht erforderlich. Der Ge- bietsabfluss erfolgt weitgehend unterirdisch über den gut wasserwegsamen Grundwasserlei- ter zur Hauptvorflut, hier Elbe und Abstiegskanal Rothensee.

Oberflächenabfluss ist in der gefällearmen Niederung nicht vorhanden.

Vor Elbüberflutungen wird das Auengebiet durch Eindeichung des Stromes, Abstiegskanals und Ohreunterlaufes geschützt.

Wasserstraßen

Der Mittellandkanal verläuft im Untersuchungsgebiet in Dammlage in einer Höhe von ca.

15 m über Gelände. Der Kanalwasserspiegel liegt mit 56 m NHN deutlich über dem natürli- chen Grundwasserspiegel (im Untersuchungsgebiet 40 – 42 m NHN). Um eine Versickerung von Kanalwasser zu verhindern, wurde das Kanalbett östlich des Drömlings abgedichtet, was somit auf das gesamte Untersuchungsgebiet zutrifft. Zur Überwachung der Kanalabdichtung dienen Grundwassermessstellen, die als Messreihen in regelmäßigen Abständen senkrecht zum Kanalverlauf errichtet wurden. Sofern im Havariefall erhebliche Kanalwassermengen in den hier ungespannten GWL exfiltrieren, kann das an der Aufhöhung des Grundwasserstan- des in Kanalnähe festgestellt werden.

Die Schifffahrtsstraße ist über das Schiffshebewerk Rothensee und den sog. Abstiegskanal mit dem Elbstrom verbunden. Der Abstiegskanals mündet ohne ein weiteres Sperrbauwerk

im Hafen Rothensee in die Elbe, wodurch sein Wasserstand dem Elbspiegel folgt. Der Ab- stiegskanal ist ungedichtet und bindet in den Grundwasserleiter ein.

5. Klima

Klimatisch liegt das hier betrachtete Gebiet im subkontinentalen Bereich des Elbtales am Ostrand des Klimabezirkes der Börde. Das Gebiet ist durch ein mildes Binnenklima und rela- tive Niederschlagsarmut gekennzeichnet (Regenschatten des Harzes). Die hohe Boden- feuchte in der Elbaue, verbunden mit den relativ großen Gewässerflächen, begünstigt Ne- belbildung. Die Elbaue ist bei ruhiger Wetterlage nachts von Kaltluftbildung aus der Hohen Börde betroffen.

Zur Charakterisierung der Klimaverhältnisse wurde beim Deutschen Wetterdienst (DWD, 2016) ein Gutachten abgefordert, in dem die mittleren monatlichen und jährlichen Nieder- schläge, die mittlere monatliche und jährliche Seeverdunstung und die mittlere monatliche und jährliche Lufttemperatur im Untersuchungsraum für die Zeitspanne von 1985 bis 2014 dargestellt werden:

Lufttemperatur Jahresmittel: 9,7°C

Juli: 18,9°C

Januar: 0,9°C

Mittlerer korrigierter geländegleicher Jahresniederschlag

Standort bei Barleben Jahr: 534,7 mm

Winterhalbjahr: 222,2 mm Sommerhalbjahr: 312,5 mm

Seeverdunstung (für Ø 6 m Wassertiefe): 776,0 mm

Aus dem See verdunstet somit deutlich mehr Wasser, als durch Niederschlag zugeführt wird.

Es findet demnach eine Zehrung statt. Das Wasserdefizit (241,3 mm) muss durch den Zu- strom von Grundwasser ausgeglichen werden.

6. Geologie und Hydrogeologie

6.1 Allgemeine geologische Situation

Der Untersuchungsraum befindet sich auf der Flechtingen - Roßlauer Scholle und besitzt einen Festgesteinsuntergrund aus Grauwacken sowie Ton-/Schluffsteinen des Ober- und Unterkarbons. Die regionale Störungszone Haldensleber Abbruch verläuft außerhalb des Untersuchungsgebietes auf der Linie Wolmirstedt - Samswegen - Meseberg. Hier ist das karbonische Grundgebirge gegen Mesozoikum versetzt. Dem Grundgebirge lagern meist bindige tertiäre Bildungen, Schluffe und Tone, sowie feinkörnig-schluffige Sande auf. Sie bilden im Allgemeinen eine Abdichtung gegenüber der sehr geringen Wasserführung im Festgesteinskörper. Im Pleistozän wurde das Gebiet durch elster- und saalekaltzeitliche Gletscher überfahren, wobei sich mächtige Schotterkörper und Geschiebemergel ablagerten.

Durch periglaziäre Vorgänge im Warthestadium und während der Weichselvereisung wurden die älteren Ablagerungen in der Talaue größtenteils wieder abgetragen bzw. umgelagert. Im

Warthe - Stadium bildete sich das Breslau - Magdeburg - Bremer Urstromtal heraus, dem die Elbe im Untersuchungsraum bis zum Durchbruch der Endmoränenzüge bei Hohenwarthe noch heute folgt, während die Ohre das o.g. Urstromtal oberhalb Elbeu entwässert. In der Weichsel - Eiszeit entstand der Schotterkörper der Niederterrasse, der zu den Talrändern hin in Talsande übergeht (hier: außerhalb des Untersuchungsgebietes). Im frühen Holozän setz- te sich die Um- und Ablagerung von Flussschottern fort. Mit nachlassender Wasserführung wurden die Ablagerungen des Stromes zunehmend feinklastisch, wodurch die Sande und Kiessande rezent von meist geringmächtigem Auelehm und -ton verhüllt werden. Der Au- elehm/-ton fehlt am Talrand. Im Untersuchungsgebiet verläuft die Verbreitungsgrenze etwa im Bereich der alten B 189 und in Höhe der Ortslage Barleben. Westlich davon lagern die fluviatilen Schotter meist unter Löß, Lößlehm und Schwemmlöß aus denen fruchtbare Schwarzerde als Oberboden entstanden ist.

6.2 Geologische Verhältnisse im Lagerstättengebiet

Zur geologischen und rohstofftechnischen Bewertung des Plangebietes liegen vor:

 Die Ergebnisse von 4 Erkundungsbohrungen auf dem geplanten Abbaufeld „Großer Anger“ (WILKOWSKY, 2001).

