Für die Firma Röchling Sustaplast SE & Co.KG, Sustaplast-Straße 1, 56112 Lahnstein, wurde mit Datum vom 27.07.2021 wie wasserrechtliche Erlaubnis zur Grundwasserentnahme zum Zwecke der betrieblichen Verwendung als Kühlwasser im Produktionsbetrieb und zur Einleitung von Kühl- und Niederschlagswasser in den Rhein, Gewässer I. Ordnung erteilt. Für die Benutzung ist gem. § 7 Abs. 1 UVPG i. V. m. Anlage 1, Nr. 13.3.2 UVPG, bei Vorhaben mit einer Größe oder Leistung ab 100.000 m³ eine allgemeine Vorprüfung des Einzelfalls zur Feststellung der UVP-Pflicht in Bezug auf die Schutzkriterien gem. Anlage 3 UVPG durchzuführen. Diese allgemeine Vorprüfung hat ergeben, dass das Vorhaben keine erheblichen nach-teiligen Umweltauswirkungen hat und somit in der Folge die Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung ebenfalls nicht erforderlich ist. Durch die bereits in den letzten Jahren erhöhte Entnahmemenge konnten keine nach-teiligen Auswirkungen ermittelt werden, so dass im aktuellen Erlaubnisverfahren keine Verschlechterung zu erwarten ist. Dies wurde gem. § 5 Abs. 2 UVGP durch die Bekanntmachung im Mitteilungsblatt der Stadt Lahnstein in der Ausgabe Nr. 18 vom 07.05.2021 veröffentlicht.
Ein Schwerpunktthema dieser Ausgabe von Natur in NRW sind die phänologischen Untersuchungen in Nordrhein-Westfalen. Denn die Pflanzenphänologie ist ein wichtiger Indikator im Klimafolgenmonitoring. So werden im Rahmen des forstlichen Umweltmonitorings in NRW seit 10 Jahren auf inzwischen 16 Waldflächen phänologische Beobachtungen durchgeführt. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) hat bereits 1951 mit dem Aufbau eines bundesweiten phänologischen Erhebungsnetzes begonnen. Dort werden die periodisch wiederkehrenden Entwicklungsphasen verschiedener Pflanzenarten an charakteristischen Wuchsorten aufgenommen. 123 dieser Beobachtungsstationen liegen in NRW. Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) hat diese Daten nun ausgewertet. Die Ergebnisse dieser Auswertung sowie der phänologischen Untersuchungen des forstlichen Monitorings werden in diesem Heft vorgestellt. Mehrfach wurde bereits in Natur in NRW über die Biodiversität der bäuerlichen Kulturlandschaft berichtet. Gleich zwei Beiträge dieser Ausgabe beschäftigen sich mit der Feldlerche, dem Charaktervogel der freien Feldflur, dessen negativer Bestandstrend anhält. Vorgestellt werden die Ergebnisse des Programms »1000 Fenster für die Lerche«, dessen Erfolg der Dachverband der Biologischen Stationen NRW und das LANUV überprüft haben. Berichtet wird des Weiteren über die neuesten Daten der Untersuchungsgebiete mit ökologischer Flächenstichprobe (OFS) im Hinblick auf die Feldlerche. Wie man erfolgreich aus zweiter Hand einen Lebensraum für Zauneidechsen schaffen kann, zeigt ein Beispiel aus dem Kreis Wesel. Die Auswirkungen von Gewässererwärmungen beispielsweise aufgrund von Kühlwassereinleitungen aus Heizkraftwerken machen Untersuchungen in der Wupper deutlich. Ursprünglich dort vorkommende Fischarten sind nicht mehr oder nur noch selten vorhanden. Ein weiterer Beitrag zeigt auf, dass mit einem entsprechenden Temperaturmanagementsystem die positive Entwicklung gefährdeter Zielarten möglich ist. Abschließend berichtet Natur in NRW über Tagungen zur Bedeutung des Klimawandels für die Wasserwirtschaft, einem Forum zum geplanten Klimaschutzgesetz für NRW und zu einer Studie zur zukunftsfähigen Entwicklung des Staatswaldes in NRW.
Die Nutzung oberflächennaher Erdwärme ist ein wichtiger Baustein, um die Ziele der Energiewende auch im Bereich der Wärmeerzeugung zu erreichen. Mit dem Masterplan Geothermie möchte die Landesregierung NRW bis 2045 bis zu 20 Prozent des Wärmebedarfs klimaneutral mit Erdwärme decken. Mit der Potenzialstudie zur zukünftigen Wärmeversorgung in NRW hat das LANUV ermittelt, dass im Jahr 2045 über 74 Prozent des in Nordrhein-Westfalen anfallenden Wärmebedarfs der Gebäude über die oberflächennahe Geothermie gedeckt werden könnte. Beim Ausbau der erneuerbaren Energien gilt es, den Anforderungen des Grundwasser- und Trinkwasserschutzes im erforderlichen Umfang gerecht zu werden. Das aktualisierte LANUV-Arbeitsblatt 39 ergänzt daher die neue Wärmestudie, indem die bisher geltenden Anforderungen des Arbeitsblattes aus dem Jahr 2019 hinsichtlich ihrer Aktualität überprüft und soweit erforderlich angepasst wurden. Grundlage sind die aktuellen technischen Regelwerke, derzeitigen rechtlichen Rahmenbedingungen und Kenntnisse über bekannt gewordene Schadensfälle und deren Ursachen. Weiterhin behandelt das Arbeitsblatt sowohl Erdwärmesonden als auch weitere relevante Techniken, sodass das geothermische Potenzial möglichst optimal genutzt werden kann. Im vorliegenden Arbeitsblatt nicht behandelt sind Techniken der mitteltiefen und tiefen Geothermie (tiefer als 400 Meter), die gesondert zu betrachten sind. Die Inhalte der Erstauflage des Arbeitsblatts aus dem Jahr 2019 wurden durch eine Arbeitsgruppe aus Vertreterinnen und Vertretern von Wasserbehörden, Geologischem Dienst NRW, der Bergbehörde, der Geothermiebranche, der Wasserversorgung und von Naturschutzverbänden unter Federführung des LANUV im Auftrag des NRW-Umweltministeriums zusammengetragen. Die nun vorliegende aktualisierte Version 2024 beschreibt die aktuellen wasserrechtlichen Grundlagen, die fachtechnischen Anforderungen des Grundwasserschutzes an Planung, Errichtung, Betrieb und Stilllegung, die Anforderungen an die Einleitung von Wärme sowie die besonderen Anforderungen in Wasser- und Heilquellenschutzgebieten. Die Aktualisierungen wurden durch das LANUV in Zusammenarbeit mit dem NRW-Umweltministerium, dem Geologischen Dienst und der Bezirksregierung Arnsberg als Bergbehörde erarbeitet. Anlage 1: Mustererlaubnisantrag für Erdwärmesonden Anlage 2: Schematischer Brunnenausbau
Gewinnung von Grund-, Quell- und Oberflächenwasser sowie Bezug und Abgabe von Wasser. Verwendung von Wasser, getrennt nach Einsatzbereichen, Einfach-, Mehrfach- und Kreislaufnutzung. Behandlung und Einleitung von Kühlwasser und sonstigem Wasser nach Menge, Art der Abwasserbehandlung, behandeltes und unbehandeltes Abwasser sowie die jeweiligen Konzentrationen und Frachten an Schadstoffen nach dem Abwasserabgabengesetz, Klärschlamm nach Menge, Behandlung, Beschaffenheit und Verbleib sowie die für das Aufbringen genutzte Fläche nach Nutzungsart, Zahl der beschäftigten Personen.
