Anlage - vollständige Vorlage zur Kenntnisnahme.pdf

Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin 15.07.14 Vorlage zur Kenntnisnahme für die Sitzung der Bezirksverordnetenversammlung am 04.09.2014 1. Gegenstand der Vorlage: Vorlage zur Kenntnisnahme für die BVV, Gutachten zu Grundwasserverhältnissen im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs 2. Die BVV wird um Kenntnisnahme gebeten: In Teilbereichen des Bezirks Marzahn-Hellersdorf gibt es in Nässeperioden signifikante Probleme durch Kellervernässungen. Das betrifft insbesondere das Umfeld des durch Grundwasser gespeisten Biesdorfer Baggersees und die Wohnbebauung im Bereich des Körnerteichs. Um zukünftig geeignete Maßnahmen zu treffen hat Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf eine gutachterliche Untersuchung beauftragt. Für beide Gebiete waren Aussagen gewünscht, welche Möglichkeiten das Land Berlin hat, in den Wasserkreislauf einzugreifen, um Kellerwasserschäden so weit wie möglich zu minimieren. Untersucht werden sollte im Einzelnen: Umfeld des Biesdorfer Baggersees: • Klärung des Zusammenhangs zwischen dem Wasserstand des Sees und dem Grundwasserleiter, Aussage zur dominierenden Komponente, der Wasserstand des Gewässers oder der Grundwasserstand. • Ermittlung des Zusammenhangs zwischen der Einleitung aus der benachbarten Regenwasserbehandlungsanlage mit der Grundwasserstandsentwicklung im Umfeld des Sees. • Aussagen zu Steuermöglichkeiten (bzgl. der Einleitung aus der Regenwasserbehandlungsanlage sowie der Ablaufkapazität des Ablaufrohres zur Wuhle). Umfeld des Körnerteichs • Klärung des Zusammenhangs zwischen dem Wasserstand des Sees und dem Grundwasserleiter. • Ermittlung des Zusammenhangs des Grundwasserstandes in diesem Bereich mit der Förderung der Wasserwerke Kaulsdorf oder Wuhlheide. • Aussagen zu Steuermöglichkeiten bzgl. siedlungsverträglicher Grundwasserstände durch Veränderungen im Förderregime der Berliner Wasserbetriebe (BWB) in den Wasserwerken Wuhlheide und Kaulsdorf. Das Gutachten der beauftragten DHI-WASY GmbH ist als Anlage beigefügt. Komoß Bezirksbürgermeister Anlage Christian Gräff Bezirksstadtrat für Wirtschaft und Stadtentwicklung Gutachten zu Grundwasserverhältnissen im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs in Zusammenhang mit Kellerwasserschäden Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf Umwelt und Naturschutzamt 12591 Berlin März 2014 DHI-WASY GmbH Volmerstraße 8 12489 Berlin Germany Gutachten zu Grundwasserverhältnissen im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs in Zusammenhang mit Kellerwasserschäden Auftraggeber Tel: +49 (0)30 67 99 98- 0 Fax: +49 (0)30 67 99 98-99 mail@dhi-wasy.de www.dhi-wasy.de www.dhigroup.com Auftraggeber vertreten durch Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin Abteilung: Wirtschaft und Stadtentwicklung 12591 Berlin Projekt Bezirksstadtrat Christian Gräff Projekt Nr. Gutachten zu Grundwasserverhältnissen im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs in Zusammenhang mit Kellerwasserschäden Erstellt 14802468 Datum 03.03.2014 DHI-WASY GmbH Genehmigt Katja Eulitz B. Monninkhoff Abteilungsleiter WRU Ausgabe Beschreibung Erstellt Geprüft Genehmigt Datum 1 Entwurf (digital) KEU BMO BMO 16.12.13 2 Entwurf (digital) KEU BMO BMO 29.01.14 3 Endbericht (digital + analog) KEU BMO BMO 03.03.14 Schlüsselwörter Grundwassermodellierung Kellervernässung FEFLOW Klassifikation Frei Geschützt Intern Forschung Verteiler Anzahl Kopien Bezirksamt Mahrzahn-Hellersdorf 3 fach ausgedruckt und digital 1 Ausdruck DHI-WASY © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 2 Inhaltsverzeichnis 1 Veranlassung ................................................................................................................................... 7 2 Methodisches Vorgehen und Bearbeitungsgebiete ......................................................................... 8 2.1 Methodisches Vorgehen ........................................................................................................... 8 2.2 Bearbeitungsgebiete ................................................................................................................. 8 3 Bewertungsgrundlagen .................................................................................................................. 11 4 Datenauswertung ........................................................................................................................... 21 4.1 Biesdorfer Baggersee ............................................................................................................. 21 4.1.1 Niederschlag und Grundwasserneubildung ...................................................................... 21 4.1.2 Grundwasserförderung ...................................................................................................... 22 4.1.3 Seewasserspiegelentwicklung ........................................................................................... 24 4.1.4 Grundwasserstandsentwicklung ........................................................................................ 29 4.1.5 Höhenmodell...................................................................................................................... 33 4.1.6 Grundwassergleichen- und Flurabstandspläne ................................................................. 34 4.2 Körnerteich .............................................................................................................................. 40 4.2.1 Niederschlag und Grundwasserneubildung ...................................................................... 40 4.2.2 Grundwasserförderung ...................................................................................................... 40 4.2.3 Grundwasserstandsentwicklung ........................................................................................ 41 4.2.4 Höhenmodell...................................................................................................................... 43 4.2.5 Grundwassergleichen- und Flurabstandspläne ................................................................. 45 4.2.6 Variantenrechnung zum Wasserspiegel im Körnerteich ................................................... 48 4.2.7 Variantenrechnung zur Grundwasserförderung Kaulsdorf ................................................ 49 5 Zusammenfassung und Handlungsempfehlung ............................................................................ 52 6 Literaturverzeichnis ........................................................................................................................ 55 © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 3 Abbildungsverzeichnis Abbildung 2-1: Biesdorfer Baggersee (Blick von Süden; Foto: DHI-WASY GmbH, April 2013) 10 Abbildung 2-2: Körnerteich (Blick von Süden; Foto: DHI-WASY GmbH, April 2013) ............... 