Auswirkungen eines ungehinderten Grubenwasseranstiegs sowie der Einstellung aller Poldermaßnahmen im Einzugsgebiet von Emscher auf das oberflächennahe Grundwasser und die oberirdischen Gewässer

Patricia Göbel1, Sandra Kons2, Florian Werner2, Johannes Meßer2, Michael Getta3
1 Institut für Geologie und Paläontologie AG Angewandte Geologie, WWU Münster
2 Emscher Wassertechnik GmbH
3 Emschergenossenschaft

V 9.4 in Bergbau und Grundwasser

24.03.2022, 15:00-15:15, HS 3

Im bergbaugeprägten Bereich des Emschergebiets bilden die zentralen Grubenwasserhaltungen die Tiefpunkte der Entwässerung der unterirdischen Hohlräume im Steinkohlenbergbau. Die bergbaulichen Tätigkeiten am südwestlichen Rand des Münsterländer Kreidebeckens haben die natürlichen Grundwasserverhältnisse stark verändert (Michel 1995). Das Münsterländer Kreidebecken stellt eine geschlossene Grundwasserlandschaft dar, welche durch ein dreischichtiges Grundwasserfließsystem gekennzeichnet ist (Michel 1995). Es besteht aus einem unteren Kluftgrundwasserleiter, einer wasserundurchlässigen Trennschicht, dem Emschermergel, und mehreren oberflächennah verbreiteten Porengrundwasserleitern aus dem Quartär (Michel 1995). Die Unterlage des Münsterländer Kreidebeckens gilt als schwer wasserdurchlässig (Struckmeier 1990). Im südlichen Emschergebiet existieren Bereiche mit heute zu beobachtender Tiefenversickerung, in denen Grundwasser aus dem oberen Grundwasserstockwerk des Quartär bis ins Karbon versickert (Abbildung 1).

Die Auswirkungen auf das oberflächennahe Grundwasser bei vollständiger Beendigung der Grubenwasserhaltungen und bei Einstellung der Poldermaßnahmen an der Oberfläche wurden in zwei Schritten untersucht. Zunächst wurden auf der Grundlage einer hydrogeologischen Systemanalyse Erwartungswerte für einen Anstieg des Druckpotentials im unteren Grundwasserleiter für den Fall eines ungehinderten Grubenwasseranstiegs abgeleitet (Ottenjann et al. im Review). Dann wurden diese, als „worst-case-szenario“ zu betrachtenden Druckpotentiale, in einem numerischen Grundwassermodell (GW-Modell) des oberen Grundwasserstockwerks an den Orten der Tiefenversickerung als neue Höhenwerte der dort verwendeten Randbedingungen (3. Art) angesetzt. Die Auswirkungen einer Beendigung der Polderbewirtschaftung wurden auf der Basis der aktuellen Daten der Emschergenossenschaft ebenfalls in Randbedingungen für das GW-Modell überführt (ebenfalls 3. Art).

Bei dem GW-Modell handelt es sich um ein Großraummodell, welches aus 38 Teilmodellen entstanden ist, die zur Bewirtschaftung des Gebiets der Emschergenossenschaft z.T. seit Jahrzehnten laufend aktualisiert und angewendet werden. Alle Simulationen führen zu einem Grundwasseranstieg im oberen Grundwasserstockwerk, der bis an die Geländeoberfläche reicht. Der erhöhte Druck aus dem Karbon führt an vielen Stellen der heutigen Tiefenversickerung zu einem verringerten Abstrom aus dem Quartär bis in das Grundgebirge, teilweise kehrt sich der Abstrom in einen Zustrom um, sodass Grundwasser aus dem Grundgebirge bis in das obere Grundwasserstockwerk strömt. Die Überschwemmungsflächen infolge des Abschaltens der oberirdischen Polderung überschneiden sich flächenmäßig nur im Osten in einem Bereich bei Dortmund mit den Auswirkungen der Tiefenversickerung. Die Ergebnisse zeigen, dass auch nach Beendigung des Steinkohlebergbaus weiterhin eine intensive nachbergbauliche Bewirtschaftung des Grund- und Oberflächenwassers erforderlich ist.




Michel, G. (1995): Grundwasser - Dargebot, Nutzung und Gefährdung. - In: Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen: Geologie im Münsterland, 118-127; Krefeld.

Ottenjann, M.-B., Kons, S., Meßer, J., Werner, F., Getta, M. & Göbel, P. (im Review): Rekonstruktion des Druckpotentials für den unteren Grundwasserleiter im Münsterländer Kreidebecken; Z. Grundwasser; Berlin.

Struckmeier, W. (1990): Wasserhaushalt und hydrologische Systemanalyse des Münsterländer Beckens. LWA- Schriftenreihe des Landesamtes für Wasser und Abfall NRW 45, 72 S.; Düsseldorf.



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