Gewässer Berlin liegt zwischen den beiden großen Stromgebieten der Elbe und der Oder. Die wichtigsten natürlichen Wasserläufe im Raum Berlin sind die Spree und die Havel. An weiteren natürlichen Wasserläufen sind Dahme, Straußberger Mühlenfließ, Fredersdorfer Fließ, Neuenhagener Mühlenfließ, Wuhle, Panke und Tegeler Fließ zu nennen. Neben den natürlichen Gewässerläufen gibt es eine Vielzahl künstlich geschaffener Fließgewässer – die Kanäle. Innerhalb des Stadtgebietes von Berlin sind in erster Linie der Teltowkanal, der Landwehrkanal und der Berlin-Spandauer-Schiffahrtskanal mit dem Hohenzollernkanal zu nennen. Für die Gütebeschaffenheit der Berlin durchfließenden Gewässer kommt der Spree eine besondere Bedeutung zu. Die Kanäle in Berlin werden überwiegend mit Spreewasser gespeist, so daß deren Wassergüte von der Qualität des Spreewassers beeinflußt wird. Bedingt durch die gegenüber der Oberhavel deutlich höhere Abflußmenge wirkt sich die Beschaffenheit des Spreewassers auch entscheidend auf das Güteverhalten der Havel unterhalb der Spreemündung aus. Die Wasserbeschaffenheit der Stadtspree wiederum wird innerhalb des Stadtgebietes von vielen kleineren Zuflüssen anderer Gewässer geprägt. In der Reihe der deutschen Flüsse nimmt die Spree jedoch nur einen bescheidenen unteren Rang ein. Im Vergleich zu Oder (langjähriger mittlerer Abluß bei Hohensaaten-Finow: 543 m 3 /s) und Elbe (langjähriger mittlerer Abluß bei Barby: 558 m 3 /s) weisen selbst Spree und Havel – in der Unterhavel vereint – nur einen rund 10mal geringeren Abfluß auf. Einleitungen /Kühlwasser Die hohe Belastung von Spree und Havel wird besonders deutlich, wenn man die Jahresabflußsumme mit der darin enthaltenen Summe der Einleitungen vergleicht. Die jährliche Einleitungssumme aus dem Raum Berlin beträgt etwa 400 Mio. m 3 (ohne Regenwasser der Trennkanalisation). Die mittlere jährliche Abflußsumme von Spree und Oberhavel ist mit 1,73 Mrd. m 3 anzusetzen. Damit besteht also rund ein Viertel des Abflusses aus Einleitungswasser. Etwa 3/4 dieses Einleitungswassers kommt aus den Abläufen der öffentlichen Großklärwerke. Die Kühlwasserentnahmen der Wärmekraftwerke und der Industrie sind im Vergleich zu dem vorgenannten Einleitungsvolumen weitaus höher; das entnommene Wasservolumen aus den Oberflächengewässern liegt allein für den Westteil der Stadt in der durchschnittlichen Jahressumme bei ca. 1,3 Mrd. m 3 . In Trockenjahren ist der Kühlwasserbedarf sogar größer als das gesamte Wasseraufkommen der Spree. Diese Situation kann sich im Hinblick auf eine verstärkte Industrieansiedlung im wachsenden Ballungsraum Berlin noch verschärfen, da längerfristig mit einem Rückgang der Abflußmenge der Spree gerechnet werden muß. Durch die Zuführung von Sümpfungswasser aus dem Braunkohletagebau im mittleren Spreegebiet ist das Wasserdargebot in der unteren Spree gegenüber dem natürlichen erheblich erhöht. Eine zunehmende Verringerung des Braunkohletagebaus wird somit zu einer niedrigeren Abflußmenge der Spree führen. Eutrophierung Das Hauptproblem für die Gewässer in und um Berlin ist die zunehmende Anreicherung mit Pflanzen-Nährstoffen, insbesondere mit Stickstoff- und Phosphorverbindungen. In unbelasteten Gewässern wird durch die gering vorhandenen Mengen normalerweise das Pflanzenwachstum begrenzt. In einem Gewässer mit geringer Nährstoffzufuhr führt der biogene Stoffumsatz durch die Selbstregulierung der Nahrungskette zu einer gleichgewichtigen Verteilung der an diesem Stoffumsatz beteiligten Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Zu den wichtigsten Produzenten im Gewässer gehören die Algen. Sie sind in der Lage, aus den anorganischen Nährsalzen organische Substanz aufzubauen, die dann den Konsumenten (u.a. Zooplankton, Fische) als Nahrungsgrundlage dient. Der mikrobielle Abbau abgestorbener Algen, Wasserpflanzen und Fische erfolgt letztlich durch die Destruenten (Bakterien). Zusätzlich zu der – wenn auch überwiegend geringen – Vorbelastung gelangen innerhalb Berlins mit den kommunalen und industriellen Abwässern übermäßig hohe Nährstoffeinträge wie Phosphat und Stickstoff in die Gewässer. Durch das Nährstoffüberangebot (Eutrophierung) vermehrt sich das Phytoplankton so stark, daß tierische Planktonorganismen oft nicht in der Lage sind, dieser Entwicklung ausreichend entgegenzuwirken. Der sich normalerweise selbstregulierende Stoffkreislauf ist gestört, eine Massenentwicklung von Algen ist die Folge. Hauptsächlich in den warmen Sommermonaten kommt es zu Algenblüten, verbunden mit negativen Folgen für das Gewässer. Massenvorkommen von Algen wirken sich vor allem auf das Lichtklima, den Sauerstoffgehalt in Form von Über- und Untersättigung, den pH-Wert und damit auf den Umsatz des anorganischen Stickstoffs aus. Für einen schnellen mikrobiellen Abbau abgestorbener Algenmassen ist ein hoher Sauerstoffgehalt im Gewässer erforderlich. Da der Sauerstoffgehalt in geschichteten Seen mit der Tiefe abnimmt, sinkt der überwiegende Teil der Algenmassen auf den Gewässerboden; hier findet ein erheblich langsamer ablaufender vorwiegend anaerober bakterieller Abbauprozeß, verbunden mit Faulschlammbildung, statt. Vor allem für die seenartigen Erweiterungen der Spree- und Havelgewässer liegen alle Voraussetzungen vor, die eine starke Algenbildung mit ihren negativen Folgen begünstigen: Große Wasseroberflächen mit guter Lichteinwirkung bei geringen Wassertiefen, äußerst geringe Fließgeschwindigkeiten und damit lange Verweilzeiten, günstige Wassertemperaturen durch den Einfluß der Kraftwerke und schließlich ein ständiger Nachschub an Nährsalzen durch die Abläufe der Großklärwerke.
Umweltatlas-Methode Die nach der ”Umweltatlas-Methode” berücksichtigten Parameter sollen die lokale und regionale Wasserqualität der Oberflächengewässer charakterisieren. Anders als bei der Gewässercharakterisierung nach der ”LAWA-Methode” (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser 1991), bei der eine Vielzahl von Parametern zugrundegelegt und zu einer Gesamtbewertung zusammengefaßt wird, werden hier fünf der für die Eutrophierungs-Problematik der Berliner Gewässer maßgeblichen Parameter berücksichtigt und getrennt voneinander bewertet und dargestellt. Dies sind Orthophosphat-Phosphor, Ammonium-Stickstoff, Sauerstoff-Sättigungsindex, Sauerstoff-Minimum und Titer für Escherichia coli. Hiermit läßt sich das relativ kleine Untersuchungsgebiet Berlin differenziert und übersichtlich darstellen. Die Klassifizierung erfolgt in Anlehnung an die Gewässergütekarte der Bundesrepublik Deutschland in vier Güteklassen mit drei Zwischenstufen. Die Klassengrenzen für die beiden Sauerstoff-Parameter wurden in Anlehnung an die in der Gewässergütekartierung der LAWA gewählten Klassen gesetzt. Die Konzentration der Nährstoffe Orthophosphat-Phosphor und Ammonium-Stickstoff wird den entsprechenden Güteklassen so zugeordnet, daß die Belastungsstufen der verschiedenen Parameter miteinander vergleichbar sind. Für das Algenwachstum ist der Phosphatgehalt im Gewässer der begrenzende Faktor. Die Schwelle zur Eutrophierung wird für rückgestaute Fließgewässer allgemein mit 0,01 – 0,03 mg/l angegeben. Der Wert 0,01 mg/l bildet daher die Obergrenze der Güteklasse 2 ”mäßig belastet”. Die Klassifikation für Ammonium-Stickstoff wurde aus dem Rheinbericht von 1978 übernommen, in dem Ammonium-Stickstoff bereits 7-stufig klassifiziert vorlag (IWAR 1978). Da viele Gewässerabschnitte in Berlin als Badegewässer genutzt werden, findet der bakteriologische Parameter Escherichia coli hier Berücksichtigung bei der Darstellung der Gewässergüte. In die vorliegende Karte wurden nur die wichtigsten Fließgewässer in Berlin sowie einige Brandenburger Fließstreckenabschnitte im direkten Umland von Berlin einbezogen. Die Gewässer wurden in 99 Abschnitte unterteilt, mit in der Regel jeweils einer Meßstelle in der Mitte des Streckenabschnittes. Die Untersuchungsergebnisse dieser Meßstellen wurden als repräsentativ für den gesamten Abschnitt angesehen. Um den für belastete Gewässer besonders kritischen Zeitraum mit der größten biologischen Aktivität zu erfassen, wurden für die Darstellung die Werte des Sommerhalbjahres (1. 