10 Abbildung 3-1: Schadensfälle (Kellerwasserschäden) im Umfeld des Biesdorfer Baggersees (Quelle: Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt) ............................................................................................. 11 Abbildung 3-2: Schadensfälle (Kellerwasserschäden) im Umfeld des Körnerteichs (Quelle: Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt)...... 12 Abbildung 3-3: Wasserspiegel-Volumenbeziehung im Biesdorfer Baggersee .......................... 13 Abbildung 3-4: Ablauf am Biesdorfer Baggersee................................................................ 14 Abbildung 3-5: Überblick zum Modellgebiet des erweiterten ständig verfügbaren Grundwassermodells Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf ........................................... 16 Abbildung 3-6: Ausschnitt aus dem Modellgebiet des erweiterten ständig verfügbaren Grundwassermodells Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf zur räumlichen Einordnung der Untersuchungsbereiche ...................................................................... 17 Abbildung 3-7: Geologischer Nord-Süd-Schnitt aus dem HSM (2004) .................................. 18 Abbildung 3-8: Ausschnitt aus dem Modellgebiet des erweiterten ständig verfügbaren Grundwassermodells Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf mit Darstellung des Finite-Elemente-Netzes sowie konkret der Netzverfeinerung in den zwei Bearbeitungsgebieten..................................................................................... 19 Abbildung 4-1: Jahressummen des Niederschlags (in mm/a; Mittelwert 1978 – 2012: 676 mm/a) ................................................................................................... 21 Abbildung 4-2: Jahressummen der Grundwasserneubildung (in mm/a; Mittelwert 1978 – 2012: 113 mm/a) ............................................................................................. 21 Abbildung 4-3: Übersicht zu den Wasser- und Klärwerken der BWB sowie zu den Wasserschutzgebieten (Quelle: Wasserversorgungskonzept, 2008).......................... 22 Abbildung 4-4: Entwicklung der Fördermenge im Wasserwerk Wuhlheide ............................. 23 Abbildung 4-5: Entwicklung der Fördermenge im Wasserwerk Kaulsdorf .............................. 23 Abbildung 4-6: Fördermengen in den Wasserwerken Wuhlheide und Kaulsdorf im Zeitraum 2000 - 2012 ........................................................................................... 24 Abbildung 4-7: Wasserspiegelganglinie im Biesdorfer Baggersee ......................................... 24 Abbildung 4-8: Diagramm zur Überschreitungshäufigkeit des Bemessungswasserspiegels im Biesdorfer Baggersee ............................................................................... 25 Abbildung 4-9: Gegenüberstellung der monatlichen Niederschläge (blau) mit dem Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee im Zeitraum 2000 - 2012 (lila).................... 28 Abbildung 4-10: Gegenüberstellung der berechneten monatlichen Grundwasserneubildungsmengen im Bilanzgebiet WUH/KAU (orange) mit dem Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee im Zeitraum 2000 - 2012 (lila)......................................... 28 Abbildung 4-11: Wasserspiegel (lila) und modellierter Grundwasserzufluss (grün) im Biesdorfer Baggersee (grün) im Zeitraum 2000 - 2012 ............................................... 29 Abbildung 4-12: Übersichtskarte zur Lage der Grundwassermessstellen in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees ............................................................................. 30 Abbildung 4-13: Langjährige Grundwasserstandsentwicklung in Messstellen in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees (Lage s. Abbildung 4-12) mit Gegenüberstellung zum Seewasserspiegel .................................................................................... 31 Abbildung 4-14: Grundwasserstandsentwicklung ab 2000 in Messstellen in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees (Ausschnitt aus Abbildung 4-13) mit Gegenüberstellung zum Seewasserspiegel ............................................................................. 31 © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 4 Abbildung 4-15: Ausschnitt aus dem Digitalen Geländemodell in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees ............................................................................................ 33 Abbildung 4-16: Berechnete Standrohrspiegelhöhen im Bereich der Schadensmeldungen am Biesdorfer Baggersee ............................................................................... 34 Abbildung 4-17: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im Februar 2012 (max. Grundwasserstände)............................... 35 Abbildung 4-18: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im Dezember 2006 (min. Grundwasserstände) ............................ 35 Abbildung 4-19: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im August 2007 (Wsp. im See ca. 34.2 m NHN) .......................... 36 Abbildung 4-20: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im August 2008 (Wsp. im See ca. 34.2 m NHN) .......................... 36 Abbildung 4-21: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im Februar 2012 (maximale Grundwasserstände) ...................... 37 Abbildung 4-22: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im Dezember 2006 (minimale Grundwasserstände) .................... 37 Abbildung 4-23: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im August 2007 (Wasserspiegel im See ca. 34.2 m NHN) ............ 38 Abbildung 4-24: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im August 2008 (Wasserspiegel im See ca. 34.2 m NHN) ............ 38 Abbildung 4-25: Gegenüberstellung der Grundwassergleichenpläne im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im Februar 2012 mit dem realen Wasserspiegelzustand (blaue Linien) und bei Ansatz des Bemessungswasserspiegels von 34.2 m NHN (grüne Linien) sowie Darstellung des Differenzenplans ................................................................................................ 39 Abbildung 4-26: Fördermengen in Nord- und Südgalerie des Wasserwerks Kaulsdorf im Zeitraum 2000 - 2012 ........................................................................................... 40 Abbildung 4-27: Übersichtskarte zur Lage der Grundwassermessstellen in der Umgebung des Körnerteichs ........................................................................................... 41 Abbildung 4-28: Langjährige Grundwasserstandsentwicklung in Messstellen in der Umgebung des Körnerteichs (Lage s. Abbildung 4-26) ................................................. 42 Abbildung 4-29: Grundwasserstandsentwicklung ab 1990 in Messstellen in der Umgebung des Körnerteichs (Ausschnitt aus Abbildung 4-27) ............................................. 