 Einschätzung der Kiessandhöffigkeit im Tagebau Barleben – Barleber See II – „Gro- ßer Anger“ (MODEL, 2007)

 Erkundungsbericht mit Vorratsberechnung Feld Barleben (PIELERT u. a., 1987)

 Mehrere Altberichte zur Kiessanderkundung (siehe Literaturverzeichnis)

 Bohrprofile von der Errichtung von 3 Grundwassermessstellen (VTB, Mai 2016) Anlage 5 zeigt einen hydrogeologischen Schnitt SW-NE über das Abbaufeld Barleben und den „Großen Anger“ (Schnittspur Anlage 4). Der südwestliche Teil dieses Schnittes wurde aus dem Ergebnisbericht Kiessand Barleben (PIELERT, 1986) übernommen und durch die Erkundungsbohrungen „Großer Anger“ ergänzt. Die Tabelle im Anhang I enthält die wichtigs- ten Aufschlussbohrungen.

Die für die hydrogeologische Bewertung wichtige Mächtigkeit des Grundwasserleiters wurde aus der Hydrogeologischen Karte der DDR (HK-50) auf das Erkundungsgebiet übertragen (Anl. 4).

Auelehm, Mutterboden

Der Auelehm besteht aus Schluff mit einem örtlich unterschiedlich hohen Ton- und Feinsan- danteil. Die Mächtigkeit liegt meist bei 1 – 2 m. Vereinzelt treten Verbreitungslücken auf, z. B. lt. HK-50 im Bereich der Barleber Seen.

Auf dem „Großen Anger“ wiesen die Erkundungsbohrungen im Westteil um 2 m und im Ost- teil <1 m Auelehm nach. Im Mittel des Feldes wird eine Abraummächtigkeit (Mutterboden + Auelehm) von 1,4 m erwartet (MODEL, 2007).

Der Mutterbodenhorizont ist um 0,5 m mächtig. Dessen Filtervermögen ist als mittel bis hoch und das Nitratrückhaltevermögen als groß zu bewerten, wobei eine tiefe Durchwurzelbarkeit des Bodens besteht.

Rohstoffkörper

Alle genannten Tagebaufelder inkl. des geplanten Tagebaus „Großer Anger“ liegen im Ver- breitungsgebiet des Urstromtals - Schotterkörpers und weisen eine ganz ähnliche Genese auf. Die Ablagerung der Kiessande erfolgte in mehreren zeitlich getrennten fluviatilen Sedi- mentationsrythmen, die MODEL (2007) dem Holozän und der Weichsel-Kaltzeit zuordnet. An der Basis der Kiessande treten vor allem in Bereichen mit erhöhter Mächtigkeit des Schotter- körpers, wie im derzeitigen Tagebau Barleben, ältere glazifluviatile Sande der Saaleverei- sung auf. Letztere sind im Bereich des Feldes „Großer Anger“ geringmächtig bzw. fehlen ganz. Der Schnitt, Anlage 5, zeigt die rinnenartige Struktur im Bereich des derzeitigen Tage- baus Barleben und den Anstieg der Quartärbasis zum Feld „Großer Anger“.

Der Rohstoff besteht überwiegend aus feinkiesigen Mittel – bis Grobsanden, in die Partien aus Fein- und Mittelkies sowie Steinsohlen eingelagert sind. Gelegentlich festgestellte ge- ringmächtige organische und pelitische Einlagerungen halten nicht großflächig aus und sind deshalb für hydrogeologische Betrachtungen ohne Relevanz.

Die Mächtigkeit der Kiessande liegt im Mittel des Feldes „Großer Anger“ bei 9,8 m, der Kör- nungsanteil bei 29% (MODEL, 2007).

Bei den Bohrungen GWM 6/16 bis GWM 8/16 liegen die Mächtigkeiten des Rohstoffkörpers zwischen 7 und 10 m und bestätigen damit die oben getroffenen Aussagen.

Liegendhorizont

Die Tertiäroberfläche fällt im Bereich des Feldes Barleben von West nach Ost auf ein Niveau von etwa 18 – 20 m NHN ab (MODEL, 2007). Die 4 Erkundungsbohrungen „Großer Anger“

haben in 3 Fällen schluffigen Ton als Liegendes nachgewiesen, der dem Tertiär zugeordnet wird.

6.3. Hydrogeologische Verhältnisse

6.3.1 Hydrogeologische Kennzeichnung der Schichtenfolge

Im Untersuchungsgebiet tritt lediglich ein Lockergesteinsgrundwasserleiter über dem Lie- gendstauer auf.

Grundwasserdeckschicht

Der bindige, gering wasserwegsame Auelehm bildet in der Elbaue die Schutzschicht für den Grundwasserleiter (vgl. Auelehmverbreitung in Anl. 4). Bei etwas mächtigerer Ausbildung

>1 m kann die Auelehmbasis ständig bzw. temporär im Grundwasser liegen und die Grund- wasserführung wird damit leicht gespannt. Das betraf auf dem Großen Anger die Erkun- dungsbohrung Ki Barl 3/01, wo der Grundwasserspiegel bei 2 m u. Gel. noch im Auelehm angetroffen wurde.

Grundwasserleiter

Die Schmelzwassersande der Elbaue bilden im Untersuchungsgebiet einen Lockergesteins- grundwasserleiter, dessen Verbreitungsgebiet südwestlich der Linie Barleben – Groß Am- mensleben weitgehend endet. Der an sich einfache hydrogeologische Bau wird im Untersu- chungsgebiet durch die Mächtigkeitsschwankungen kompliziert, die sich auf Grundwasser- fließrichtung und Gefälle auswirken können. Die GWL-Mächtigkeit entspricht bei den flurna- hen Grundwasserständen der Elbaue weitgehend der Kiessandmächtigkeit zuzüglich der örtlich vorkommenden älteren pleistozänen Liegendsande. Gelegentlich vorkommende schluffig-feinkörnige Tertiärsande sind aufgrund ihrer geringen Wasserwegsamkeit für hyd- rogeologische Belange unbedeutend. Anlage 4 zeigt, dass die GWL-Mächtigkeit im derzeit betriebenen Tagebau Barleben erhöht ist und östlich bis nordöstlich davon im Bereich des neuen Feldes „Großer Anger“ sowie des ausgekiesten Feldes Barleben I auf unter 10 m ab- sinkt. Der Anstieg des Grundwassergefälles im Bereich der alten B 189 weist darauf hin, dass sich hier die Wasserwegsamkeit nach Westen vermindert, was vor allem auf eine ge- ringere Durchlässigkeit (kf-Wert) zurückzuführen ist.