5. bis 31. 10.) berücksichtigt, und zwar für die Parameter Orthophosphat-Phosphor, Ammonium-Stickstoff und Sauerstoff-Sättigungsindex das Mittel des Sommerhalbjahres sowie für Sauerstoffgehalt und Titer für E. coli der jeweils ungünstigste Einzelwert in diesem Zeitraum. Analog zu den früheren Darstellungen anderer Abflußjahre im Umweltatlas wurden die Meßergebnisse nach einer 7-stufigen Skala von ”praktisch unbelastet” bis ”übermäßig verschmutzt” bewertet und entsprechend farblich dargestellt. Orthophosphat-Phosphor (PO 4 -P) Phosphat kann im Wasser in verschiedenen Formen vorhanden sein; von den Pflanzen kann der Phosphor jedoch nur in Form des gelösten Orthophosphat-Ions aufgenommen und zum Aufbau körpereigener Biomasse genutzt werden. Der überwiegende Teil der Phosphate in den Berliner Gewässern stammt aus den häuslichen Abwässern und hier vor allem aus dem Fäkalbereich. Die Verwendung von phosphathaltigen Reinigungsmitteln trägt ebenfalls zur Phosphatbelastung bei. Ein großer Teil des in Berlin anfallenden Abwassers wird bereits heute in den Klärwerken durch biologische Phosphat-Elimination bzw. durch chemische Phosphatfällung weitgehend entphosphatet. Ammonium-Stickstoff (NH 4 -N) Neben den Phosphaten sind es vor allem die Stickstoffverbindungen, die den Nährstoffgehalt des Wassers bestimmen. Im Wasser ist Stickstoff sowohl in elementarer als auch in Form von anorganischen und organischen Verbindungen enthalten. Der organisch gebundene Stickstoff liegt in den Gewässern in Form von Eiweißen vor, die aus abgestorbenen Organismen stammen. Pflanzen können den zum Aufbau ihrer körpereigenen Proteine erforderlichen Stickstoff normalerweise aber nur in Form von Nitrat- und Ammoniumionen aufnehmen. Die im Wasser vorhandenen Stickstoffverbindungen müssen deshalb zunächst entsprechend umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernehmen Mikroorganismen, die dafür sorgen, daß die im Wasser vorhandenen Eiweißstoffe abgebaut werden. Andere Mikroorganismen wandeln das dabei entstehende Ammonium unter aeroben Bedingungen (bei Anwesenheit von Sauerstoff) über Nitrit schließlich zu Nitrat um. In der Zeit mit einer hohen biogenen Aktivität (Frühjahr bis Herbst) verlaufen die Stoffumwandlungsprozesse im Gewässer schneller, so daß analog zum geringeren Ammoniumgehalt ein höherer Nitratgehalt im Gewässer vorliegt. Da Nitrit nur ein Zwischenprodukt bei dieser Umwandlung ist, bleibt der Nitritgehalt im Gewässer meist niedrig. Abbildung 1 zeigt die Gehalte von Ammonium, Nitrit und Nitrat an der Meßstelle Teltow-Werft Schönow. Die geschilderten Stoffumwandlungsprozesse im Gewässer werden an dieser Meßstelle jedoch durch die Einleitungen der Klärwerke maßgeblich beeinflußt. Die geringe Ammoniumbelastung im Sommer ist an dieser Probenahmestelle (hinter Klärwerkszulauf Ruhleben) vor allem auf die im Sommer bessere Reinigungsleistung der Klärwerke zurückzuführen. Die Tatsache, daß der Ammoniumgehalt im Sommer darüberhinaus stärker sinkt als der Nitratgehalt steigt, ist mit der Bindung von Nitrat durch die Algen erklärbar. In den Berliner Gewässern stammt der überwiegende Teil der Stickstoffverbindungen aus den häuslichen Abwässern. Besonders belastend für den Sauerstoffhaushalt der Gewässer sind Klärwerke, über die ein hoher Anteil Ammonium-Stickstoff eingeleitet wird, da der Abbauprozeß bis zum Nitrat dann im Gewässer selbst stattfindet. Für die Umwandlung von 1 mg/l Ammonium-Stickstoff zu Nitrat-Stickstoff werden ca. 4,4 mg/l Sauerstoff benötigt. Sauerstoff-Sättigungsindex Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Gewässer wird vor allem von der Wassertemperatur beeinflußt; mit zunehmender Wassertemperatur nimmt die Aufnahmefähigkeit des Wassers für Sauerstoff ab. Neben hohen Temperaturen im Sommer führt die Aufwärmung der Gewässer durch Kühlwassereinleitungen zu einer weiteren Belastung des Sauerstoffhaushaltes: Alle chemischen und biologischen Prozesse werden beschleunigt; der Sauerstoffbedarf steigt, während die Aufnahmefähigkeit von Sauerstoff sinkt. Gerade langsam fließende und eine große Oberfläche bildende, seenartig erweiterte Fließgewässer weisen dann zunehmend kritische Sauerstoffgehalte auf. Der Sauerstoff-Sättigungsindex gibt an, wieviel Prozent der physikalisch möglichen Sauerstoffsättigung zum Zeitpunkt der Probenahme erreicht wird. In unbelasteten Gewässern treten normalerweise keine größeren Schwankungen beim Sauerstoff-Sättigungsindex auf und der Sauerstoffgehalt entspricht etwa dem theoretisch möglichen (Sauerstoff-Sättigungsindex ca. 100 %). Da bei den meisten Abbauvorgängen im Gewässer Sauerstoff verbraucht, bei starkem Algenwachstum über die Photosynthese aber Sauerstoff produziert wird, können in nährsalzreichen Gewässern beträchtliche Schwankungen auftreten. So sind nicht nur geringe Sauerstoff-Sättigungsindizes, sondern auch ein starker biogener Sauerstoff-Eintrag und damit eine Sauerstoff-Übersättigung ein Indiz für eine Gewässerbelastung. Abbildung 2 zeigt für das Abflußjahr 1991 den Verlauf von Wassertemperatur und gemessenem Sauerstoffgehalt beispielhaft für die Meßstelle Sophienwerder (Spree). Daneben wurde der aufgrund der Temperatur mögliche Sauerstoffgehalt bei 100 % Sättigung abgebildet, um Über- und Untersättigung sichtbar zu machen. Während im Winter und Frühjahr der gemessene Sauerstoffgehalt im wesentlichen dem aufgrund der Temperatur zu erwartenden entspricht, ist das Wasser im Sommer nicht gesättigt, was auf das Überwiegen von Sauerstoff verbrauchenden Abbauvorgängen im Sommer zurückgeführt werden kann. Sauerstoff-Minimum Der für die Atmung aller Organismen notwendige Sauerstoff wird dem Wasser über die Luft bzw. durch die Photosynthese der Wasserpflanzen zugeführt. Der Sauerstoffgehalt belasteter, langsam fließender Gewässer unterliegt damit nicht nur klimatischen (Windgeschwindigkeit, Temperatur, Lichteinstrahlung usw.), sondern auch jahres- und tageszeitlichen Schwankungen, die auf übermäßiges Algenwachstum zurückzuführen sind. Zusätzlicher Sauerstoff durch die Assimilationstätigkeit der Algen