Sulfatprognosemodell Spree
Für die öffentliche Trinkwasserversorgung durch die Wasserwerke (WW) Briesen und Berlin-Friedrichshagen wird u.a. das Uferfiltrat der Spree genutzt. Zur Abschätzung einer möglichen Gefährdung der Uferfiltratgewinnung durch bergbaubedingt erhöhte Sulfatkonzentrationen wurde vom LBGR die Entwicklung eines Sulfatprognosemodells (SPM) in Auftrag gegeben.
Auf Grundlage des Langfristbewirtschaftungsmodells der Länder, WBalMo (Water Balance Model), erstellte die DHI WASY GmbH ein Softwaremodul für die Bewirtschaftungs- und Rahmenplanung der Spree, welches die Risikoanalyse der Ausprägung und Dauer von Sulfatereignissen (extreme Sulfatkonzentrationen) unter wassermengenwirtschaftlichen Aspekten ermöglicht. Dabei werden alle wesentlichen Einflussfaktoren für die Spree, wie Wasserdargebot, Wasserbedarf, Speicherbewirtschaftung, Sulfatemissionen über Oberflächengewässer sowie diffus über das Grundwasser, und die Bewirtschaftungsregeln berücksichtigt.
Eine erste, auf Grundlage dieses Modells für verschiedene Sulfataufkommen in der Spree vorgenommene Risikoanalyse erfolgte unter Einbeziehung von Wassermengen- und -beschaffenheitsdaten der Jahre 2013 bis 2016 und diente neben der Validierung v.a. der Kalibrierung des Modells. Damit wurde ein konservativer Ansatz gewählt, da die Datensätze aus diesen Jahren sowohl sehr hohe (Hochwasser 2013) als auch sehr niedrige (Staumauer-Sanierung Talsperre Spremberg) Wasser-dargebote, und damit einhergehende ausgeprägte Sulfatereignisse umfasste.
Aus der anschließenden Bewertung zweier Bewirtschaftungszyklen des WBalMo ab 2018 für die Spree-Pegel Briesen (Fassungsbereich Wasserwerk Briesen) und Rahnsdorf (Fassungsbereiche Wasserwerk Friedrichshagen) ließ sich für den Fall einer ausgesprochen hohen Sulfatkonzentration eine Eintrittswahrscheinlich von etwa zehn Jahren ableiten. Die für ein solches Ereignis rechnerisch ermittelten Sulfatkonzentrationen in der Spree liegen im Szenario „realistische Bewirtschaftungsregeln und Betriebszustände“ für den Bereich des WW Briesen bei ca. 350 mg/l und für den Bereich des WW Friedrichshagen bei ca. 300 mg/l. Die Trinkwasseranalysen des WW Briesen zeigen, dass Sulfatereignisse dieses Ausmaßes in der Spree bislang zu keiner Gefährdung des Grenzwertes von 250 mg/l Sulfat im Reinwasser gemäß Trinkwasserverordnung geführt haben. U.a. durch die inzwischen restriktionsfreie Ausleitung aus dem Wasserspeichersystem Lohsa II haben sich die Sulfatkonzentrationen im Spreeverlauf verringert. Monitoringergebnisse im Grundwasseranstrom zum Speichersystem aus dem Jahr 2017 lassen darüber hinaus eine weitere Verbesserung der Wasserbeschaffenheit erwarten. Aus dieser beständigen Veränderung der Randbedingungen resultiert der Bedarf einer kontinuierlichen Fortschreibung des SPM Spree.
Im Ergebnis der bisherigen Planung lieferte das WBalMo Sulfatprognosemodell belastbare Aussagen und stellt damit eine gute Arbeitsgrundlage zur gezielten Bewirtschaftung der Spree bezüglich des Beschaffenheitsparameters Sulfat dar, deren Anwendung länderübergreifend in der AG Flussgebietsbewirtschaftung Spree-Schwarze Elster mit ihren Arbeitskreisen abgestimmt wird.
Die Finanzierung der Bearbeitung erfolgte durch die Berliner Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz (Arbeitspaket 1), das Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg (Arbeitspaket 2) und das brandenburgische Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (Arbeitspaket 3).