Liegendstauer

Die unter dem Pleistozän auftretenden tertiären Tone und Schluffe bilden einen effektiven Liegendstauer, der vertikale Fließbewegungen und Austauschvorgänge im Untersuchungs- gebiet unterbindet.

Festgesteins-Grundwasserleiter

Die im Untergrund vorkommenden Festgesteine besitzen keine durchströmbare Granularpo- rosität. Im Allgemeinen ist eine geringe Kluftwasserführung besonders auf Grauwacken aus- gebildet, die jedoch aufgrund der Überdeckung mit bindigem Lockergestein für die hier zu behandelnde Aufgabenstellung ohne Bedeutung ist.

6.3.2 Hydraulische Parameter des Grundwasserleiters

Permeabilität

Unterschiedliche Korndurchmesser und insbesondere die Höhe des Feinstkornanteiles (ab- schlämmbarer Schluff und Ton) führen zu unterschiedlicher Wasserwegsamkeit in den ein- zelnen Sedimentationszyklen des Schotterkörpers. Kiesschichten bilden dabei hervorragen- de Fließbahnen. Gelegentlich vorkommende geringmächtige, schluffige Einschaltungen kön- nen die horizontale Strömung kaum behindern.

Aus Pumpversuchswerten der Beregnungsbrunnen und Siebanalysen der umliegenden Kiessandobjekte liegen mittlere kf-Werte vor. Das hydrogeologische Kartenwerk HK-50 ent- hält im Untersuchungsraum kf-Werte von 1*10^-3 m/s und >1*10^-3 m/s, die durch die vorlie- genden Ergebnisse bestätigt werden. Aus der Grundwassererkundung für die landwirtschaft- liche Beregnung gibt KRÖLL (1977) einen mittleren kf-Wert von 6*10^-4 m/s an, der als Mittel- wert aus Pumpversuchen im Bereich der Brunnengalerie Barleben (zwischen der Ortslage Barleben und dem Mittellandkanal westlich der alten B 189) erhalten wurde.

Für den Bereich der Tagebauerkundung Barleben (PIELERT, u.a., 1986) wurden als Mittel- werte zahlreicher Siebanalysen erhalten:

Nutzbarer Kiessand: kf = 7,3*10^-4 m/s Liegendsande: kf = 1,8*10^-4 m/s

Im Gebiet „Großer Anger“ sind die Liegendsande geringmächtig bzw. fehlen ganz. Für hyd- raulische Berechnungen wird hier die Verwendung der etwas höheren Durchlässigkeitswerte der HK-50 empfohlen, womit sich folgende Parameter ergeben:

kf-Wert: 1*10^-3 m/s GWL-Mächtigkeit: ca. 10 m Transmissibilität: 1*10^-2 m²/s,

Speicherkoeffizient

Die Basis der bindigen Überdeckung wird im Raum Barleben – „Großer Anger“ nur örtlich vom Grundwasser erreicht, so dass weitgehend ungespannte Grundwasserverhältnisse vor- liegen. Im Mittel kann für das Untersuchungsgebiet ein

Speicherkoeffizient S = 0,1 angesetzt werden.

Grundwassergeschütztheit

Auelehm und bindiger Mutterboden, verbunden mit einem Flurabstand der Grundwasser- oberfläche von meist 1 – 2 m, bieten einen gewissen Schutz des Grundwassers gegenüber Schadstoffeinträgen aus der Atmosphäre und durch landwirtschaftliche Nutzung.

Das hydrogeologische Kartenwerk HK-50 weist den GWL im Untersuchungsgebiet als "ge- genüber flächenhaft eindringenden Schadstoffen relativ geschützt" aus (mittlere Schutzkate- gorie). Durch die Freilegung der Grundwasseroberfläche im Bereich der Abgrabungen be- stehen im Untersuchungsgebiet relativ große Flächen ohne Schutz gegenüber Eintrag von Luftschadstoffen.

6.3.3 Hydrodynamische Verhältnisse

Die im Rahmen der Studie durchgeführten Wasserstandsmessungen sind zusammen mit den wichtigsten Pegeldaten (soweit bekannt) in der Tabelle des Anhangs II zusammenge- stellt worden. Die von der KBB errichteten 4 Grundwassermessstellen im Bereich des Ab- baus Barleben, die 2 Kiesseepegel und die 3 neu errichteten Grundwassermessstellen im Abstrombereich des geplanten Abbaus “Großer Anger“ ergeben zusammen mit den recher- chierten Fremdmessstellen eine gute und hinreichende Messstellendichte, womit die örtliche Hydrodynamik sicher erfasst werden kann. Die hydrodynamischen Verhältnisse werden ak- tuell als Stichtagsmessung für den 07.06.2016 dargestellt (siehe Anlage 6). Tabelle 3 enthält die Hauptzahlen der Grund- und Oberflächenwassermessstellen inkl. der 3 im Untersu- chungsgebiet liegenden langjährigen Messstellen des LHW.

Hydrologische Einordnung der Stichtagsmessung

Die Stichtagsmessung vom 07.06.2016 liegt im Spätfrühjahr, in einem Zeitraum, der i.d.R.

noch durch erhöhte Grundwasserstände gekennzeichnet ist. Nach den Messreihen der LHW- und KBB-Messstellen befand sich der Grundwasserstand in der Landesmessstelle 38350168 ca. 0,2 m über dem Jahresmittelwert bzw. 0,1 m oberhalb des für diese Jahreszeit typischen Grundwasserstandes. Der Grundwasserstand in der Messstelle 37350073 wurde am Stichtag nicht erfasst. Angesichts des Wasserstandes im nahegelegen Brunnen Hy 4/75 mit 43,61 m NHN, wird der Grundwasserstand in der Messstelle 37350073 auf ca.