kann aber nur in den oberen Wasserschichten erzeugt werden. Maßgebend ist die Eindringtiefe des Sonnenlichts in ein Gewässer. Die einzelnen Fischarten benötigen für ihre Lebensfähigkeit jeweils bestimmte Umweltbedingungen. Hierzu gehört auch ein Mindestgehalt an gelöstem Sauerstoff, der im Gewässer nicht unterschritten werden darf. Besonders kritische Sauerstoffverhältnisse können sich stets bei Gewässern mit großen Regenwasser- oder Mischwassereinleitungen nach Starkregenfällen einstellen. Die mit dem Einleitungswasser eingebrachten organischen Stoffe werden im Gewässer mit Hilfe von Bakterien unter erheblichem Sauerstoffbedarf abgebaut. Hierbei kann mehr Sauerstoff im Gewässer verbraucht werden als über die Luft und durch biogene Produktion wieder ergänzt werden kann. Sinkt der Sauerstoffgehalt unter eine bestimmte Grenze (ca. 4 mg/l für Karpfenfische) ist ein für Fische kritischer Zustand erreicht. Bei einer weiteren Abnahme des Sauerstoffgehalts kommt es zum Fischsterben. Die komplexen und rasch ablaufenden Wechsel im Sauerstoffhaushalt in Gewässern mit hohen Nährstofffrachten und intensiver Phytoplanktonentwicklung lassen sich durch monatliche bzw. 14-tägige Messungen nur unvollständig erfassen. Die an den kontinuierlichen Untersuchungsstellen gemessenen, teilweise erheblichen tageszeitlichen Schwankungen im Sauerstoffgehalt spiegeln die angespannten Sauerstoffverhältnisse der Berliner Gewässer wider. Titer für Escherichia coli Zur Kontrolle der bakteriologischen Beschaffenheit eines Gewässers – insbesondere um die Eignung als Badegewässer zu prüfen – werden Untersuchungen auf Escherichia coli (E. coli) durchgeführt. E. coli selbst ist in der Regel kein Krankheitserreger; sein Vorkommen gibt jedoch einen Anhalt über die Belastung eines Gewässers mit tierischen und menschlichen Fäkalien. Sind viele Coli-Bakterien enthalten, so liegt eine starke Belastung mit Fäkalwasssern vor; d.h. die Wahrscheinlichkeit, daß auch Krankheitskeime vorhanden sind, steigt mit der Zunahme von E. coli. Angegeben wird bei der Bestimmung diejenige Menge Wasser, in der gerade noch das Bakterium E. coli nachgewiesen werden kann (Coli-Titer). Für Oberflächengewässer, die zum Baden geeignet sind, gilt nach der EG-Badewasserrichtlinie ein E. coli-Titer von 10 -1 ml als gerade noch tolerabel. Chlorophyll a Ergänzend zur Darstellung der Gütebeschaffenheit der Berliner Gewässer nach dem Umweltatlas-Verfahren ist im Hinblick auf das Hauptproblem in den Berliner Gewässern – die hohe Nährstoffbelastung – gesondert der Chlorophyll a-Gehalt der Gewässer dargestellt. Chlorophyll a ist der blaugrüne Anteil des Chlorophyll (Blattgrün). Die Bestimmung des Chlorophyll a-Gehaltes im Gewässer gibt Hinweise auf die Algendichte. Als absolutes Maß für die Phytoplanktonbiomasse kann der Chlorophyll a-Gehalt nicht gelten; jedoch gibt dieser Pigmentgehalt gemeinsam mit anderen Biomasse- und Bioaktivitätsparametern Auskunft über das mengenmäßige Vorkommen und die potentielle Stoffwechselleistung des Phytoplanktons in Gewässern. Die Pigmentausbeute der im Frühjahr und Spätherbst auftretenden Kieselalgen liegt bei gleicher Wellenlänge im Meßverfahren etwas höher, als bei den sich vorwiegend im Sommer bildenden Blaualgen. An speziellen Meßpunkten ist daher der Vergleich der Chlorophyll a-Werte mit den über Zählung ermittelten Algenbiomassen geboten. Die Entwicklung der Phytoplankton-Zusammensetzung ist jahreszeitlich unterschiedlich und hängt von verschiedenen Faktoren ab, u.a. Temperatur, Lichteinstrahlung, Zooplankton-Entwicklung und Nährstoffangebot/-zusammensetzung. Während sich im Frühjahr vorwiegend die Kieselalgen (Bacillariophyceae) entwickeln, bestimmen im Hochsommer überwiegend die Blaualgen (Cyanophyceae) die Zusammensetzung des Phytoplanktons (vgl. Abb. 3). Gerade die hohen Temperaturen und die intensive Lichteinstrahlung im Hochsommer begünstigen das Algenwachstum. Bei gleichzeitigem Überangebot an Nährstoffen im Gewässer kann es dann zur Massenentwicklung der Algen kommen. Das vornehmlich in den Monaten Mai/Juni auftretende Phytoplanktonminimum hängt von vielen Faktoren ab, wie Witterung, Algenarten-Zusammensetzung und insbesondere von der Zooplankton-Struktur. Wird die Frühjahrsalgengemeinschaft von freßbaren Arten (v.a. Kieselalgen) dominiert, kann es zu einer Massenentwicklung des Zooplanktons kommen, das in der Lage ist, große Mengen an Algenbiomasse zu filtrieren. Somit wird eine hohe Sichttiefe erreicht (vgl. Abb. 4). Dieses ”Klarwasserstadium” wird verstärkt in den Gewässern der Spree, der Oberhavel und teilweise in der Unterhavel beobachtet, nicht aber in den Gewässern der Dahme, wo bereits im Frühjahr fädige, kaum freßbare Blaualgen auftreten. Für die Kartendarstellung wurden die Meßwerte der Monate April bis September 1991 berücksichtigt. Für die einzelnen Gewässerabschnitte sind neben dem Mittelwert das Maximum und Minimum dieses Zeitraumes dargestellt. Die Bänder für die Mittelwertdarstellung der Monate April bis Juni sowie Juli bis September sollen einerseits die Frühjahrs-, andererseits die Hochsommerentwicklung des Phytoplanktons widerspiegeln. Da die Algenentwicklung u.a. die Trübung des Wassers beeinflußt, ist im 6. Band die Sichttiefe (Mittelwert des Sommerhalbjahres, April bis September) dargestellt. Die Meßwerte wurden einer 7-stufigen Bewertungsskala zugeordnet. Der für die Berliner Gewässer als Sanierungsziel betrachtete Wert von max. 30 µg Chlorophyll a pro Liter wird als oberer Wert der Güteklasse 1 bis 2 angesehen. Für die Güteklassen 1 bis 3 erfolgt eine lineare Einteilung der Meßwerte; die Abkehr von der linearen Einteilung in der Güteklasse 3 bis 4 erfolgt aufgrund einer größeren Ungenauigkeit des Meßverfahrens bei hohen Meßwerten.
Mit Schreiben vom 28.06.2019 beantragte die PreussenElektra GmbH beim Landratsamt Schweinfurt die beschränkte wasserrechtliche Erlaubnis gemäß §§ 8 und 10 Wasserhaushaltsgesetz i.V.m. Art. 15 Bayer. Wassergesetz für das Kernkraftwerk Grafenrheinfeld, Landkreis Schweinfurt. Dieser Antrag umfasst die beschränkte Erlaubnis zum Entnehmen von Wasser aus dem Main, die beschränkte Erlaubnis zum Entnehmen von Grundwasser aus 2 Brunnen und die beschränkte Erlaubnis zum Einleiten von Kühlwasser, Betriebsabwasser und Abwasser aus dem Kontrollbereich zusammen mit Niederschlagswasser in den Main. Mit diesem Antrag wird der Bedarf an Kühl- und Brauchwasser sowie die Einleitung von Kühlwasser, Betriebsabwasser, radioaktiv kontaminiertem Abwasser und Niederschlagswasser für das KKG für den weiteren Restbetrieb mit und ohne Brennstoff und den zeitgleich stattfindenden Rückbau abgedeckt. Auf Grund der beantragten Grundwasserentnahmemenge von 80.000 m³ pro Jahr aus zwei Brunnen war nach § 9 Abs. 3 und 4 i.V.m. § 7 Abs. 2 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG) i.V.m. Nr. 13.3.3 der Anlage 1 zum UVPG eine standortbezogene Vorprüfung des Einzelfalles durchzuführen, ob, bezogen auf die Grundwasserentnahme, eine Umweltverträglichkeitsprüfung erforderlich ist, da mehr als 5.000 m³, aber weniger als 100.000 m³ Grundwasser pro Jahr entnommen werden sollen.