42 Abbildung 4-30: Digitales Geländemodell im Bearbeitungsgebiet Körnerteich ......................... 43 Abbildung 4-31: Ausschnitt aus dem Digitalen Geländemodell in der Umgebung des Körnerteichs mit Markierung der Schadensmeldungen entsprechend der Angaben in Abbildung 3-2 ............................................................................................ 44 Abbildung 4-32: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Körnerteich im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) .............................................. 45 Abbildung 4-33: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Körnerteich im Februar 2011 (maximale Grundwasserstände) ............................................ 46 Abbildung 4-34: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Körnerteichs im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) .................................................... 47 Abbildung 4-35: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Körnerteichs im Februar 2011 (maximale Grundwasserstände) ............................................ 47 Abbildung 4-36: Karte der Hydrodifferenzen im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) zwischen einem Wasserspiegel im Körnerteich von 36.0 m NHN und 34.0 m NHN ...................................................................................................... 48 Abbildung 4-37: Grundwassergleichenplan im oberen GWL in der Umgebung des WW Kaulsdorf im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) ......................................... 49 © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 5 Abbildung 4-38: Grundwassergleichenplan im oberen GWL in der Umgebung des WW Kaulsdorf im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) mit erhöhter Förderung von je 1400 m³/d in den 16 Brunnen des WW Kaulsdorf ........................................ 50 Abbildung 4-39: Grundwassergleichenplan im oberen GWL in der Umgebung des WW Kaulsdorf im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) mit erhöhter Förderung von je 1800 m³/d in den 16 Brunnen des WW Kaulsdorf ........................................ 50 Abbildung 4-40: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Körnerteichs im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) mit erhöhter Förderung von je 1400 m³/d in den 16 Brunnen des WW Kaulsdorf ................................................ 51 Tabellenverzeichnis Tabelle 3-1: Vermessungsdaten des Biesdorfer Baggersees (Quelle: Berliner Gewässeratlas 2005) .................................................................................................... 13 Tabelle 3-2: Übersicht zur Modellstruktur des SVM Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf ... 19 Tabelle 4-1: Auswertung zur Überschreitungshäufigkeit des Bemessungswasserspiegels im Biesdorfer Baggersee mit Angaben zur Datengrundlage ............................... 25 © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 6 1 Veranlassung In Teilbereichen des Bezirks Marzahn-Hellersdorf gibt es in Nässeperioden wie in den vergangenen zwei Jahren signifikante Probleme durch Kellervernässungen. Das betrifft insbesondere das Umfeld des durch Grundwasser gespeisten Biesdorfer Baggersees und die Wohnbebauung im Bereich des Körnerteichs. Die DHI-WASY GmbH wurde vom Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf angefragt, hierzu gutachterliche Untersuchungen durchzuführen. Für beide Gebiete sind Aussagen gewünscht, welche Möglichkeiten das Land Berlin hat, in den Wasserkreislauf einzugreifen, um Kellerwasserschäden so weit wie möglich zu minimieren. Die gutachterliche Stellungnahme erfolgt als Zuarbeit für die Prüfung der Regenwasserentwässerungskonzepte. Aufgaben sind im Einzelnen: Umfeld des Biesdorfer Baggersees  Klärung des Zusammenhangs zwischen dem Wasserstand des Sees und dem Grundwasserleiter, Aussage zur dominierenden Komponente, der Wasserstand des Gewässers oder der Grundwasserstand.  Ermittlung des Zusammenhangs zwischen der Einleitung aus der benachbarten Regenwasserbehandlungsanlage mit der Grundwasserstandsentwicklung im Umfeld des Sees.  Die ursprünglich im Angebot genannten Untersuchungen zur Wechselwirkung mit den Entnahmen der Wasserwerke Kaulsdorf und Wuhlheide wurden beim Gespräch am 16. April 2013 nicht mehr für erforderlich gehalten. Da die Wasserwerke jedoch im vorliegenden Grundwassermodell enthalten sind, sind diese Aussagen zu einem späteren Zeitpunkt ohne viel Zusatzaufwand jeder Zeit möglich.  Aussagen zu Steuermöglichkeiten (bzgl. der Einleitung aus der Regenwasserbehandlungsanlage sowie der Ablaufkapazität des Ablaufrohres zur Wuhle). Umfeld des Körnerteichs  Klärung des Zusammenhangs zwischen dem Wasserstand des Sees und dem Grundwasserleiter.  Ermittlung des Zusammenhangs des Grundwasserstandes in diesem Bereich mit der Förderung der Wasserwerke Kaulsdorf oder Wuhlheide.  Aussagen zu Steuermöglichkeiten bzgl. siedlungsverträglicher Grundwasserstände durch Veränderungen im Förderregime der Berliner Wasserbetriebe (BWB) in den Wasserwerken Wuhlheide und Kaulsdorf. Grundlagen des Angebots sind die Gespräche mit dem Auftraggeber am 11.07.2012 und 16.04.2013 sowie die Leistungsbeschreibung des Auftraggebers vom 10.10.2012 inkl. Anlagen. Im Auftrag der Berliner Wasserbetriebe hat die DHI-WASY GmbH ein detailliertes großräumiges Grundwassermodell für die Einzugsgebiete der Wasserwerke Friedrichshagen, Wuhlheide und Kaulsdorf erstellt. Dieses Modell wird mit Genehmigung der BWB für das hier betrachtete Gutachten eingesetzt (DHI-WASY GmbH, 2013). © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 7 2 Methodisches Vorgehen und Bearbeitungsgebiete 2.1 Methodisches Vorgehen Im Folgenden werden die Bearbeitungsgebiete zum Biesdorfer Baggersee und zum Körnerteich kurz vorgestellt. In Kapitel 3 werden die Daten- und Bewertungsgrundlagen für beide Gebiete aufgeführt. Anschließend folgen in Kapitel 4 je Bearbeitungsgebiet ausführliche Darstellungen und Auswertungen der Mess- und Modelldaten (Niederschlag, Grundwasserneubildung, Grundwasserstände, Seewasserspiegel, Höhenmodell, Grundwasserflurabstände etc.) zur Klärung der Problematiken sowie Szenarienrechnungen zum Einfluss der Wasserwerksförderung. In einem gemeinsamen Abschlusskapitel werden die Bewertungsergebnisse zusammengefasst. 