43,4 m NHN geschätzt, was rund 0,8 m über dem langjährigen Mittelwert liegt. Allerdings liegen hier die Grundwasserstände seit 2010 meistens über 43 m NHN, weshalb ein Wert von 43,4 m NHN durchaus plausibel wäre. Am Pegel Barleber See I (37350001) liegt der langjährige Mittelwert bei 41,40 m NHN. Am 07.06.2016 wurde ein Wasserstand von 41,29 m NHN abgelesen, also 0,11 m unter Mittelwasserniveau. Mit 39,69 m NHN lag der Pegel Rothensee 0,38 m unter dem Mittelwert von 40,07 m NHN. Im Anstrom des Adamsees lagen die Grundwasserstände also leicht über dem Durchschnitt, im Abstrom des Adamsees etwa auf Mittelwasserniveau und im Abstiegskanal deutlich darunter. Am Stichtag herrschte somit in West-Ost-Richtung ein leicht erhöhtes Grundwassergefälle.

Grundwassereinzugsgebiet / Entlastungsgebiet

Das Untersuchungsgebiet liegt im unterirdischen Einzugsgebiet der Elbe mit dem ebenfalls vorflutwirksamen Abstiegskanal. Der Abfluss erfolgt in wesentlichen Teilen über den gutper- meablen GWL zu den genannten Hauptvorflutern. Etwa im Bereich des Mittellandkanals ver- läuft eine flache Grundwasserscheide zum Einzugsgebiet der unteren Ohre (siehe Anlage 6).

Den Vorflutern Schrote und Große/Kleine Sülze lässt sich in der Elbaue kein unterirdisches Einzugsgebiet zuordnen. Die beiden Bäche können hier bei Niedrigwasserverhältnissen zeitweilig oberläufig sein und einen Teil Ihrer Wasserführung an den GWL verlieren. Inwie- fern Schrote und Sülze im Bereich der Kiessandfelder Barleben und „Großer Anger“ vorflut- wirksam sind, hängt auch von der Auelehmmächtigkeit ab. Grundwasseraufnahme bzw. Ex- filtration von Bachwasser, also Vorflutwirkung, sind nur bei Verlauf des Bachbettes im Kiessand anzunehmen. Zur Mächtigkeit des Auelehms im Bereich der Vorfluter der beiden Bäche an den GWL liegen dem Bearbeiter zu wenige belastbare Daten vor. Um festzustel- len, ob die Schrote eine Vorflutwirkung besitzt, wurden am 25.07.2016 die Grundwasser- stände in den nur wenige Meter von der Schrote entfernt liegenden Messstellen P 7/16 und P 8/16 zusammen mit den Wasserständen der Schrote (jeweils im Bereich der Pegel) ge- messen. Folgende Wasserspiegelhöhen wurden dabei ermittelt.

- P 7/16: 41,44 m NHN

- Schrote bei P 7/16: 42,00 m NHN

- P 8/16: 41,47 m NHN

- Schrote bei P 8/16: 42,01 m NHN

Der Wasserspiegel in der Schrote lag somit ca. 0,5 m oberhalb des Grundwasserspiegels im direkten Gewässerumfeld. Dieser signifikante Unterschied deutet darauf hin, dass in diesem Gewässerabschnitt zwischen Schrote und Grundwasser keine hydraulische Verbindung be- steht.

Grundwasserfließrichtung

Die Grundwasserfließrichtung wird in den gutpermeablen Talschottern durch die Lage zum Hauptvorfluter Elbe bestimmt. Dadurch ergibt sich im Untersuchungsgebiet eine auf den Strom gerichtete Hauptfließrichtung, etwa W  E.

Die relativ großen Abgrabungsgewässer Barleber See I und II wirken sich auf die Grundwas- serdynamik durch Ausgleich des ehemals vorhandenen Grundwassergefälles aus, in Anl. 6 ersichtlich durch die Auslenkung der 41,5 m Grundwassergleiche nach W.

Bei Elbhochwasser kann sich die Grundwasserfließrichtung infolge Exfiltration stromnah zeitweilig umkehren. Hydrodynamische Untersuchungen mit dem umfangreichen Pegelnetz im Gebiet der Industriealtlasten Rothensee ergaben, dass der Einfluss der relativ kurzzeiti- gen Hochwasserdurchgänge auf den Grundwasserspiegel gering ist und innerhalb weniger 100 m Abstand vom Strombett ausklingt. Zwischen Abstiegskanal und Elbe prägt der jeweili- ge Stromspiegel die Grundwasserdynamik. Auf dem geplanten Abbaufeld „Großer Anger“

weicht die Grundwasserströmung von den ehemaligen natürlichen Verhältnissen vor Kiessandabbau ab und ist SW  NE auf die beiden Barleber Seen ausgerichtet.

Grundwassergefälle

Das Grundwassergefälle ist indirekt proportional zur Wasserwegsamkeit (Transmissibilität), d. h. auf Fließstrecken mit großer GWL-Mächtigkeit und guter Durchlässigkeit besteht ein geringes Gefälle.

Für die Elbaue ist ein Grundwassergefälle zwischen 0,2 ‰ und max. etwa 1 ‰ typisch. Öst- lich der Ortslage Barleben wird das Grundwassergefälle durch die Abgrabungsgewässer gestört. Das vormals vorhandene natürliche Grundwassergefälle erhält man durch Mittelung zwischen der 43,5 m Isohypse (östlicher Ortsrand von Barleben) und der 42,5 m Isohypse (Höhe Industriegebiet Rothensee) mit ca. 0,66 ‰. Westlich der alten B 189 steigt das Gefälle auf etwa 2 ‰ an, ein Hinweis, dass die Wasserwegsamkeit des GWL in diesem Gebiet stark abnimmt. Für das aus regionaler Sicht relativ kleine Kiessandfeld „Großer Anger“ ergibt sich ein Grundwassergefälle zwischen 0,4 und 0,7 ‰.

Grundwasserfließgeschwindigkeit

Bei einem mittleren kf - Wert von 1*10^-3 m/s, einer effektiven durchströmten Porosität ne von 20 % und dem angegebenen mittleren Grundwassergefälle I von 0,66 ‰, ergibt sich nach

n

v k

e f a

I



eine Grundwasser-Abstandsgeschwindigkeit va von 0,285 m/d bzw. 104 m/a. Dieser Wert entspricht den üblichen Grundwasserfließgeschwindigkeiten im norddeutschen Flachland (um 100 m/a).

6.3.4 Wasserstandsgang

Die nahe liegenden, langjährigen Messstellen des LHW sowie die Messreihen aus dem KBB- Monitoring wurden bezüglich der Grundwasseramplitude ausgewertet (Tabelle 3). Die Abbil- dungen 1 bis 4 zeigen die Ganglinien der Grundwassermessstellen und der Seepegel Barle- ber Seen I und II sowie Adamsee. In den letzten Jahren haben sich im Kiesabbau Barleben, mit zunehmender Seefläche, die Grund- und Seewasserstände immer mehr angeglichen.

