Erkundung eisenreicher Hot Spots im Grundwasserzustrom von Fließgewässern in der Lausitz

Fabian Musche1, Thomas Grischek1, Wilfried Uhlmann2
1 Wasserwesen, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden
2 Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann

O 9.1 in Groundwater-surface water-interactions - processes and methods

22.03.2018, 11:30-11:45, 1

In den Bergbaufolgelandschaften wie der Lausitz kommt es mit dem Wiederanstieg des Grundwassers zu hohen Fe(II)-Konzentrationen im Wasser. In grundwassergespeisten Fließgewässern führt der Kontakt von Fe(II) mit Sauerstoff zu einer Ausfällung von Eisen(hydr)oxiden und zur Versauerung. Visuell ist das Ergebnis der Eisenoxidation an einer Braunfärbung der Gewässersedimente und ggf. des Wassers erkennbar.

Auf Anregung des Instituts für Wasser und Boden Dr. Uhlmann wurden Untersuchungen an Fließgewässern in der Lausitz durchgeführt und Bereiche der Eiseneinträge aus dem Grundwasser identifiziert. Innnerhalb der ausgewiesenen Bereiche ist die Eisenkonzentration im Grundwasser lokal stark differenziert - hohe Eisenbelastungen treten in Form von „Hot Spots“ auf. Als Maßnahmen gegen die eisenhaltigen Grundwasserzuströme werden derzeit Linienbauwerke (Brunnengalerien, Sickergräben) zur Fassung und anschließenden Behandlung des Grundwassers als hydraulische Barriere zum Schutzgut favorisiert. Die Investitions- und Betriebskosten hierfür sind hoch und könnten nach einer genaueren Ausweisung der (Schad)stofffrachten durch Konzentration auf Schwerpunkte des Stoffeintrages verringert werden.

Im Rahmen eines SMWK-Forschungsprojekts wurde 2015 eine einfache Direct-Push-Technik entwickelt (Musche et al., 2016). Mit dieser können entlang eines Fließgewässers Grundwasserproben im Zustrombereich (Ufer/ Flussbett) mit geringem Aufwand entnommen werden. Durch die punktuelle Sondierung und Grundwasserprobennahme werden vergleichbare Messwerte mit einer hohen räumlichen Auflösung erhalten. Mithilfe von Oberflächentemperaturmessungen im Flussbett und am Ufer kann weiterhin die Stärke des Zustroms qualitativ bewertet werden.

An einem 750 m langen Abschnitt der Kleinen Spree bei Spreewitz konnten so die Variabilität der Grundwasserbeschaffenheit im Zustrom ermittelt und der Schwerpunkt der Belastung eingegrenzt werden. Während die höchste Fe(II)-Konzentration lokal mit 400 mg/L festgestellt wurde, betrug sie 50 m stromabwärts nur noch etwa 250 mg/L und sank über weitere 100 m auf 60 mg/L. Im Oktober 2017 sind Wiederholungsmessungen und die Untersuchung eines weiteren Standortes geplant, deren Ergebnisse zur FHDGG-Tagung vorgestellt werden.



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