2.2 Bearbeitungsgebiete Für die zwei Untersuchungsräume zu Grundwasserhochständen und Vernässungsschäden in der Umgebung der Gewässer Biesdorfer Baggersee und Körnerteich wurden folgende Bearbeitungsgebiete abgegrenzt. Das Bearbeitungsgebiet „Biesdorfer Baggersee“ liegt im Koordinatenbereich (Soldner) mit Rechtswert: 34 000 bis 36 000, Hochwert: 18 700 bis 20 200 und hat eine Ausdehnung von 2.0 km x 1.5 km. Das Bearbeitungsgebiet „Körnerteich“ liegt im Koordinatenbereich (Soldner) mit Rechtswert: 37 300 bis 38 800, Hochwert: 16 300 bis 17 800 und hat eine Ausdehnung von 1.5 km x 1.5 km. Die konkreten Bewertungsgebiete werden durch die vorliegenden Schadensmeldungen definiert und in der Auswertung detaillierter betrachtet. Die Bearbeitungsgebiete befinden sich im Warschau - Berliner Urstromtal, das durch mächtige glazifluviatile Lockergesteinsserien der Elster-, Saale- und Weichselkaltzeit aufgebaut ist. Die Sedimente der Saale- und Weichseleiszeit sind bis zu 50 m mächtig und werden als Hauptgrundwasserleiter bezeichnet. Es handelt sich vor allem um grobsandige Mittelsande mit Einlagerungen von Kiesbetten und Geschiebemergellagen. Der Hauptgrundwasserleiter wird in zwei Untereinheiten unterteilt, einen oberflächennahen Grundwasserleiter (GWL) 1 und einen tieferen GWL 2. Lokal werden die beiden GWL durch einen Geringleiter aus Geschiebemergelresten des Warthestadiums in ca. 15 m Tiefe voneinander getrennt. Überwiegend beruht die Einteilung jedoch auf einer Teufenzuordnung, deren Grenze bei ca. 20 m Tiefe liegt. Eine eindeutige Zuordnung der Lockergesteinsablagerungen zu den jeweiligen Stadien (Weichsel oder Saale) ist in der Regel nicht möglich. Geschiebemergelreste des Drenthestadiums werden in größeren Tiefen angetroffen. Den Liegendstauer des Hauptgrundwasserleiters bildet das Holsteininterglazial (ca. 20 m mächtige Wechsellagerung aus Feinsanden und Schluffen mit nur © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 8 wenigen Fehlstellen). Unter dem Holsteininterglazial lagern bis in ein Niveau von -50 m NHN fluviatile, holsteinwarmzeitliche Sande, welche im Liegenden von glazilimnischen elsterkaltzeitlichen Schluffen und zum Teil von Feinsanden unterlagert werden. Diese Folge ist grundwasserführend, der GWL 3 wird jedoch nicht für die Wassergewinnung genutzt (s.a. UDM, 2009 sowie geologischer Nord-Süd-Schnitt in Abbildung 3-7). Die Trinkwasserentnahme erfolgt aus dem Grundwasserleiter 2. Das Einzugsgebiet der Wasserwerke Wuhlheide und Kaulsdorf erstreckt sich nach Norden unterhalb der BarnimHochfläche. Für dieses Gutachten zur Bewertung der Grundwasserstände in Zusammenhang mit Kellervernässungen werden die Grundwasserstände im oberen Grundwasserleiter 1 betrachtet. Der Biesdorfer Baggersee hat eine Fläche von ca. 75 600 m², der Körnerteich umfasst ca. 4400 m². Der Biesdorfer Baggersee ist mit dem Bau des Berliner Außenringes in den 1950er Jahren bis Anfang der 1970er entstanden, als durch Sand- und Kiesabbau der Grundwasserleiter angeschnitten wurde und sich die entstehende Grube allmählich mit Grundwasser füllte (Quelle: Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt). Nach wie vor wird der Biesdorfer Baggersee primär durch den Grundwasserleiter gespeist und ist somit ein typischer Grundwassersee. Seit seiner Entstehung ist das Gewässer auch in die örtliche Regenwasserkanalisation eingebunden und dient als Vorflut und Rückhaltebecken für Niederschlagswasser. Im September 2004 erfolgte die offizielle Inbetriebnahme der westlich des Sees errichteten Regenwasserbehandlungsanlage. Die Regenwasserbehandlungsanlage dient der Rückhaltung und Reinigung des im weiteren Umfeld anfallenden Niederschlagswassers. Betreiber der Anlage sind die Berliner Wasserbetriebe. Die Anlage besteht im nördlichen Bereich aus kleineren Bauwerken (Trennbauwerk, Pumpwerk, Betriebsgebäude) und einem 30 x 35 m großen Klärbecken. Der größere südliche Bereich besteht aus zwei mit Röhricht überwachsenen Bodenfiltern. Der See hat ein Abflussrohr, das in den 1970er Jahren gebaut wurde. Die Ableitung erfolgt in die Wuhle. Zum Körnerteich liegen nur sehr wenige Informationen vor. Es wird Regenwasser eingeleitet. Die Ableitung erfolgt auf ein Privatgrundstück in der Ulmenstraße. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 9 Abbildung 2-1: Biesdorfer Baggersee (Blick von Süden; Foto: DHI-WASY GmbH, April 2013) Abbildung 2-2: Körnerteich (Blick von Süden; Foto: DHI-WASY GmbH, April 2013) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 10 3 Bewertungsgrundlagen Angaben zu Schadensmeldungen: Vom Auftraggeber wurden Karten sowie Angaben zu Zeitpunkten und Ausmaß der gemeldeten Kellerwasserschäden übergeben (Quelle: Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt). In der Abbildung 3-1 sind die dem Auftraggeber bekannten Schadensfälle im Umfeld des Biesdorfer Baggersees gekennzeichnet. Kellerwasserschäden traten in Gebäuden der Vorstadtsiedlung westlich der Bahnlinie, an der Debenzer Straße und südlich der Bahnlinie im Bereich der Schackelsterstraße auf. Eine konkrete Schadensmeldung liegt zu einem Gebäude am Bruchgrabenweg vor. Hier wurde wiederholt Wasser im Keller gemeldet. Ende 2011/ Anfang 2012 wurde ein Wasserstand von ca. 30 cm beobachtet. Der Keller liegt ca. 1.20 m tief. Abbildung 3-1: Schadensfälle (Kellerwasserschäden) im Umfeld des Biesdorfer Baggersees (Quelle: Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt) In der Abbildung 3-2 sind die dem Auftraggeber bekannten Schadensfälle im Umfeld des Körnerteichs gekennzeichnet. Kellerwasserschäden traten an Gebäuden in der Uhlandstraße und nördlich der Kreuzung Mechthildstraße/ Bergedorfer Straße auf. Eine konkre© DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 11 te Schadensmeldung liegt zu einem Gebäude an der Mechthildstraße im Februar 2011 vor, wo ca. 20 bis 30 cm Wasser im Keller beobachtet wurden. Der Keller hat eine Höhe von ca. 1.40 bis 1.60 m. Abbildung 3-2: Schadensfälle (Kellerwasserschäden) im Umfeld des Körnerteichs (Quelle: Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 12 Kenndaten Biesdorfer Baggersee Der Biesdorfer Baggersee hat eine Fläche von ca. 75 600 m², einen Umfang von ca. 1.250 m und ein Volumen von ca. 242 000 m³. Die größte Tiefe beträgt 5.32 m, im Mittel weist der See eine Tiefe von 3.2 m auf (Quelle: Berliner Gewässeratlas 2005). Aus den Vermessungsdaten des Berliner Gewässeratlas (2005) wurde eine Wasserspiegel-Volumen-Beziehung erstellt, die in Tabelle 3-1 und Abbildung 3-3 dargestellt ist. Entsprechend dieser Daten entspricht im Bereich zwischen 33.7 m NHN und 34.2 m NHN eine Wasserspiegeländerung von 0.1 m einer Seevolumenänderung von ca. 7350 m³. Tabelle 3-1: Vermessungsdaten des Biesdorfer Baggersees (Quelle: Berliner Gewässeratlas 2005) Wsp. [m NHN] Tiefe [m] 34.2 0.0 33.7 0.5 33.2 1.0 32.7 1.5 32.2 2.0 31.7 2.5 31.2 3.0 30.7 3.5 30.2 4.0 29.7 4.5 28.88 5.32 Abbildung 3-3: Fläche [m²] Volumen [m³] 75,641.78 242,030.89 71,410.84 205,267.74 67,393.38 170,566.69 63,651.72 137,805.42 60,176.64 106,848.33 56,126.56 77,772.53 50,410.39 51,138.29 40,615.73 28,381.76 28,264.70 11,161.65 6,205.28 2,544.16 0.00 0.00 Wasserspiegel-Volumenbeziehung im Biesdorfer Baggersee Für den Biesdorfer Baggersee ist ein Bemessungswasserspiegel von 34.2 m NHN definiert. Der See hat am Südende ein Abflussrohr mit einem Durchmesser von DN 600. Die Sohlhöhe des Rohrs befindet sich bei 33.4 m NHN, die Oberkante bei 34.0 m NHN (s. Abbildung 3-4). Im Biesdorfer Baggersee wird seit 1991 der Wasserspiegel regelmäßig gemessen. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 13 Abbildung 3-4: Ablauf am Biesdorfer Baggersee Angaben zur Regenwasserbehandlungsanlage am Biesdorfer Baggersee: Zur Regenwasserbehandlungsanlage unmittelbar westlich des Biesdorfer Baggersees gehören Ein- und Auslaufbauwerke, zwei Regenklärbecken, Regenwasserpumpwerk, Rohrleitungen und Schächte und ein Betriebsgebäude sowie zwei Retentionsbodenfilter mit einer Gesamtfilterfläche von 16.000 m². Die Regenwasserbehandlungsanlage hat ein Einzugsgebiet von rund 600 ha und einen maximalen Zufluss von ca. 10 m³/s. Die Reinigungsanlagen sind für einen Zufluss von 2.5 m³/s ausgelegt und säubern damit ca. 95 % des jährlichen Niederschlagswassers (Quelle: www.p2mberlin.de). Die Retentionsbecken wurden mit Bentonitmatten abgedichtet (Sohlhöhe 35.5 m NHN). Die Filteroberfläche liegt bei 36.7 m NHN. Die Filter sind mit Röhricht überwachsen. Der maximale Wasserspiegel beträgt 37.9 m NHN (Quelle: Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt). Messwerte zum Zulauf in das Regenrückhaltebecken sowie zur Ableitung in den Biesdorfer Baggersee wurden nicht übergeben. Kenndaten Körnerteich: Zum Körnerteich liegen weder Vermessungsdaten noch Messungen des Wasserspiegels vor. Die folgenden Informationen beziehen sich auf Angaben des Auftraggebers Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf von Berlin, Umwelt und Naturschutzamt. Der Körnerteich hat eine Fläche von ca. 4400 m². Die maximale Tiefe liegt bei ca. 4.5 m, im Mittel ist der See ca. 2.5 m tief. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 14 Die Schwankungsbreite des Wasserspiegels beträgt ca. 0.6 bis 1.0 m. Ende Februar 2011 wurde der untere Teil der Terrasse überflutet. Es wurde ein Abpumpen veranlasst. Es wird Regenwasser eingeleitet. Die Ableitung erfolgt bisher auf ein Privatgrundstück in der Ulmenstraße. Ungeklärt ist die Funktionsfähigkeit dieser Ableitung. Grundwasserstandsdaten Für beide Bearbeitungsgebiete erfolgte bei der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt eine Abfrage zu Zeitreihen in Grundwassermessstellen in der Umgebung der betrachteten Gewässer. Zudem stehen die in der Datenbank der Berliner Wasserbetriebe erfassten Grundwasserstände für die Bearbeitung zur Verfügung. Die Fördermengen der Wasserwerke Kaulsdorf und Wuhlheide können der Datenbank der Berliner Wasserbetriebe entnommen werden. DGM5: Für Berlin steht flächendeckend ein Digitales Geländemodell (DGM) zur Verfügung (Stand Mai 2009). Die Gitterweite der Rasterpunkte beträgt 5 m, bei einer durchschnittlichen Höhengenauigkeit von +/- 0,5 m. Einmessungen der Gründungstiefen der gefährdeten Gebäude liegen nicht vor. Grundwassermodell Die Berliner Wasserbetriebe (BWB) haben 2010 im Rahmen des Wasserwirtschaftlichen Ressourcenmanagements ein ständig verfügbares Grundwassermodell (SVM) für das Grundwassereinzugsgebiet des Wasserwerks Friedrichshagen auf der Basis des Simulators FEFLOW erstellen lassen (DHI-WASY GmbH, 2010). Da sich die nördlich der Spree gelegenen Einzugsgebiete der Wasserwerke Friedrichshagen, Wuhlheide und Kaulsdorf überlappen bzw. in Abhängigkeit von der jeweiligen Grundwasserförderung verschieben und gegenseitig beeinflussen, wurde die DHI-WASY GmbH 2012 beauftragt, das ständig verfügbare Grundwassermodell Friedrichshagen um die Einzugsgebiete der Wasserwerke Wuhlheide und Kaulsdorf zu erweitern. Der Bericht zur Beschreibung des Modellaufbaus und der Kalibrierung des Erweiterungsgebiets sowie zur Verifizierung des Gesamtmodells liegt im Entwurf vor (DHI-WASY GmbH, 2013). Aus dem erweiterten Grundwassermodell Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf können in Abstimmung mit den BWB die Datengrundlagen und Berechnungsergebnisse für dieses Gutachten verwendet werden. Unter den ständig verfügbaren Modellen (SVM) sind Grundwassermodelle zu verstehen, die im Maßstab eines Regionalmodells als Prognoseinstrumente und Entscheidungshilfen für wasserwirtschaftliche Planungen, die Entwicklung von Bewirtschaftungsstrategien, die Bewertung von grundwasserrelevanten Maßnahmen, die Konzeption von Maßnahmen zur Gefahrenabwehr und die Schaffung geohydraulisch begründeter Grundlagen für die Ausweisung von Wasserschutzgebieten Anwendung finden können. Weiter- © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 15 hin werden im Rahmen laufender Bewilligungsverfahren für Umweltverträglichkeitsuntersuchungen umfangreiche Modellrechnungen gefordert. Das Grundwassermodell Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf umfasst eine Fläche von ca. 680 km² (s. Abbildung 3-5 bzw. Abbildung 3-6 mit Ausschnitt aus dem Modellgebiet zur räumlichen Einordnung der zwei Untersuchungsbereiche). Es wurden alle Randbedingungen für den Zeitraum 2000 bis 2012 aufbereitet und das Grundwassermodell instationär kalibriert bzw. verifiziert. Die stationäre Kalibrierung erfolgte entsprechend der Anforderungen der BWB für den mittleren Zustand im Jahr 2000. Das Modell ist für die Berechnung der Grundwasserstandsentwicklung auf Monatswertbasis erstellt wurden. D.h. alle Eingangsdaten für die Randbedingungsbelegung haben eine maximale zeitliche Auflösung von Monatssummen bzw. Monatsmittelwerten. Abbildung 3-5: Überblick zum Modellgebiet des erweiterten ständig verfügbaren Grundwassermodells Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 16 Abbildung 3-6: Ausschnitt aus dem Modellgebiet des erweiterten ständig verfügbaren Grundwassermodells Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf zur räumlichen Einordnung der Untersuchungsbereiche Grundlage für das Grundwasserströmungsmodell ist das Hydrogeologische Strukturmodell (HSM). Das HSM wurde sowohl für den Friedrichshagener Modellteil als auch für das Erweiterungsgebiet Wuhlheide/ Kaulsdorf von der Firma FUGRO Consult GmbH erstellt (Friedrichshagen 2006, Wuhlheide/ Kaulsdorf 2004). Im HSM wurden die maßgeblichen hydrogeologischen Einheiten bzw. Schichten – Grundwasserleiter (GWL) bzw. Grundwasserleiterkomplex (GWLK) sowie Grundwasserhemmer (GWH) – wie folgt definiert: GWLK 1: Grundwasserleiterkomplex 1 (Holozäne Ablagerung bis Weichsel I-Nachschüttsande), GWH 1/2: Grundwasserhemmer 1/2 (Saale II-Grundmoräne), GWLK 2: Grundwasserleiterkomplex 2 (Saale I-Vorschütt- bzw. Nachschüttsande / Saale II-Vorschüttsande), GWH 2/3: Unterkanten des Grundwasserhemmers 2/3 (Holstein-Interglazial), GWLK 3: Grundwasserleiterkomplex 3 (Tertiär-Hochlagen bzw. Elster-Sande in der Rinne). © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 17 Hierbei ist jede Einheit geometrisch durch die jeweiligen festgelegten Schichtgrenzen (Schichtunterkanten) abgrenzt sowie hydraulisch durch die dazugehörigen Durchlässigkeitsbeiwerte (kf-Werte) charakterisiert. Die Abbildung 3-7 enthält einen geologischen Nord-Süd-Schnitt mit Kennzeichnung der Lage des Biesdorfer Baggersees. Abbildung 3-7: Geologischer Nord-Süd-Schnitt aus dem HSM (2004) Die Modellschichtaufteilung samt den Schichtgrenzen wurde zuerst als Basisschichtung in das numerische 3D-Modell übernommen. Die 5 Basisschichten wurden danach durch zusätzliche Modellschichten wie folgt unterteilt: 1) Der GWLK 1 in drei Unterschichten, u. a. um die im Gewässerbereich befindlichen holozänen Ablagerungen zu berücksichtigen; 2) Der GWH 1/2 in zwei Unterschichten; 3) Der GWLK 2 in drei Unterschichten, damit der lokal vorkommende Geschiebemergel aus der Drenthezeit (qsD//gm) bei Bedarf auch mit berücksichtigt werden kann; 4) Der GWH 2/3 in zwei Unterschichten; 5) Der GWLK 3 in zwei Unterschichten. In der Tabelle 3-2 ist die Modellstruktur im Vertikalen schematisch dargestellt. Demnach weist das 3D-Grundwassermodell 12 numerische Modellschichten auf. Dass Finite-Elemente-Netz wurde in den zwei Bearbeitungsgebieten im Rahmen der Erstellung des Grundwassermodells verfeinert. Die Seen wurden im Modellnetz integriert. Es erfolgte aber keine Überarbeitung der lokalen Geologie. Die Abbildung 3-8 zeigt das überarbeitete Finite-Elemente-Netz. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 18 Tabelle 3-2: Übersicht zur Modellstruktur des SVM Friedrichshagen-WuhlheideKaulsdorf Abbildung 3-8: Ausschnitt aus dem Modellgebiet des erweiterten ständig verfügbaren Grundwassermodells Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf mit Darstellung des Finite-Elemente-Netzes sowie konkret der Netzverfeinerung in den zwei Bearbeitungsgebieten © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 19 Die Seen wurden als Grundwasserblänke modelliert. Es wird davon ausgegangen, dass die Seen voll mit dem Grundwasserleiter in Verbindung stehen. Die Parametrisierung er-4 folgte mit kf = 1000*10 m/s und S = 1. Die Seen wurden in der obersten Modellschicht mit einer mittleren Tiefe von ca. 3 m implementiert. Der Biesdorfer Baggersee wurde im Modell als Randbedingung 3. Art mit Vorgabe des Wasserspiegels abgebildet. Angaben zur Regenwassereinleitung lagen nicht vor. Da im Grundwasserneubildungsmodell die Seen mit einer Wasserbilanz von ±0 abgebildet werden, wurde für den Biesdorfer Baggersee der Niederschlag bzw. die Zehrung von der Gewässerfläche entsprechend des DVWK-Merkblattes 238 (1996) angesetzt. Hierzu wurde der im DVWK-Merkblatt angegebene mittlere Jahresgang der Verdunstungshöhe von freien Wasseroberflächen von den (gemessenen) Monatswerten des korrigierten Niederschlages subtrahiert. Grundwasserneubildungsberechnung Für das gesamte Grundwassermodellgebiet wurden die klimaabhängigen Monatswerte der Grundwasserneubildung flächendifferenziert mit dem Modell ArcSIWA (MONNINKHOFF, 2001) berechnet. Das Neubildungsmodell beschreibt die Abflussbildung in den Komponenten Direktabfluss und Grundwasserneubildung (GWN) unter Berücksichtigung der folgenden hydrologischen Prozesse: Interzeption, Infiltration und Muldenspeicherung, Bodenwasserhaushalt einschließlich Kapillarwasseraufstieg und Versickerung von der Wurzelzone bis zum Grundwasserspiegel. Meteorologische Eingangsgrößen sind die korrigierten Tageswerte von Niederschlag (N) und potentieller Verdunstung (PET). Sofern PET nicht verfügbar ist, kann dieser Wert nach Turc aus der Globalstrahlung, der effektiven Luftfeuchte und der Temperatur berechnet werden. Die Berechnung der Wasserhaushaltsgrößen erfolgt flächendifferenziert für sogenannte Elementarflächen (oder Hydrotope). Laterale Abflussprozesse bzw. der Wasseraustausch und -transport zwischen den Elementarflächen werden vernachlässigt. Das Modell ArcSIWA berechnet, ausgehend von den meteorologischen Modelleingangsgrößen, für jede Elementarfläche und das Gesamteinzugsgebiet: die reale Verdunstung, die klimatische Wasserbilanz, die Grundwasserneubildung, den potentiellen Landoberflächenabfluss. Die Ergebnisse können als lange Reihen von Tageswerten oder summarisch für beliebige Zeitabschnitte wie Monate bereitgestellt werden. Im vorliegenden Fall wurde eine monatliche Aggregation der berechneten Grundwasserneubildung als angemessen erachtet. Folgende flächenspezifische Einflussfaktoren auf die hydrologischen Teilprozesse werden berücksichtigt: Landnutzung, Bodenart, Geländegefälle und mittlerer Grundwasserflurabstand. Die Testung und Verifizierung der berechneten Grundwasserneubildung erfolgte durch Berechnung einer 30-jährigen Reihe (1978-2007), die Kalibrierung des Grundwassermodells und nachfolgenden Vergleich mit gleichfalls vorliegenden Berechnungen des langjährigen Mittelwertes der Grundwasserneubildung (Plausibilisierung mit den ABIMOModellen Berlin und Brandenburg). © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 20 4 Datenauswertung 4.1 Biesdorfer Baggersee 4.1.1 Niederschlag und Grundwasserneubildung In der Abbildung 4-1 sind die Jahressummen des Niederschlags an der Station BerlinTempelhof dargestellt. Die Abbildung 4-2 enthält die für das Bilanzgebiet WUH/KAU mit dem Modell ArcSIWA berechneten Jahressummen der Grundwasserneubildung. Abbildung 4-1: Jahressummen des Niederschlags (in mm/a; Mittelwert 1978 – 2012: 676 mm/a) Abbildung 4-2: Jahressummen der Grundwasserneubildung (in mm/a; Mittelwert 1978 – 2012: 113 mm/a) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 21 Die Niederschlagsverteilung ist zum einen maßgebend für die Grundwasserneubildung und für die Entwicklung der Grundwasserstände/ für das Grundwasserschwankungsverhalten. Somit differiert auch der Grundwasserzustrom zum Baggersee. Zum anderen wirken sich die Niederschläge auf die Regenwasserzuleitung zum See direkt bzw. ab 2005 über das Regenrückhaltebecken aus. In den Jahren 1982, 1984/ 1985, 1989, 1991, 1996/1997, 1999, 2003/ 2004 und 2006 lagen die jährlichen Niederschlagssummen unterhalb des langjährigen Mittelwerts. 2002 und 2007 waren überdurchschnittlich feuchte Jahre. Feuchtperioden mit mehreren niederschlagsreichen Jahren hintereinander gab es 1978 bis 1981, 1992 bis 1995, 2001 bis 2002 sowie 2007 bis 2012. Die monatliche Niederschlagsverteilung für den Zeitraum 2000 bis 2012 ist in Abbildung 4-9 dargestellt. Bzgl. der Grundwasserneubildung (GWN) werden 1982 bis 1986, 1989 bis 1993, 1996/ 1997 sowie 2003 bis 2006 länger anhaltende Zeiträume mit geringer Speisung des Grundwassers ausgewiesen. In den Jahren 2011 und 2012 ist bei der Bewertung der Modellergebnisse zu beachten, dass z.B. Schneeschmelzen nicht mit dem GWN-Modell abgebildet werden können und somit die GWN im Modell lokal unterschätzt werden kann. Länger anhaltende überdurchschnittliche Neubildungsperioden wurden für die Jahre 1978 bis 1981, 1987/ 1988, 1994/ 1995, 1998 bis 2002 und 2007 bis 2010 (außer 2009) berechnet. Die monatliche GWM für den Zeitraum 2000 bis 2012 zeigt Abbildung 4-10. 