Die Anstrompegel liegen wenige Zentimeter über, die Abstrompegel wenige Zentimeter unter dem Wasserspiegel des Sees.

Abb. 1 Kiessandabbau „Großer Anger“, Ganglinien der Messstellen KBB im Untersuchungszeitraum von Jan. 2002 – April 2016

Abb. 2 Wasserstandsganglinie für die Messstelle Barleber See LP (37350001) im Zeitraum von 1978-2015 (Quelle: LHW)

Abb. 3 Wasserstandsganglinie für die Messstelle Barleben (37350073) im Zeitraum von 1984-2016 (Quelle: LHW)

Abb. 4 Wasserstandsganglinie für die Messstelle MD-Barleber Chaussee (38350168) im Zeitraum von 1994-2016 (Quelle: LHW)

Tabelle 3 Hauptzahlen der Grund- und Oberflächenwassermessstellen

Messstelle MW NNW HHW Messreihe Amplitude

m u. Mp m NHN m u. Mp m NHN m u. Mp m NHN m

37350073 3,19 42,56 3,84 41,91 1,67 44,08 1984-2016 2,17 38350168 4,62 44,12 5,16 43,58 4,08 45,25 1994-2016 1,67 P 1/97 1,33 42,47 2,25 41,55 0,44 43,36 2002-2016 1,81 P 2/97 1,20 42,28 1,71 41,77 0,34 43,14 2002-2016 1,37 P 3/97 0,69 42,26 1,26 41,69 0,08 42,87 2002-2016 1,18 P 4/97 1,93 42,61 2,39 42,15 0,59 43,39 2002-2016 1,24 Elbepegel

Rothensee

2,88 40,074 0,7 37,894 9,01 46,204 2000-2010 8,31 37350001

Barl. See I

0,72 41,40 -0,16 40,52 1,53 42,21 1978-2015 1,69 Barleber

See II

40,98 40,39 41,92 2002-2016 1,53

Adamsee 42,10 41,20 42,94 2002-2016 1,74

Die Ganglinien lassen hinsichtlich des langjährigen und innerjährlichen Wasserstandsganges erkennen:

 Wie im Oberflächenwasser und ungespannten Grundwasser allgemein, ist auch im Untersuchungsgebiet ein typischer innerjährlicher Wasserstandsgang ausgebildet mit einem Maximum i. d. R. im Frühjahr und einem Minimum im Herbst eines Jahres.

 Die seit den 1970iger Jahren gemessenen Messstelle 37350073 (Bahnhof Barleben) und der Pegel Barleber See I wiesen in den Trockenjahren zwischen 1983 und 1986 sowie zwischen 1989 und 1992 abgesenkte Wasserstände auf, die z.B. im Barleber See danach nicht annähernd wieder erreicht wurden.

 In den Trockenjahren zwischen 1989 und 1992 traten allgemein die niedrigsten Was- serstände auf.

 Die höchsten Wasserstände in den Landesmessstellen traten Ende 2010 bis Anfang 2011 auf. Im Bereich des Kiesabbaus Barleben waren aufgrund von Überschwem- mungen in dieser Zeit keine Messungen möglich. Weitere feuchte Jahre waren 2003, 2008 und 2013.

Elbeinfluss im Untersuchungsgebiet

Ein Elbeinfluss auf den geplanten Kiesabbau „Großer Anger“ ist nach SCHRÖDER (2008) auszuschließen. Eine geringe Reaktion auf Elbhochwässer scheint lediglich bei dem nur ca.

150 m vom Abstiegskanal entfernten Barleber See II vorzuliegen.

Grundwasserflurabstand

Im Auengebiet östlich der Ortslage Barleben liegt der Grundwasserflurabstand bei Mittelwas- serverhältnissen überwiegend zwischen 1 und 2 m unter Gelände. Die Vorfluter Schrote und Sülze verlaufen abschnittsweise in sehr flachen, schmalen Geländesenken, die Grundwas- serflurabstände unter 1 m besitzen. Hier ist besonders der Schrotelauf zwischen Autobahn und Mittellandkanal zu nennen.

Am Stichtag (07.06.2016) lagen die Grundwasserflurabstände in den drei Messstellen P 6/16 bis P 8/16 bei:

P 6/16 = 1,30 m u. GOK P 7/16 = 1,12 m u. GOK

P 8/16 = 2,10 m u. GOK (erhöhte Lage durch Nähe zum Burgenser Weg)

Bei Grundwasserstandsschwankungen bis zu ca. 1,5 m ist auf der geplanten Abbaufläche

„Großer Anger“ mit folgenden Grundwasserflurabständen zu rechnen:

 Mittelwasserverhältnisse: allgemein zwischen 1 bis 2 m u. Gel.

 Hochwasserverhältnisse: flächenhaft unter 1 m u. Gel.

 Niedrigwasserverhältnisse: um 2 m u. Gel.

6.3.5 Grundwasserneubildung

Wasserhaushaltsgleichung

P = ETR + R + ΔS P: Niederschlag

ETR: Verdunstung, (aktuelle) Evapotranspiration

R: Gesamtabfluss

ΔS: Wasservorratsänderung

Die Wasservorratsänderung ΔS, bestehend aus Rücklage und Aufbrauch, wird bei langfristi- gen wasserhaushaltlichen Betrachtungen vernachlässigt. Hier interessiert der Abfluss des Gebietes, der sich zusammensetzt aus

- dem Landoberflächenabfluss Ro

- dem Grundwasserabfluss mit schnellem Rückgang

(hypodermischer Abfluss, Zwischenabfluss) RG1

- dem Grundwasserabfluss mit langsamem Rückgang

(Basisabfluss) RG2

Die Grundwasserneubildung (GWN) setzt sich aus RG1 und RG2 zusammen. Bei dem flachen Gelände und der geringmächtigen GWL-Bedeckung sind Ro und RG1 ohne Bedeutung. Der unterirdische Abfluss Ru entspricht unter diesen Bodenverhältnissen weitgehend der Grund- wasserneubildung.