Für die öffentliche Trinkwasserversorgung durch die Wasserwerke (WW) Briesen und Berlin-Friedrichshagen wird u.a. das Uferfiltrat der Spree genutzt. Zur Abschätzung einer möglichen Gefährdung der Uferfiltratgewinnung durch bergbaubedingt erhöhte Sulfatkonzentrationen wurde vom LBGR die Entwicklung eines Sulfatprognosemodells (SPM) in Auftrag gegeben.
Auf Grundlage des Langfristbewirtschaftungsmodells der Länder, WBalMo (Water Balance Model), erstellte die DHI WASY GmbH ein Softwaremodul für die Bewirtschaftungs- und Rahmenplanung der Spree, welches die Risikoanalyse der Ausprägung und Dauer von Sulfatereignissen (extreme Sulfatkonzentrationen) unter wassermengenwirtschaftlichen Aspekten ermöglicht. Dabei werden alle wesentlichen Einflussfaktoren für die Spree, wie Wasserdargebot, Wasserbedarf, Speicherbewirtschaftung, Sulfatemissionen über Oberflächengewässer sowie diffus über das Grundwasser, und die Bewirtschaftungsregeln berücksichtigt.
Eine erste, auf Grundlage dieses Modells für verschiedene Sulfataufkommen in der Spree vorgenommene Risikoanalyse erfolgte unter Einbeziehung von Wassermengen- und -beschaffenheitsdaten der Jahre 2013 bis 2016 und diente neben der Validierung v.a. der Kalibrierung des Modells. Damit wurde ein konservativer Ansatz gewählt, da die Datensätze aus diesen Jahren sowohl sehr hohe (Hochwasser 2013) als auch sehr niedrige (Staumauer-Sanierung Talsperre Spremberg) Wasser-dargebote, und damit einhergehende ausgeprägte Sulfatereignisse umfasste.
Aus der anschließenden Bewertung zweier Bewirtschaftungszyklen des WBalMo ab 2018 für die Spree-Pegel Briesen (Fassungsbereich Wasserwerk Briesen) und Rahnsdorf (Fassungsbereiche Wasserwerk Friedrichshagen) ließ sich für den Fall einer ausgesprochen hohen Sulfatkonzentration eine Eintrittswahrscheinlich von etwa zehn Jahren ableiten. Die für ein solches Ereignis rechnerisch ermittelten Sulfatkonzentrationen in der Spree liegen im Szenario „realistische Bewirtschaftungsregeln und Betriebszustände“ für den Bereich des WW Briesen bei ca. 350 mg/l und für den Bereich des WW Friedrichshagen bei ca. 300 mg/l. Die Trinkwasseranalysen des WW Briesen zeigen, dass Sulfatereignisse dieses Ausmaßes in der Spree bislang zu keiner Gefährdung des Grenzwertes von 250 mg/l Sulfat im Reinwasser gemäß Trinkwasserverordnung geführt haben. U.a. durch die inzwischen restriktionsfreie Ausleitung aus dem Wasserspeichersystem Lohsa II haben sich die Sulfatkonzentrationen im Spreeverlauf verringert. Monitoringergebnisse im Grundwasseranstrom zum Speichersystem aus dem Jahr 2017 lassen darüber hinaus eine weitere Verbesserung der Wasserbeschaffenheit erwarten. Aus dieser beständigen Veränderung der Randbedingungen resultiert der Bedarf einer kontinuierlichen Fortschreibung des SPM Spree.
Im Ergebnis der bisherigen Planung lieferte das WBalMo Sulfatprognosemodell belastbare Aussagen und stellt damit eine gute Arbeitsgrundlage zur gezielten Bewirtschaftung der Spree bezüglich des Beschaffenheitsparameters Sulfat dar, deren Anwendung länderübergreifend in der AG Flussgebietsbewirtschaftung Spree-Schwarze Elster mit ihren Arbeitskreisen abgestimmt wird.
Die Finanzierung der Bearbeitung erfolgte durch die Berliner Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz (Arbeitspaket 1), das Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg (Arbeitspaket 2) und das brandenburgische Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (Arbeitspaket 3).