Die Trolli GmbH, vertreten durch den Projektingenieur Herr Marsch, Steegener Chaussee 13, 19230 Hagenow beabsichtigt die Entnahme von Grundwasser aus vier Bohrbrunnen zur Kühlversorgung von Produktionsanlagen und für die Heizung von Gebäudeteilen. Dafür hat Herr Marsch einen Antrag auf wasserrechtliche Erlaubnis bei der unteren Wasserbehörde des Landkreises Ludwigslust-Parchim gestellt. Gemäß § 8 Abs. 1 i.V.m. § 9 Abs. 1 Ziffer 5 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und § 107 Abs. 1 des Wassergesetzes des Landes Mecklenburg-Vorpommern (LWaG) wurde diese erteilt. Umfang der Gewässerbenutzung: Entnahmemenge(Q365) m³/a m³/d m³/h Liter/Sekunde Brunnen 1 481.800 1.320 50-70 19,44 Brunnen 2 481.800 1.320 50-70 19,44 Brunnen 3 481.800 1.320 50-70 19,44 Brunnen 4 481.800 1.320 50-70 19,44 Q365: jährliche Fördermenge Örtliche Lage der Gewässerbenutzung: Gewässer: Grundwasser Landkreis: Ludwigslust-Parchim Gemeinde: Hagenow Ortsteil/Lage: Hagenow, AM RAUHEN MOOR Koordinaten: Topographische Karte TK 25N Blatt 2533 Hagenow Hy Hagenow 01/2012 = Trolli_Brunnen 1/2012 Gemarkung: Hagenow Flur: 24 Flurstück: 16/1 EPSG-Code: 31468 RD 83 (Bessel, 3°), 4. Meridianstreifen (Mittelmeridian 12° ö. L.): Rechtswert ca. 4445450 Hochwert ca. 5921255 EPSG-Code: 5650 ETRS 89 (GRS80, 6°), Zone 33 (Mittelmeridian 15° ö. L.), m. führ. 33 (zE-N): Ost: ca. 33246053 Nord: ca. 5925819 Hy Hagenow 02/2012 = Trolli_Brunnen 2/2012 Gemarkung: Hagenow Flur: 24 Flurstück: 16/1 EPSG-Code: 31468 RD 83 (Bessel, 3°), 4. Meridianstreifen (Mittelmeridian 12° ö. L.): Rechtswert ca. 4445425 Hochwert ca. 5921160 EPSG-Code: 5650 ETRS 89 (GRS80, 6°), Zone 33 (Mittelmeridian 15° ö. L.), m. führ. 33 (zE-N): Ost: ca. 33246024 Nord: ca. 5925725 Hy Hagenow 01/2016 = Trolli_Brunnen 3/2016 Gemarkung: Hagenow Flur: 23 Flurstück: 99/1 EPSG-Code: 31468 RD 83 (Bessel, 3°), 4. Meridianstreifen (Mittelmeridian 12° ö. L.): Rechtswert ca. 4445407 Hochwert ca. 5921025 EPSG-Code: 5650 ETRS 89 (GRS80, 6°), Zone 33 (Mittelmeridian 15° ö. L.), m. führ. 33 (zE-N): Ost: ca. 33246000 Nord: ca. 5925591 Hy Hagenow 02/2016 = Trolli_Brunnen 4/2016 Gemarkung: Hagenow Flur: 24 Flurstück: 18/1 EPSG-Code: 31468 RD 83 (Bessel, 3°), 4. Meridianstreifen (Mittelmeridian 12° ö. L.): Rechtswert ca. 4445484 Hochwert ca. 5921104 EPSG-Code: 5650 ETRS 89 (GRS80, 6°), Zone 33 (Mittelmeridian 15° ö. L.), m. führ. 33 (zE-N): Ost: ca. 33246080 Nord: ca. 5925667 Hy Hagenow 3/2012 = Grundwassermessstelle 03/2012 Gemarkung: Hagenow Flur: 24 Flurstück: 16/1 EPSG-Code: 31468 RD 83 (Bessel, 3°), 4. Meridianstreifen (Mittelmeridian 12° ö. L.): Rechtswert ca. 4445443 Hochwert ca. 5921205 EPSG-Code: 5650 ETRS 89 (GRS80, 6°), Zone 33 (Mittelmeridian 15° ö. L.), m. führ. 33 (zE-N): Ost: ca. 33246043 Nord: ca. 5925770 Die untere Wasserbehörde des Landkreises Ludwigslust-Parchim als Genehmigungsbehörde hat eine allgemeine Vorprüfung des Einzelfalls gemäß dem § 7 Absatz 2 Satz 1 in Verbindung mit Nummer 13.3.2 der Anlage 1 UVPG durchgeführt. Die Prüfung hat zu dem Ergebnis geführt, dass von dem Vorhaben keine erheblichen nachteiligen Umweltauswirkungen zu erwarten sind. Eine Umweltverträglichkeitsprüfung ist daher nicht erforderlich. Wesentliche Gründe für das Nichtbestehen der UVP-Pflicht nach § 5 Absatz 2 Satz 2 und 3 UVPG ergeben sich aus der überschlägigen Prüfung gemäß den in Anlage 3 aufgeführten Schutzkriterien. Maßgebend für die Einschätzung waren die Art und Merkmale der Auswirkungen hinsichtlich der Nutzungs- und Schutzkriterien unter Berücksichtigung des Zusammenwirkens mit anderen Vorhaben in ihrem gemeinsamen Einwirkungsbereich. Bodenveränderungen, Schadverdichtung sowie Verunreinigung von Boden und Gewässer sind nicht zu erwarten. Der abflussmindernde Einfluss der Grundwasserabsenkung auf die Schmaar wird durch die Einleitung des Kühlwassers, zumindest stromunterhalb der Einleitstelle, ausgeglichen. Für die Einleitung des Kühlwassers ist keine Verschlechterung der Wasserqualität und eine positive, ausgleichende Wirkung auf das Abflussgeschehen zu erwarten. Eine nachhaltige Beeinflussung von ausgewiesenen Schutzgebieten findet weder durch die Grundwasserentnahme noch durch die Einleitung des Kühlwassers in die Vorflut statt. Die Auswirkungen auf bekannte Grundwasserentnahmen im Umkreis des Vorhabens sind vernachlässigbar. Nach Beendigung der Entnahme (und Wiedereinleitung) würden sich die Veränderungen im Grund- und Oberflächenwassersystem mittelfristig wieder dem Ausgangszustand annähern. Irreversible Folgen der Maßnahme sind daher nicht erkennbar. Durch die Überschneidung des Einzugsgebietes der geplanten Grundwasserentnahme mit denen benachbarter Nutzer ergeben sich aufgrund des ausreichenden Grundwasservorrats keine Nutzungskonflikte. Heilquellenschutzgebiete und Überschwemmungsgebiete sind im Betrachtungsraum nicht relevant. Die Schutzgüter Mensch und Siedlungsraum, Boden, Luft, Klima, Landschaft sowie Kultur- und Sachgüter werden von der Maßnahme nicht nachhaltig beeinflusst. Das Einvernehmen der unteren Naturschutzbehörde wurde durch Darlegung von Vermeidungs- und Minimierungsmaßnahmen hergestellt. Durch die Festlegung von Schutz-, Vermeidungs- und Minderungsmaßnahmen in der Vorhabenbeschreibung sowie der Einhaltung von Immissionsrichtwerten und rechtlicher Sicherheitsvorschriften sind für die Umsetzung der Maßnahme keine erheblichen nachteiligen Umweltauswirkungen prognostiziert.
Die Grundwassertemperatur im Ballungsraum von Berlin ist bzw. wird durch den Menschen tiefgreifend verändert. Die seit den 1980er Jahren im oberflächennahen Grundwasser des Landes Berlin durchgeführten Temperaturmessungen zeigen, dass im zentralen Innenstadtbereich die Durchschnittstemperatur z. T. um mehr als 4 °C gegenüber dem dünner besiedelten Umland erhöht ist. Die Temperaturmessungen belegen, dass sich dieser Temperaturanstieg zunehmend auch in größeren Tiefen mit mehr als 20 m bemerkbar macht. Die Ursachen für die Temperaturerhöhung sind vielfältig und stehen im direkten Zusammenhang mit der fortschreitenden baulichen Entwicklung und den vorhandenen Nutzungen an der Erdoberfläche. Es lassen sich dabei direkte von indirekten Beeinflussungen der Grundwassertemperatur unterscheiden (s. a. Abb. 1): Unter einer direkten Beeinflussung der Grundwassertemperatur werden alle Wärmeeinträge in das Grundwasser durch das Abwasserkanalnetz, Fernheizleitungen, Stromtrassen und unterirdische Bauwerke wie Tunnel, U-Bahnschächte, Tiefgaragen etc. verstanden. Sie umfassen auch Wärmeeinträge, die mit der Grundwasserwärmenutzung und -speicherung in Verbindung stehen. Unter einer indirekten Beeinflussung der Grundwassertemperatur werden Prozesse im Zuge der Urbanisierung verstanden, die mit der Veränderung des Wärmehaushalts der bodennahen Atmosphäre entstehen. Nach Gross (1991) sind als wichtige Größen zu nennen: Die Störung des Wasserhaushalts durch einen hohen Versiegelungsgrad Die Veränderung der Bodeneigenschaften durch eine Anhäufung von Baukörpern (Veränderung der Oberflächenwärmeleitung und -wärmekapazität) Die Änderung des Strahlungshaushaltes durch Veränderungen in der Luftzusammensetzung Die anthropogene Wärmeerzeugung (Hausbrand, Industrie, Verkehr). Durch die o. g. Unterschiede wird im Vergleich zum Umland eine Veränderung des Wärmehaushalts hervorgerufen. Die Stadt heizt sich langsam auf, speichert insgesamt mehr Wärme und gibt diese wieder langsam an die Umgebung ab, d. h., sie kann allgemein als ein riesiger Wärmespeicher betrachtet werden. Langfristig führt dieser Prozess zu einer Erhöhung des langjährigen Mittels der Luft- bzw. Bodentemperatur (vgl. Karte 04.02, SenStadt 2001). Die langfristige Erwärmung des oberflächennahen Bodens führt auch zu einer Erwärmung des Grundwassers. Da die Temperatur die physikalischen Eigenschaften sowie die chemische und biologische Beschaffenheit des Grundwassers beeinflusst, können eine Qualitätsverschlechterung des Grundwassers und eine Beeinträchtigung der Grundwasserfauna die Folge