Grundwasserneubildung im Abbaugebiet

Die Daten zur Grundwasserneubildung im Untersuchungsgebiet wurden vom LHW zur Ver- fügung gestellt. Die Daten wurden mit Hilfe des Wasserhaushaltsmodells ArcEGMO^© ermit- telt. ArcEGMO (PFÜTZNER, 2002) wurde erstmals 2007 für die Ermittlung von Abflusskenn- größen im Land Sachsen-Anhalt erstellt. Die aktuellen Daten (LHW, 2016) weisen im geplan- ten Abbaugebiet Flächen sowohl mit positiven als auch negativen (= Zehrung) Werten für die Grundwasserneubildung aus (siehe Anlage 7).

Auf den Flächen, die den späteren Wasserflächen entsprechen, beträgt die mittlere Grund- wasserneubildungsrate ca. -4,16 mm/(m²*a), was für die gesamte Fläche von 67 ha einer mittleren Zehrung von ca. 0,09 l/s entspricht. Die Verdunstung der landwirtschaftlichen Flä- che ist also insgesamt etwas höher als das Niederschlagsmittel.

Größere Flächen mit Grundwasserneubildung setzen im Bereich der Ortslage Barleben und westlich davon ein. Hier herrschen flurferne Grundwasserverhältnisse mit verminderter Landverdunstung.

Für die freien Wasserflächen werden nicht die Daten des Modells verwendet, sondern die des Deutschen Wetterdienstes (siehe Kapitel 5). Demnach ist die Verdunstung der Wasser- fläche mit 776 mm/a wesentlich (241,3 mm/a) höher als der mittlere Niederschlag mit 534,7 mm/a. Die Zehrung von 241,3 mm/a entspricht auf einer Fläche von 67 ha einem Wasserverlust von 161.671 m³/a bzw. 5,13 l/s.

7. Hydrochemische Verhältnisse

7.1 Hydrochemischer Kenntnisstand

Die hydrochemischen Parameter des Sees und des Grundwassers im An- und Abstrom des Barleber Tagebaus werden bereits seit 1997 (mit Unterbrechungen) erfasst. Seit dem Jahr 2000 erfolgt eine jährliche Untersuchung der hydrochem. Parameter. Der erste Beobach- tungszeitraum erstreckte sich bis Ende 2006. Das zweite Untersuchungsprogramm lief von 2007 bis 2014 und das aktuelle Monitoringprogramm läuft von 2015 bis 2022.

Hydrodynamische Einordnung der Probenahmepunkte

Nach der hydrodynamischen Situation liegen die Grundwassermessstellen P 1/97 und P 4/97 im Anstrom und P 2/97 und P 3/97 im Abstrom des Adamsees. Hinsichtlich des ge- planten Abbaufeldes „Großer Anger“ repräsentieren P 2/97 und P 3/97 den Grundwasseran- strom. Die Wasserfläche des Adamsees nimmt wesentliche Teile des Anstromgebietes ein.

Im Februar 2015 wurde durch die IHU ein „Bericht zur langjährigen Entwicklung der hydro- chemischen Verhältnisse im Bereich der Kiessandtagebaue Barleben, Barby, Barby-Süd und Tornitz“ erstellt, welcher als Grundlage für die hydrochem. Bewertung genutzt wird.

Vor-Ort-Parameter:

In der Tabelle 4 sind die Vor-Ort-Parameter elektrische Leitfähigkeit, pH-Wert, Sauer- stoffgehalt und Redoxspannung für den Zeitraum von 1997 bis 2015 aufgeführt, wobei für die Untersuchungszeiträume bis 2006, 2007 - 2014 und 2015 jeweils ein Mittelwert gebildet wurde.

Die elektrischen Leitfähigkeiten im Tagebau Barleben schwanken seit Untersuchungsbe- ginn zwischen 1.100 und 2.500 µS/cm. Im Mittel lagen die Leitfähigkeiten in dem Untersu- chungszeitraum bis 2006 mit 1.820 µS/cm (Abstrom) und ca. 1.982 µS/cm (Anstrom) etwas höher als im Untersuchungszeitraum von 2007 – 2014, wo sich Mittelwerte von 1.625 µS/cm (Abstrom) bzw. 1.822 µS/cm (Anstrom) einstellten. Die Messwerte in dem See bewegen sich jeweils dazwischen. Die insgesamt hohen elektrischen Leitfähigkeiten werden durch die ge- ogen bedingte, hohe Mineralisierung des Grundwassers (Calcium, Magnesium, Sulfat und Chlorid) verursacht. Die leichte Reduzierung der elektr. Leitfähigkeit von Anstrom in Richtung Abstrom ist auf die Belüftung im See (Ausgasung von CO2) zurückzuführen, wodurch Calci- umcarbonate ausgefällt werden. Als Ursachen für die erhöhte Mineralisation gelten:

 Tiefenwassereinflüsse

Talauen fungieren als Entlastungsgebiete für tiefe mineralreiche Grundwässer. Da das Untersuchungsgebiet südlich der Verbreitungsgrenze der Zechsteinsalze liegt (Haldensleber Abbruch), fehlen im Untersuchungsgebiet Versalzungen durch chlori- dische Tiefenwässer. Erhöhte Sulfatgehalte, häufig über dem Grenzwert der TrinkwV, sind dagegen südlich des Haldensleber Abbruchs typisch und können mit dem präzechsteinzeitlichen Grundgebirge in Zusammenhang stehen.

 Zufuhr durch Lösungen aus dem Deckgebirge

Löß- und Geschiebemergelbedeckung führen im oberflächennahen Grundwasserlei- ter vor allem zu einem Anstieg der Gehalte an Ca²⁺ und SO42- durch Lösung von Karbonaten und Sulfaten.

 anthropogene Einflüsse

Landwirtschaftliche Intensivnutzung ist bei fehlender bzw. ungenügender Bedeckung des GWL durch bindige, weitgehend undurchlässige Schichten mit einem Mineralisa- tionsanstieg im Grundwasser verbunden (u. a. Düngemittelsalze). Gleiches trifft auf den Grundwasserabstrom aus Ortslagen und Verkehrsflächen (Streusalze) sowie bei einzelnen Altlastenstandorten (Altdeponien, wilde Müllkippen) zu.