4.1.2 Grundwasserförderung Die Brunnengalerien der Wasserwerke (WW) Kaulsdorf und Wuhlheide liegen in einer Entfernung von ca. 3 km und mehr zum Biesdorfer Baggersee. Der See befindet sich außerhalb von Trinkwasserschutzzonen (TWSZ). Die TWSZ III b grenzt südlich der U-Bahn an das engere Bewertungsgebiet (s. Abbildung 4-3). Das Wasserwerk Friedrichsfelde wurde im November 1992 stillgelegt. Abbildung 4-3: Übersicht zu den Wasser- und Klärwerken der BWB sowie zu den Wasserschutzgebieten (Quelle: Wasserversorgungskonzept, 2008) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 22 Für das WW Wuhlheide liegen ab 1926 die Gesamtfördermengen vor (bis 1958 als Jahresmengen; s. Abbildung 4-4). Für das WW Kaulsdorf liegen ab 1924 die Gesamtfördermengen vor (bis 1942 als Jahresmengen; s. Abbildung 4-5). Gegenüber den hohen Fördermengen in der 1970/80er Jahren besteht heute aufgrund wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Veränderungen ein geringerer Wasserverbrauch und somit eine geringere Förderung. Abbildung 4-4: Entwicklung der Fördermenge im Wasserwerk Wuhlheide Abbildung 4-5: Entwicklung der Fördermenge im Wasserwerk Kaulsdorf Die Abbildung 4-6 zeigt die Gesamtfördermengen in den Wasserwerken Wuhlheide und Kaulsdorf im Zeitraum 2000 - 2012. Die Förderung an beiden Wasserwerks-Standorten betrug im Mittel ca. 42 000 m³/d. Die Sanierungsbrunnen des Ökologischen Großprojektes „Industriegebiet Spree“ befinden sich südlich der Brunnengalerien Wuhlheide. Die Förderung beträgt aktuell ca. 5500 m³/d. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 23 Abbildung 4-6: Fördermengen in den Wasserwerken Wuhlheide und Kaulsdorf im Zeitraum 2000 - 2012 4.1.3 Seewasserspiegelentwicklung Für den Biesdorfer Baggersee liegen Daten zum Wasserspiegel ab dem 24. Januar 1991 bis zum 15. Juli 2013 vor. Anfangs erfolgten zunächst wöchentliche Messungen des Wasserspiegels. Ab 1998 liegen die Daten als Tagesmittelwerte sowie Tageshöchstbzw. –minimalwerte vor. Im Weiteren werden für die Auswertungen die Tagesmittelwerte verwendet, da nur geringe Differenzen innerhalb dieser Tageswertangaben auftreten. Abbildung 4-7: Wasserspiegelganglinie im Biesdorfer Baggersee © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 24 Tabelle 4-1: Auswertung zur Überschreitungshäufigkeit des Bemessungswasserspiegels im Biesdorfer Baggersee mit Angaben zur Datengrundlage Jahr Anz. Tageswerte 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 53 54 44 40 53 52 51 159 365 366 365 365 365 287 333 365 365 366 365 330 365 261 Abbildung 4-8: Anz. Tage mit Wsp. % Tage mit Wsp. > 34.2 m NHN > 34.2 m NHN 0 0 43 80 44 100 40 100 53 100 12 23 2 4 0 0 0 0 7 2 5 1 239 65 190 52 40 14 224 67 10 3 93 25 299 82 274 75 313 95 365 100 117 45 Anmerkungen zur Datengrundlage ab 1991 wöchentliche Messung ab. 27.8.1998 Tageswerte keine Daten ab Mitte Oktober keine Daten im Januar Datenlücken August-Oktober Datenlücken August-Dezember Diagramm zur Überschreitungshäufigkeit des Bemessungswasserspiegels im Biesdorfer Baggersee © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 25 In der Abbildung 4-7 ist die Wasserspiegelganglinie im Biesdorfer Baggersee dargestellt. Im bisherigen Beobachtungszeitraum seit 1991 wurde eine maximale Amplitude des Wasserspiegels von 1.2 m beobachtet. Der minimale Wasserspiegel lag bei ca. 33.8 m NHN, der maximale Wasserspiegel betrug 35 m NHN (03.08.2011). Der Bemessungswasserspiegel ist bei 34.2 m NHN definiert. Da der Biesdorfer Baggersee am Südende ein Abflussrohr und somit einen Überlauf hat, dürfte der Wasserspiegel bis auf kurzzeitige Regenereignisse langfristig nicht über dem Bemessungswasserspiegel liegen. Die Sohlhöhe des Rohrs befindet sich bei 33.4 m NHN, die Oberkante bei 34.0 m NHN. In der Tabelle 4-1 wurde die Überschreitungshäufigkeit des Bemessungswasserspiegels im Biesdorfer Baggersee ausgewertet. Die Tabelle enthält zudem Angaben zur Datengrundlage, da anfangs nur wöchentliche Messungen stattfanden bzw. zeitweise Datenlücken bestehen. In der Abbildung 4-8 ist der prozentuale Anteil der Tage im Jahr mit einem Wasserspiegel oberhalb des Bemessungswasserspiegels dargestellt. Aus der Auswertung der Überschreitungshäufigkeiten ist erkennbar, dass nicht erst in den letzten Jahren zu hohe Wasserspiegel im See auftraten. Es ist auch kein Trend in Zusammenhang mit der Inbetriebnahme der Regenwasserbehandlungsanlage Ende 2004 erkennbar. Der Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee wird maßgeblich von der Entwicklung der Grundwasserstände im Zustrom geprägt, die wiederum vor allem von der Grundwasserneubildung und somit dem Niederschlag abhängig sind. Das allgemeine Grundwasserspiegelniveau ist generell durch die Wasserwerksförderung beeinflusst. Zudem wird die Wasserspiegelentwicklung überlagert durch den Zufluss von Niederschlags-/ Regenwasser aus der Trennsystementwässerung, das direkt bzw. ab 2005 über das Regenrückhaltebecken eingeleitet wird. Prinzipiell kann davon ausgegangen werden, dass durch die Errichtung der Regenwasserbehandlungsanlage nicht mehr Regenwassereinleitung in den Biesdorfer Baggersee als vorher entsteht. Vielmehr erfolgt eine Reinigung und ein Rückhalt bzw. eine Dämpfung des Regenwasserabflusses und nur noch Extremregenereignisse müssen über den Überlauf der Behandlungsanlage direkt in den See abgeleitet werden. Da keine Bewirtschaftungsdaten vorliegen, d.h. keine Angaben zum Zulauf zum Regenrückhaltebecken sowie zur Ableitung in den Biesdorfer Baggersee, kann nicht dargestellt werden, wann und in welcher Menge es Einleitungen in den See gab und wie sie sich auf den Seewasserspiegel auswirken. In den Diagrammen in Abbildung 4-9 und Abbildung 4-10 erfolgte für den Zeitraum 2000 bis 2012 eine Gegenüberstellung der Monatssummen des Niederschlags und der berechneten monatlichen Grundwasserneubildungsmengen im Bilanzgebiet WUH/KAU mit dem Seewasserspiegel, um den Einfluss der zwei Zuflusskomponenten auf die Wasserspiegelentwicklung im Biesdorfer Baggersee abschätzen zu können. Der Einfluss des Grundwasserspiegels und somit des Grundwasserzustroms im Umfeld auf den Wasserspiegel des Biesdorfer Baggersees ist vor allem in relativ trockenen Jahren erkennbar. In den Jahren 1996/ 1997 sowie 2003 bis 2006 sanken die Grundwasserstände aufgrund geringer Grundwasserneubildungsmengen. Seit Mitte 1996 bis 2001 lag der Seewasserstand dauerhaft (bis auf kurzzeitige Ausnahmen) unterhalb des Bemessungswasserspiegels. Ebenso lag der Seewasserspiegel ab Mitte 2003 bis Ende 2006 bis auf Ausnahmen unterhalb der 34.2 m NHN–Marke. Ausnahmen gab es Januar bis Februar 2004 aufgrund neubildungsreicher Monate sowie im Juli 2006 aufgrund von erhöhtem Regenwasseranfall. Die hohen Wasserspiegel im Jahr 2005 bis zum Spätsommer sind unplausibel, d.h. nicht hydro-meteorologisch erklärbar. Ab 2008 bis April 2012 liegt der Seewasserspiegel dauerhaft über dem Bemessungswasserspiegel von 34.2 m NHN, der maximale Wasserspiegel von ca. 35 m NHN wird im Au© DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 26 gust 2011 gemessen. Gründe hierfür sind, dass ab 2007 mehrere niederschlagsreiche Jahre aufeinanderfolgten, die erhöhte Grundwasserneubildungsmengen bewirkten (vor allem Herbst 2007 bis Frühjahr 2008 sowie Herbst 2010 bis Frühjahr 2011), die in erhöhten Grundwasserständen