sein. Berlin bezieht sein Trinkwasser zu 100 % aus dem Grundwasser, welches fast ausschließlich im Land Berlin gewonnen wird. Auch einen Großteil des Brauchwassers für industrielle Zwecke liefert das Grundwasser. Daher ist der Schutz des Grundwassers vor tief greifenden Veränderungen wie z. B. einer signifikanten Grundwassertemperaturerhöhung oder -erniedrigung von hoher Bedeutung – speziell vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Wasserwirtschaft. Seit 1978 werden in tiefen Grundwassermessstellen, die über das ganze Stadtgebiet des Land Berlin verteilt sind, verstärkt Temperaturprofile aufgenommen und zu raumzeitlichen Darstellungen des Grundwassertemperaturfeldes verarbeitet und ausgewertet. Das vorliegende Kartenwerk soll die Fortschreibung der vorliegenden Dokumentation zur zeitlichen Veränderung der Grundwassertemperatur unter dem Stadtgebiet sein und als Genehmigungsgrundlage für Grundwassertemperatur verändernde Maßnahmen dienen. Zusätzlich kann es in Kombination mit anderen thematischen Karten wie z. B. der Geologie und Hydrogeologie zur Entscheidungsfindung und Vorplanung einer energetischen Bewirtschaftung des Grundwassers herangezogen werden. Die Untergrundtemperatur ist z. B. eine wichtige Größe für die Auslegung von Erdwärmesondenanlagen. Innerhalb der letzten Jahre ist eine stark ansteigende Nachfrage nach Erdwärmesonden in Kombination mit Wärmepumpen zum Heizen und anderen thermischen Nutzungen des Untergrundes z. B. zur Klimatisierung von Gebäuden zu beobachten. Gerade im urbanen Bereich können die unterschiedlichsten thermischen Nutzungen auf engstem Raum miteinander konkurrieren. Um die Auswirkungen dieser Nutzungen zu überwachen, kommt der regelmäßigen Überwachung der Grundwassertemperatur eine zunehmend wichtige Bedeutung zu. Grundwassertemperatur und Temperaturjahresgang Die wesentliche Wärmequelle für den oberflächennahen Untergrund bis in ca. 20 m Tiefe ist die Sonneneinstrahlung, die auf die Erdoberfläche trifft. Diese ist maßgeblich für die Oberflächentemperatur verantwortlich. Der oberflächennahe Boden wird durch die eingestrahlte Sonnenenergie erwärmt und dieser gibt die Wärme an die Atmosphäre und den Untergrund ab. Die Jahressumme des Strahlungsanteils der auf eine horizontale Oberfläche auftrifft (die sog. Globalstrahlung) beträgt im Land Berlin im Mittel rd. 1.000 kWh pro m² und Jahr. Wieviel Energie letztendlich über die Erdoberfläche in den Untergrund eingetragen wird, ist sehr stark von deren Oberflächenbeschaffenheit abhängig. Dabei spielen Faktoren wie z. B. die Farbe, der Feuchtegehalt sowie die Art und der Grad der Bodenbedeckung eine wichtige Rolle. Grundsätzlich unterliegen die Temperaturen an der Erdoberfläche und somit auch der Wärmeeintrag bzw. -austrag periodischen Schwankungen mit einem Zyklus von einem Jahr, entsprechend dem Verlauf der Jahreszeiten. Die Oberflächentemperatur dringt mit abnehmender Intensität in den Untergrund ein. Die Eindringtiefe und die Geschwindigkeit mit der die Wärme transportiert wird, ist abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes. Beim Wärmetransport im Untergrund kann zwischen konduktivem und konvektivem Wärmetransport unterschieden werden. Während beim konvektiven Wärmetransport die Wärmebewegung durch Materie wie z. B. Grund- und Sickerwasser erfolgt, wird beim konduktiven Transport Energie durch Stoßfortpflanzung zwischen den Molekülen transportiert. Im Gegensatz zur Sonneneinstrahlung als Hauptwärmequelle der Erdoberfläche besitzt der aus dem Erdinnern zur Oberfläche gerichtete Erdwärmestrom , der seinen Ursprung in der Wärmeentwicklung beim Zerfall radioaktiver Isotope hat, nur eine untergeordnete Bedeutung. In der kontinentalen Erdkruste ist die Wärmestromdichte – definiert als Wärmestrom pro Flächeneinheit senkrecht zur Einheitsfläche – regional verschieden. Nach Hurtig & Oelsner (1979) und Honarmand & Völker (1999) beträgt die mittlere Wärmestromdichte im Land Berlin zwischen ca. 80 und 90 mW/m². Daraus berechnet sich als Jahressumme eine Energiemenge von rd. 0,75 kWh pro m² und Jahr und ist somit also rd. 1/1.000 geringer als die Globalstrahlung. Die Temperatur oberflächennaher Grundwässer wird also im Wesentlichen durch den Energieaustausch zwischen Sonne, Erdoberfläche und Atmosphäre, untergeordnet durch den aus dem Erdinneren zur Oberfläche gerichteten Wärmestrom bestimmt. Die regionale Jahresdurchschnittstemperatur an der Oberfläche in Berlin beträgt unter anthropogen unbeeinflussten Verhältnissen ca. 8,0 bis 8,5 °C. Während die tageszeitlichen Schwankungen nur eine Tiefe von bis zu 1,0 m erfassen, reichen die jahreszeitlichen bis in eine Tiefe zwischen 15 und max. 25 m. Ab dieser Tiefe, in der jahreszeitliche Einflüsse nicht mehr zu registrieren sind, – der sog. neutralen Zone -, steigt die Temperatur in Abhängigkeit von der Wärmeleitfähigkeit der Gesteine und der regionalen Wärmestromdichte an (Abb. 2). Im Berliner Raum beträgt der durchschnittliche Temperaturanstieg im Bereich bis ca. 300 m Tiefe 2,5 bis 3 °C / 100 m. Oberflächengestalt und Grundwassersituation Das in nahezu ostwestlicher Richtung verlaufende Warschau-Berliner Urstromtal trennt die Barnim-Hochfläche im Norden von der Teltow-Hochfläche und der Nauener Platte im Süden der Stadt (Abb. 3). Die Geländehöhen des Urstromtales betragen 30 bis 40 m NHN, während die Hochflächen durchschnittlich 40 bis 60 m über NHN liegen. Einzelne Höhen erheben sich bis über 100 Meter über das Meeresniveau (vgl. Karte 01.08, SenStadt 2010a). In Berlin ist der Porenraum der überwiegend sandig und kiesigen Sedimente der oberen 150 bis 200 Metern vollständig bis nahe an die Oberfläche mit Grundwasser erfüllt, das zur Trinkwasserversorgung der Stadt genutzt wird. Der Abstand vom Grundwasser bis zur Geländeoberkante (Grundwasserflurabstand) schwankt je nach Morphologie und Geologie zwischen 0 m und wenigen Metern im Urstromtal sowie fünf bis über 30 Meter auf den Hochflächen (vgl. Karte 02.07, SenStadt 2010b). Die Grundwasserentnahmen zur Trink- und Brauchwassergewinnung haben zur Ausbildung von weit gespannten Senktrichtern der Grundwasseroberfläche geführt, die die natürlichen Flurabstände und Grundwasserfließgeschwindigkeiten erhöhen sowie die natürlichen Grundwasserfließrichtungen verändern. Dadurch sind in den Bereichen, in denen Brunnengalerien in der Nähe von Flüssen und Seen Grundwasser fördern, influente Verhältnisse entstanden, d. h. das Oberflächenwasser infiltriert als Uferfiltrat in das Grundwasser. Da das Oberflächenwasser aber durch vielfache Kühlwassereinleitungen von Heizkraftwerken ganzjährig erwärmt ist (wie z. B. im Bereich der Spree), führt diese Infiltration im Einzugsbereich des Oberflächengewässers zwangsläufig zu einer Erwärmung des Grundwassers. Besiedlungsstruktur und klimatische Verhältnisse Das Land Berlin besitzt eine polyzentrale Besiedlungsstruktur, die durch das Vorhandensein zweier Hauptzentren, mehrerer kleinerer Stadtzentren sowie einem dichten Nebeneinander von Wohnen, Grünflächen, Gewerbe und Industrie charakterisiert ist. Größere Gewerbegebiete und Industrieansiedlungen liegen bevorzugt an den vom Stadtkern radial zum Stadtrand gerichteten Siedlungs- und Entwicklungsachsen sowie an kanalisierten Oberflächengewässern. Stark vereinfacht lassen sich folgende Unterscheidungen treffen (Abb. 4): Gebiete ohne Besiedlung, überwiegend Vegetation mit geringer bis mittlerer Siedlungsdichte und mit hoher Siedlungsdichte, Stadtzentren und Industrieansiedlungen. Bei der Betrachtung der lokalklimatischen Verhältnisse in Berlin zeigt vor allem für die baulich hochverdichtete Innenstadt tief greifende Veränderungen im Wärmehaushalt gegenüber dem Umland. Durch anthropogene Aktivitäten wird Energie als Wärme in die Stadtatmosphäre abgegeben. So beträgt die mittlere Jahreslufttemperatur im Außenbezirk Dahlem 8,9 °C, im Innenstadtbereich sind dagegen die durchschnittlichen Temperaturen bereits bis auf über 10,5 °C angestiegen (vgl. Karte 04.02, SenStadt 2001).