Der pH-Wert des Grundwassers schwankt in einem Bereich von 6,2 (leicht sauer) bis 8,3 (leicht basisch). In den Seen wurden schon Werte von ca. 9 gemessen. Die Mittelwerte von An- und Abstrom liegen in einem neutralen bis leicht basischen Bereich von 7,09 bis 7,78.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen An- und Abstrombereich zeichnet sich bei dem pH- Wert nicht ab. In den Seen liegt der mittlere pH-Wert hingegen bei ca. 8 bis 8,1 (leicht ba- sisch), was mit der Belüftung und somit Fällung von Calciumcarbonaten begründet werden kann.

Die Sauerstoffgehalte im Grundwasser liegen im Durchschnitt bei ca. 4,3 mg/l (bis 2006) bzw. 2,3 mg/l (2007 – 2014). Die einzelnen Messwerte schwanken jedoch zwischen knapp größer Null und ca. 9 mg/l. In den beiden Seen bzw. Teilflächen herrschen signifikant höhere Sauerstoffgehalte (ca. 9 bis 11 mg/l) vor, was auf die intensive Belüftung in den Oberflä- chenwässern zurückzuführen ist.

Die mittleren Redoxspannungen bewegen sich zwischen 163 mV und 329 mV, wobei die Redoxspannungen in den Seen grundsätzlich etwas höher sind als im Grundwasser. Ein Trend ist bei der Entwicklung der Redoxspannungen nicht erkennbar.

An- und Kationen:

Im Rahmen der Messkampagne wurde das Grund- und Seewasser auf die Parameter Eisen, Mangan, Sulfat, Natrium, Chlorid, Calcium und Magnesium hin untersucht (siehe Tabel- le 5).

Im Untersuchungszeitraum bis 2006 lag der Eisengehalt im Anstrombereich bei durch- schnittlich 1,66 mg/l (siehe Tabelle 5). Der Mittelwert für den Beobachtungszeitraum 2007 – 2014 war mit 0,17 mg/l Eisen deutlich geringer. Bisher konnte nur in dem nördlichen See einmal Eisen mit einer Konzentration von 0,15 mg/l nachgewiesen werden. Im Abstrombe- reich liegt der mittlere Eisengehalt über den gesamten Beobachtungszeitraum bei ca. 1,85 mg/l.

Die mittleren Mangangehalte sind im Anstrom leicht von 0,37 mg/l (bis 2006) auf 0,21 mg/l (2007 – 2014) gesunken. In den Tagebauseen ist der Mangangehalt im Durchschnitt deutlich geringer als im Anstrom, wobei im nördlichen Seeabschnitt die Mangangehalte mit 0,1 und

0,19 mg/l höher als im südlichen Abschnitt sind. Im Abstrom erhöhen sich die Mangangehal- te gegenüber dem Anstrom leicht.

Die geringeren Eisen- und Mangangehalte in den Seen sind auf die Reaktion mit Sauerstoff und die anschließende Ausfällung der beiden Stoffe zurückzuführen. Die Eisen- und Man- gangehalte sind geogen bedingt.

Das Grundwasser in dem Untersuchten Bereich weist eine sehr hohe Sulfatkonzentration auf, welche teils geogen und teils anthropogen (landwirtschaftlicher Dünger) bedingt ist. Auf- fällig ist, dass die Sulfatkonzentration vom Anstrom in Richtung Abstrom deutlich zunimmt.

Im Anstrombereich wurde eine mittlere Sulfatkonzentration von 648 mg/l (bis 2006) bzw. 422 (2007 – 2014) gemessen, in den Seen liegt die Konzentration bereits bei 757 mg/l bzw. 670 mg/l und in den Abstrommessstellen bei 818 mg/l bzw. 626 mg/l. Allerdings zeigte sich in den letzten Jahren auch ein Rückgang bei der Sulfatkonzentration.

Die Natrium- und Chloridkonzentrationen liegen, abgesehen von einem Ausreißer, im ge- samten Untersuchungszeitraum unterhalb der Grenzwerte (Trinkwasserverordnung) und können daher als unauffällig eingestuft werden. Auffällig hoch sind hingegen die Kaliumwer- te, die im Mittel zwischen 11 mg/l und 35 mg/l liegen und dabei in Grundwasserfließrichtung zunehmen. Die Kaliumkonzentrationen sind erhöht, was auf einen anthropogenen Einfluss, speziell Düngung, schließen lässt.

Die Calcium- und Magnesiumgehalte sind mit durchschnittlichen Werten von 158 mg/l bis 307 mg/l (Calcium) bzw. 34 mg/l bis 75 mg/l (Magnesium) ebenfalls recht hoch, was aber überwiegend geogene Ursachen hat und nur teilweise auf anthropogene Einflüsse, wie den Einsatz von Dünger, zurückzuführen ist. In der aktuellen Fassung der Trinkwasserverord- nung gibt es keinen Grenzwert für die beiden Parameter mehr.

Metalle:

Das Grundwasser im Bereich des Abbaus wurde bisher viermal (1997, 2000, 2001 und 2014) auf die Metalle Aluminium, Blei, Cadmium, Cobalt, Chrom, Kupfer, Nickel und Zink untersucht. Für Arsen und Quecksilber liegen lediglich Werte aus 2014 vor. Für das Seewasser existieren Untersuchungsergebnisse aus den Jahren 2006 (außer für Aluminium und Cobalt) und 2014. Im gesamten Untersuchungszeitraum bewegen sich die Konzentrati- onen der Metalle, mit Ausnahme von Cadmium, welches einmalig 1997 im Grundwasseran- und -abstrom mit bis zu 2,4 mg/l nachgewiesen worden ist, sowohl im Grund- als auch im Seewasser in einem unauffälligen Bereich (unterhalb der Grenzwerte der TrinkwV).

Nährstoffe:

Im Rahmen der Messkampagne wurde das Grund- und Seewasser auf die Parameter Nitrat, Nitrit, Ammonium, org. geb. Stickstoff, Phosphor und Orthophosphat hin beprobt (siehe Tabelle 6).

Die Nitrat- und Nitritgehalte sind insgesamt unauffällig. Bei beiden Soffen liegen die ge- messenen Konzentrationen deutlich unterhalb des Grenzwertes der Trinkwasserverordnung.

Bei Ammonium werden ab 2005 nur noch sehr geringe Werte gemessen, die unterhalb des Grenzwertes der TrinkwV liegen.

Im Tagebau Barleben sind die Gehalte an Gesamtphosphor und Orthophosphat nahezu über den gesamten Untersuchungszeitraum niedrig und können somit als unauffällig einge- stuft werden.

Sonstige:

Die Gesamthärte im Tagebau Barleben ist über den gesamten Untersuchungszeitraum rela- tiv konstant. Die Mittelwerte liegen zwischen 44 °dH und 57 °dH. Im Abstrom ist die Wasser- härte durchschnittlich geringfügig höher als im Anstrom und in den Seen. Das Grund- und Seewasser kann als hart (d.h. Gesamthärte > 14°dH) eingestuft werden.

Kohlenwasserstoffe konnten im Grundwasser bisher nur einmal 1997 in geringer Konzent- ration nachgewiesen werden, ansonsten lagen die Kohlenwasserstoffgehalte unterhalb der Nachweisgrenze. Auch in den Seen konnten bisher noch keine Kohlenwasserstoffe nachge- wiesen werden. Es ist zu beachten, dass der Abbau 1997 noch nicht begonnen hatte und somit kein Zusammenhang zwischen dem Kiesabbau und dem Nachweis von Kohlenwas- serstoffen besteht.

Der AOX-Gehalt (adsorbierbare organische Halogene) umfasst alle löslichen organischen Halogenverbindungen, leicht- und schwerflüchtige, einschließlich der natürlich vorkommen- den. Deshalb wurde für den AOX-Gehalt in der TrinkwV kein Grenzwert festgelegt. Für orga- nische Chlorverbindungen, für die Einzelstoffbestimmungen üblich sind, gilt ein Grenzwert von 10 g/l. Im Kiesabbau Barleben konnten in der Vergangenheit erhöhte Gehalte an ad- sorbierbaren organischen Halogenen (AOX) nachgewiesen werden. Die höchsten Werte mit 92 µg/l bis 144 µg/l traten im Jahr 2013 auf. Im Jahr 2014 waren die AOX-Gehalte mit 11 – 64 µg/l hingegen wieder deutlich geringer. Ein Zusammenhang zwischen dem Kiesabbau und den AOX-Werten lässt sich bis jetzt nicht erkennen.

Die DOC-Gehalte als Summenparameter für den gelösten organischen Kohlenstoff schwankten bis 2006 zwischen den einzelnen Probenahmen erheblich, wie beispielsweise am Pegel P2/97 zwischen 2,4 mg/l (2003) und 11 mg/l (2004). Seit 2007 sind die DOC- Gehalte stabiler und liegen im Mittel etwas niedriger als im Untersuchungszeitraum bis 2006.

Im Zeitraum 2007 bis 2014 liegen die mittleren DOC-Gehalte bei 3,51 mg/l im Anstrom, 5,00 mgl/l in den Tagebauseen und 4,66 mg/l im Abstrom. Nach 2007 wurden nur noch Wer- te von max. 5,81 mg/l festgestellt.

Während Werte <4 mg/l unauffällig sind, zeigen Einzelwerte, hier bis zu 11 mg/l (P 2/97 im April 2004), eine leichte organische Belastung des Grundwassers an. Auch hier gilt das zu AOX Angeführte, wonach in oberflächennahen Grundwässern in Abhängigkeit von den Nut- zungsbedingungen mit leicht erhöhten DOC-Gehalten ständig bzw. zeitweilig gerechnet wer- den muss, ohne dass eine konkrete Eintragsquelle, z.B. durch Altablagerungen und Altlas- ten, besteht.

Die vollständige Wasseranalytik aller Messstellen über den gesamten Untersuchungszeit- raum ist im Anhang III enthalten.

Tabelle 4 gemittelte Vor-Ort-Parameter im Tagebau Barleben für den Zeitraum von 1997 bis 2015

Parameter Einheit Anstrom Tagebausee(n) Abstrom

bis 2006 2007 - 2014 2015 bis 2006 2007 - 2014 2015 bis 2006 2007 - 2014 2015

Elektr. Leitfähigkeit [µS/cm ] 1.982 1.822 1.847 1.894 1.743 1.700 1.820 1.625 1.521

pH-Wert [-] 7,30 7,09 7,17 8,12 8,11 7,96 7,78 7,10 7,19

Sauerstoffgehalt [mg/l] 4,32 2,23 0,12 9,26 10,28 10,97 4,10 2,34 2,4

Redoxspannung [mV] 279 163 274 267 261 329 234 179 300

Tabelle 5 gemittelte An- und Kationen im Tagebau Barleben für den Zeitraum von 1997 bis 2014

Anstrom Tagebausee(n) Abstrom Grenzwert

TrinkwV Parameter Einheit bis 2006 2007 - 2014 bis 2006 2007 - 2014 bis 2006 2007 - 2014

Natrium (Na) [mg/l ] 93,8 93,2 116,0 93,9 109,4 97,6 200,0

Kalium (K) [mg/l ] 18,2 11,3 21,5 34,8 30,4 34,2

Calcium (Ca) [mg/l ] 265 244 158 217 307 250

Magnesium (Mg) [mg/l ] 74,8 56,1 34,2 64,5 63,6 65,0

Eisen (Feges) [mg/l ] 1,66 0,17 < NWG 0,15 1,82 1,88 0,20

Mangan (Mn) [mg/l ] 0,37 0,21 0,05 0,09 0,45 0,37 0,05

Sulfat (SO4) [mg/l ] 648 422 757 670 818 626 250

Chlorid (Cl) [mg/l ] 150 218 15 139 175 158 250

HCO3 [mg/l ] 449 449 188 207 273 280

Tabelle 6 gemittelte Nährstoffe im Tagebau Barleben für den Zeitraum von 1997 bis 2014

Anstrom Tagebausee(n) Abstrom Grenzwert

TrinkwV Parameter Einheit bis 2006 2007 - 2014 bis 2006 2007 - 2014 bis 2006 2007 - 2014

Nitrat (NO3) [mg/l ] 4,6 12,4 4,6 2,7 4,0 1,0 50,0

Nitrit (NO2) [mg/l ] 0,38 0,03 0,12 0,04 0,03 0,04 0,50

Ammonium (NH4) [mg/l ] 0,39 0,15 0,19 0,08 0,16 0,34 0,50

Org. geb. Stickstoff (TON) [mg/l ] 1,55 0,69 1,39 1,82 0,45 0,82

Phosphor (Pges) [mg/l ] 0,06 0,03 0,07 0,02 0,05 0,06

Orthophosphat (o-PO4) [mg/l ] < NWG * 0,04 0,06 0,03 0,04 0,07