Temperaturprofile Die Eindringtiefe der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen und damit die Tiefenlage der neutralen Zone (NZ) wird maßgeblich durch die geogenen Faktoren wie den Grundwasserflurabstand, die thermische Leitfähigkeit und Wärmekapazität der Gesteine sowie die Grundwasserneubildung bestimmt. In Berlin liegt die neutrale Zone in Abhängigkeit von den oben genannten Verhältnissen in Tiefen zwischen ca. 15 und max. 25 m (Henning & Limberg, 2012). In Abbildung 5 ist für drei Spezial-Temperaturmessstellen in unterschiedlichen stadtklimatischen Zonen, die zeitliche Variation des Temperaturverlaufs in den ersten 40 m unter der Geländeoberkante im grundwasserungesättigten und -gesättigten Untergrund dargestellt. Der Grundwasserflurabstand beträgt in Abhängigkeit von der geomorphologischen Lage zwischen 5 und 10 m. In Abhängigkeit vom jeweiligen Standort der Messstelle zeigen sich deutliche Unterschiede in den beobachteten Temperaturen sowie auch im Temperaturverlauf mit zunehmender Tiefe unterhalb der neutralen Zone zwischen ca. 10 und ca. 15 m Tiefe unter der Geländeoberkante. Im oberflächennahen Bereich (< 5 m Tiefe) treten die niedrigsten Untergrundtemperaturen in der Regel im Frühjahr (Februar bis Mai) und die höchsten im Herbst (September bis Oktober) auf. In der Tabelle 1 sind für die oben dargestellten Messstellen in einer tabellarischen Übersicht die Temperaturkennwerte gegenübergestellt, die aus Messungen im Beobachtungszeitraum zwischen Februar 2008 bis März 2010 resultieren (Henning & Limberg, 2012). Aus Tabelle 1 ist zu ersehen, dass generell mit zunehmender Besiedlungsdichte, ausgedrückt durch die stadtstrukturelle Lage, eine Zunahme der Grundwassertemperaturen in der neutralen Zone (NZ) (vgl. Abb. 5) zu beobachten ist. Es lässt sich grob folgende Einteilung für die unterschiedlichen Besiedlungsbereiche vornehmen (Tab. 2): Die Abbildung 6 zeigt ein Beispiel für den Temperaturverlauf mitten in einer dichten Industrieansiedlung mit mehreren großen Abwärmeproduzenten; zudem liegt in unmittelbarer Nähe ein Oberflächengewässer (die Spree). Die höchsten Grundwassertemperaturen sind im Winter und die niedrigsten im Sommer zu beobachten. Da das Oberflächengewässer durch Kühlwassereinleitungen, insbesondere während der Wintermonate, stark erwärmt wird, erhöht sich durch infiltrierendes Oberflächenwasser auch die Grundwassertemperatur. Im Jahr 1991 war über das ganze Jahr in einer Tiefe zwischen 10 und 20 m unter Geländeoberkante eine Temperaturanomalie mit jahreszeitlichen Temperaturschwankungen von nur rd.. 1 K zwischen ca. 14,5 °C und ca. 15,5 °C zu beobachten. In der Abbildung 7 sind die Temperaturprofile von 5 ausgewählten Messstellen im Bezirk Berlin Mitte in einem Gebiet von ca. 3 × 3 km Fläche dargestellt, die in den Jahren 2012/13 gemessen worden sind. Die Abbildung zeigt eine deutliche Beeinflussung der Untergrundtemperatur bis in Tiefen von mehr als 100 m unter der Geländeoberfläche. Die gemessenen Temperaturen bewegen sich in einem Temperaturbereich zwischen 11 und 15 °C. Die Messstelle mit der stärksten Temperaturbeeinflussung liegt in der Nähe von einem Oberflächengewässer (zwischen Spree und Kupfergraben, violette Linie in der Abbildung 7). Die Auswertung von Langzeituntersuchungen an Messstellen im Innenstadtbereich zeigen nach Henning Energie- und Umweltberatung (2010), dass langfristig auch mit einer Beeinflussung der Grundwassertemperaturen in größeren Tiefen zu rechnen ist. Die Abbildung 8 kann dies beispielhaft an Temperaturprofilen verdeutlichen, die in einer Grundwassermessstelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen wurden. Die gemessenen Temperaturprofile in den Jahren 1984 und 1993 zeigen für die neutrale Zone in ca. 18 m Tiefe und dem tieferen Untergrund (mehr als 20 m Tiefe) in etwa den gleichen Temperaturverlauf. Ein Vergleich mit dem angenommenen „ungestörten“ Temperaturverlauf zeigt bis in rd. 70 m Tiefe einen deutlichen Anstieg der Untergrundtemperatur. In 40 m Tiefe beträgt dieser Temperaturunterschied ca. 1 K. Dieser bis Anfang der 1990er Jahre beobachtete Temperaturanstieg ist auf Veränderung des Lokalklimas durch vermutlich eine größere Wohnbebauung zurückzuführen, die in den 1960 bis 1970er Jahren in unmittelbarer Nähe errichtet worden ist. Der „ungestörte“ Temperaturverlauf wurde aus dem Bohrprofil, der für den Standort angenommenen mittleren Wärmestromdichte und der ungestörten mittleren Oberflächenjahrestemperatur theoretisch berechnet. Zwischen 1993 und 2015 ist ein weiterer Temperaturanstieg in der neutralen Zone um ca. 0,7 K zu beobachten. Dieser Temperaturanstieg macht sich bis in Tiefen von rd. 80 m bemerkbar. Da im Umfeld der Messstelle in diesem Zeitraum keine signifikanten Veränderungen durch z. B. Bebauung / Flächenversiegelung zu beobachten waren, die eine Veränderung des Lokalklimas bewirken können, besteht in diesem Fall wahrscheinlich ein Zusammenhang mit den Auswirkungen der allgemeinen Klimaerwärmung. Die Abbildung 9 zeigt, dass seit Beginn der 1980er Jahre im Land Berlin und in dessen Umland ebenso wie auf globaler Ebene (rote Linie) ein deutlicher Anstieg der Lufttemperaturen zu beobachten ist. Dieser Temperaturanstieg von ca. 0,5 K im Jahr 1995 bzw. von mehr als 0,8 K im Jahr 2010 führt zu einer merklichen Störung des Temperaturgleichgewichts im oberflächennahen Untergrund, der auch unterhalb der neutralen Zone bei zahlreichen Messstellen im Land Berlin zu beobachten ist. Ein Beispiel dafür ist in Abbildung 10 dargestellt. Die Bodentemperatur ist im Betrachtungszeitraum zwischen 1984 und 2015 in Potsdam in 12 m Tiefe um ca. 1,2 K gestiegen (blaue Linie). In Berlin ist der gleiche Trend zu beobachten: In der Messstelle 7063 (grüne Linie) stieg im gleichen Zeitraum die Temperatur in 20 m Tiefe um ca. 0,8 K an. Kartenbeschreibungen Allgemeines In den Karten wird für das Land Berlin die Temperaturverteilung im Untergrund für fünf unterschiedliche Tiefen für die Bezugshorizonte 20 m, 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Gelände und die Durchschnittstemperaturen für die Tiefenbereiche 0 bis 50 m und 0 m bis 100 m dargestellt. Es muss beachtet werden, dass die dargestellten Ergebnisse zur Temperaturverteilung nicht als punktbezogene Information, sondern als Tendenz zu verstehen sind, da die Isothermenverläufe in Abhängigkeit von der vorhandenen Messstellendichte relativ große Unsicherheiten aufweisen können. Dabei gelten die durchgezogenen Isothermen als weitestgehend gesichert, während die gestrichelten Isothermen als „vermutet“ einzustufen sind. Die Kartenangaben zur Temperaturverteilung sollten immer dann verwendet werden, wenn keine für den Standort und repräsentative Temperaturmessungen vorliegen. Es ist zu beachten, dass die Ergebnisse einer Temperaturmessung immer nur exakt für das aufgenommene Tiefenprofil gelten. Je nach Variabilität der Standortcharakteristik können schon wenige 100 m weiter andere Bedingungen vorherrschen, die zu einer Temperaturänderung im Untergrund führen. Ohne Berücksichtigung der Veränderungen kann dies bei einer Übertragung auch auf dicht benachbarte Standorte zu einer teilweise erheblichen Fehleinschätzung der Temperaturverhältnisse führen. Temperaturen 20 m unter Geländeoberkante Die aktuelle geothermische Karte (Messung 2015) weist für den Bezugshorizont 20 m unter Geländeoberkante (Karte 2.14.1) teilweise deutliche Unterschiede zu der vorhergehenden Kartenausgabe von 2014 auf (Messung aus dem Jahr 2012). Diese sind u. a. darauf zurückzuführen, dass wesentlich weniger Messstellen für die Ermittlung der Temperaturverteilung mit einbezogen worden sind und im Vergleich zur letzten Messung aus dem Jahr 2012 in der Ausgabe 2014 bei einzelnen Messstellen signifikante Temperaturänderungen zu registrieren war bzw. Messwertkorrekturen durchgeführt werden mussten. Grundsätzlich ist jedoch anhand der aufgeführten Karten eine erste Abschätzung der Temperaturverhältnisse an einem Standort für die Nutzung von geothermischer Energie möglich. Generell ist ein tendenzieller Temperaturanstieg vom Stadtrand zum Stadtzentrum hin zu beobachten. Der Temperaturverlauf im Nordosten zeigt einen kontinuierlichen Anstieg zum Stadtzentrum hin, während sich das übrige Stadtgebiet durch das Auftreten mehrerer kleinerer positiver und negativer Temperaturanomalien auszeichnet. Das stark bebaute und versiegelte Stadtzentrum wird 20 m unter Geländeoberkante (Karte 02.14.1) von einer 12,5 °C – Isolinie eingeschlossen. Die im Stadtzentrum zu beobachtende Wärmeinsel mit Temperaturen von mehr als 12,5 °C wird durch den Großen Tiergarten, einer großen Grünfläche im Innenstadtbereich, durchbrochen. Innerhalb dieser Wärmeinsel sind Temperaturanomalien mit Temperaturen von mehr als 13,5 °C zu beobachten. Außerhalb des Stadtzentrums korrelieren positive Temperaturanomalien ebenfalls mit hoch versiegelten Bereichen wie Nebenzentren und Industriegebieten. Unterhalb der ausgedehnten Waldgebiete im Stadtrandbereich von Südosten, Norden, Nordwesten und Südwesten sowie im Bereich des Grunewalds liegen die Temperaturen im Bereich von weniger als 10,5 °C. Die bisher beobachteten Temperaturanomalien im Stadtgebiet mit weniger als 10,5 °C,, wie z. B. der Britzer Garten oder das Tempelhofer Feld, beides Flächen mit einem hohen Vegetationsanteil, treten in der aktuellen Karte nicht auf. Die Ursache ist u. a. in der deutlich geringeren Messstellendichte zu suchen. In diesem Fall wurden im Einzugsbereich beider Flächen keine Messdaten erhoben. Generell ergeben sich im dicht besiedelten Innenstadtbereich gegenüber dem Freiland Temperaturerhöhungen im Grundwasser von mehr als 4 K. Temperaturen 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Geländeoberkante Die weiteren Karten (Karten 02.14.3 – 02.14.6) zeigen die Grundwassertemperaturverteilung für die Bezugshorizonte 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Geländeoberkante im Land Berlin. In diesen Tiefen ist eine Beeinflussung durch die täglichen und jahreszeitlichen Temperaturschwankungen ausgeschlossen. Es können sich jedoch in diesen Tiefen langfristig anhaltende u. a. anthropogen verursachte Temperaturänderungen, die z. B. durch eine veränderte bauliche Entwicklung oder klimatische Veränderungen verursacht werden, bemerkbar machen. Solche Temperaturanomalien sind insbesondere im Innenstadtbereich im Bezirk Mitte, aber auch an der südlichen Stadtgrenze in Berlin Lichterfelde am Teltowkanal mit einer langen baulichen bzw. intensiven industriellen Nutzung zu beobachten (Grundwassertemperaturverteilung für die Bezugshorizonte 80 m und 100 m). Andere Temperaturanomalien wie z. B. im Südwesten von Berlin an der Grenze zu Potsdam, im nördlichen Grunewald im Bereich des Erdgasspeichers und in Lübars an der nördlichen Grenze von Berlin sind mit geologischen Strukturen im tieferen Untergrund verknüpft. Bei den benannten Temperaturanomalien ist ein Zusammenhang mit den im Großraum Berlin bekannten Salzkissenstrukturen im tiefen Untergrund zu vermuten. Auch die in der Ausgabe 2014 dargestellten Temperaturanomalien im tieferen Untergrund mit mehr als 80 m unter Geländeoberkante wie z. B. im Gebiet Rudow/Altglienicke im Südosten Berlins, in den Ortsteilen Lichtenberg, Marzahn und Hellersdorf im Osten von Berlin treten in der aktuellen Karte nicht auf. Auch in diesen Gebieten ist die Ursache in den fehlenden Messdaten zu suchen. Die Temperaturaussagen in diesen Bereichen sind weiterhin mit relativ großen Unsicherheiten behaftet. Durchschnittstemperatur 0 m bis 50 m und 0 m bis 100 m unter Geländeoberkante In Ergänzung zu den Karten für die Grundwassertemperaturverteilung für die unterschiedlichen Bezugshorizonte sind zusätzlich zwei Karten für die Durchschnittstemperaturen in den Tiefenbereichen 0 m bis 50 m und 0 m bis 100 m erstellt worden. Die beiden Karten dienen u. a. als Hilfsmittel für die Abschätzung der spezifischen Leistung von Erdwärmesonden. Die Karte für den Tiefenabschnitt 0 m bis 50 m zeigt, dass insbesondere der stark bebaute Innenstadtbereich Durchschnittstemperaturen von mehr als 11 °C aufweist. In den Außenbezirken liegen die Durchschnittstemperaturen bei ca. 10 °C bzw. in den unbebauten Randbereichen bei ca. 9 °C. Für den Tiefenabschnitt 0 m bis 100 m ist der Bereich mit Durchschnittstemperaturen von ca. 12 °C deutlich größer als im Tiefenabschnitt 0 m bis 50 m und umfasst den Innenstadtbereich und die unmittelbar angrenzenden städtischen Gebiete. In den Außenbezirken und Randbereichen von Berlin liegen die Durchschnittstemperaturen zwischen 10 °C und 11 °C. Im Zusammenhang mit den beiden Karten wird darauf hingewiesen, dass aufgrund der lokalklimatischen Verhältnisse und der vorhandenen Messstellendichte die ausgewiesenen Durchschnitttemperaturen kleinräumig abweichen können. So ist in Gebieten mit hohen Grünflächenanteilen eine niedrigere Durchschnittstemperatur möglich, in stark industrialisierten Gebieten mit einer hohen Oberflächenversiegelung können auch höhere Durchschnittstemperaturen auftreten. Zusammenfassung Zusammenfassend ist festzustellen, dass sich im dicht besiedelten Innenstadtbereich gegenüber dem Freiland Temperaturerhöhungen im Grundwasser von mehr als 4 K ergeben können und dieses somit deutlich erwärmt ist. Es besteht ein eindeutiger Zusammenhang mit den stadtklimatischen Verhältnissen an der Oberfläche. Dies belegen auch die Ergebnisse der regelmäßigen Untersuchungen an ausgewählten Spezial-Temperaturmessstellen in unterschiedlichen stadtstrukturellen Lagen. Allgemein zeigt die oberflächennahe Grundwassertemperaturverteilung im Land Berlin einen Zusammenhang mit der Verteilung von Industrieansiedlungen, größeren Baukörpern, Abwärmeproduzenten, Oberflächenversiegelung, Freiflächen und anthropogen erwärmter Oberflächengewässer (s. a. Henning, 1990). Unter Berücksichtigung des Grundwasserströmungsfeldes kann davon ausgegangen werden, dass diese Faktoren einen wesentlichen Einfluss auf die Veränderung der Grundwassertemperatur haben. Da es in der Stadt in der Regel zu einer Überschneidung dieser Faktoren kommt, überlagern sich die Einflussgrößen gegenseitig. Auf Grundlage von Daten aus Langzeituntersuchungen kann gezeigt werden, dass aufgrund der fortschreitenden baulichen Entwicklung aber auch der allgemeinen klimatischen Veränderungen von einer weiteren tief greifenden Erwärmung des oberflächennahen (kleiner 20 m Tiefe) als auch des tieferen Untergrundes (bis 100 m Tiefe) und somit auch des Grundwassers auszugehen ist.
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