resultierten sowie der hohe Regenwasseranfall abgeleitet werden musste. Da in den Sommermonaten zumeist keine Grundwasserneubildung bzw. teilweise Zehrung stattfindet, sinken die Grundwasserspiegel und der Grundwasserzufluss zum See im Sommer in der Regel immer wieder etwas ab und somit auch der Seewasserspiegel. In den feuchten Sommern 2007 sowie 2011 stiegen die Grundwasserstände jedoch weiter an. Januar 2008 sowie Juli/ August 2011 waren zudem besonders niederschlagsreiche Monate mit hohem Regenwasserableitbedarf. In diesen Monaten wurden maximale Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee von über 34.8 bis 35 m NHN gemessen. Solche niederschlagsreichen Monate bzw. einzelne Starkniederschläge führten kurzzeitig zur Erhöhung des Wasserspiegels um ca. 40 cm (z.B. auch im August 2002, Juli 2006, Mai 2007, August 2007). Erst im Frühjahr 2012 sinken nach den WinterNeubildungsmonaten die Grundwasserstände wieder. Zuvor erreichten im Februar 2012 die Grundwasserstände zumeist ihren Maximalstand in dieser Feuchtperiode. In den Jahren 1992 bis 1995 wurden ebenfalls hohe und dauerhaft oberhalb des Bemessungswasserspiegels liegende Wasserstände im Biesdorfer Baggersee gemessen. Zu dieser Zeit lagen auch die Grundwasserspiegel aufgrund des Rückgangs der Wasserwerksförderung generell auf einem höheren Niveau. Zudem waren 1994 und 1995 niederschlags- und neubildungsreiche Jahre. Da damals aufgrund der höheren Grundwasserstände mehr Grundwasserzufluss als in den letzten 15 Jahren zum See erfolgte und der Seewasserspiegel oberhalb des Bemessungswasserspiegels lag, ist anzunehmen, dass die Abflusskapazität unzureichend war und grenzwertig bemessen ist. Bekannt ist, dass Anfang April 2012 eine Verstopfung des Dükers unterhalb an der Bahnlinie festgestellt wurde und nach Reinigung der Wasserspiegel schnell (innerhalb von Tagen) um ca. 35 cm sank. Als Ursache für den hohen Seewasserspiegel im ersten Halbjahr 2005 wird ein ähnlicher Grund vermutet, da aufgrund der Niederschlags- und Grundwasserneubildungsentwicklung der Wasserspiegelanstieg nicht nachvollziehbar ist. Zudem erfolgte im August 2005 eine ähnlich schnelle Absenkung um ca. 40 cm. Inwieweit es in den letzten Jahren Abflusseinschränkungen gab, ist durch das Gutachten nicht beurteilbar. Generell dürfte der Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee aufgrund des Überlaufs nur kurzzeitig bei starken Regenereignissen über dem Bemessungswasserspiegel liegen. Die Abflusskapazität müsste mit dem Abflussrohr DN 600 eigentlich für die Verhältnisse der letzten 15 Jahre ausreichend gewesen sein, aber es ist sicherzustellen, dass auch die Abflussfreiheit sowohl am Ablauf direkt als auch unterhalb (z.B. Düker) gegeben ist. Prinzipiell wird am Biesdorfer Baggersee See durch den Überlauf eine Niedrighaltung des Grundwasserspiegels bewirkt, so dass selbst in neubildungsreichen Zeiten mit mehrjährigen Grundwasserhochständen - wie sie z.B. seit Ende 2010 bis Frühjahr 2012 im Untersuchungsgebiet beobachtet wurden - der Grundwasserspiegelanstieg beschränkt wird. Diese positive Auswirkung auf die Grundwasserstände im Bereich der Wohnbebauung am See wird durch einen begrenzten bzw. behinderten Abfluss quasi aufgehoben. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 27 Abbildung 4-9: Gegenüberstellung der monatlichen Niederschläge (blau) mit dem Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee im Zeitraum 2000 - 2012 (lila) Abbildung 4-10: Gegenüberstellung der berechneten monatlichen Grundwasserneubildungsmengen im Bilanzgebiet WUH/KAU (orange) mit dem Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee im Zeitraum 2000 - 2012 (lila) In der Abbildung 4-11 wurde zusammen mit dem Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee der modellierte Grundwasserzufluss dargestellt. Der Grundwasserzufluss wird als Reaktion auf die als Randbedingung vorgegebenen Monatsmittelwerte des gemessenen Wasserspiegels ausgewiesen. Er ist abhängig von der Potentialdifferenz zwischen Grundwasser- und Seewasserspiegel. Bei der Bewertung der Modellergebnisse ist zu be- © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 28 rücksichtigen, dass sich real der Wasserspiegel aus dem grundwasserbürtigen Zufluss und der Regenwassereinleitung zusammensetzt und der See aufgrund des Abflussrohrs überlaufgesteuert ist. Zudem ist beachten, dass die berechneten Zuflussspitzen modellintern bedingt sind infolge der schrittweise Anpassung der Ermittlung des Grundwasserzuflusses aufgrund der Wasserspiegeländerungen zu Monatsbeginn. Im Modell werden in Summe entlastende Verhältnisse berechnet (positive Werte), der Grundwasserzufluss zum See liegt im Mittel im Bereich zwischen 4000 bis 8000 m³/d. Dies trifft 2000/2001, 2004, 2006/2007 sowie ab Mitte 2012 zu, wenn der Seewasserspiegel < 34.2 m NHN liegt. In neubildungsreichen Zeiten steigt der Grundwasserabfluss bis ca.12 000 m³/d an, wenn die Grundwasserstände im Zustrom trotz Wasserspiegelanstieg über dem See liegen (2002/2003, 2007/2008). Bei hohen Wasserspiegeln ab ca. 34.4 m NHN wird ein Grundwasserzufluss kleiner 4000 m³/d bis gegen Null berechnet, abhängig davon wie hoch die Grundwasserspiegel im Umfeld sind. (Hinweis: Diese Aussagen treffen nur auf den Betrachtungszeitraum 2000-2012 zu. 1992 bis 1995 wurden auch sehr hohe Wasserspiegel im See gemessen, allerdings lagen auch die Grundwasserspiegel generell auf einem höheren Niveau). Abbildung 4-11: Wasserspiegel (lila) und modellierter Grundwasserzufluss (grün) im Biesdorfer Baggersee (grün) im Zeitraum 2000 - 2012 4.1.4 Grundwasserstandsentwicklung Die Abbildung 4-12 zeigt eine Übersichtskarte zu Grundwassermessstellen in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees. Alle Grundwassermessstellen im Bearbeitungsgebiet sind im oberen Grundwasserleiter (GWL 1) ausgebaut, die Filter liegen im Bereich zwischen 1.5 bis 8 m unter Gelände. Die Grundwassermessstelle 10422 nordöstlich des Bearbeitungsgebietes wurde zur Darstellung des Grundwassergangs im See-unbeeinflussten Anstrombereich gewählt. Hier liegt der Filter im 2. Grundwasserleiter. In der Übersichtskarte wurden auch die vom Auftraggeber genannten Schadenspunkte mit Kellervernässungen gekennzeichnet (rote Dreiecke). © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 29 Abbildung 4-12: Übersichtskarte zur Lage der Grundwassermessstellen in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees In der Abbildung 4-13 sind die Grundwasserstände in den Beobachtungspunkten dargestellt. Es liegen Messwerte ab 1930 bis 2013 vor. Allerdings gibt es keine durchgängig gemessene Zeitreihe. Zudem gibt es ab Mitte der 1970er bis Anfang der 1990er Jahre nur sehr wenige Messungen des Grundwasserstands. Ab dem Jahr 2000 werden in den Grundwassermessstellen (GWM) 8120, 8123 und 8997 tägliche Grundwasserstandsmessungen mit Datenloggern durchgeführt. Im Bereich der Schadensmeldungen erfolgen seit 1991 (Schackelsterstraße, GWM 9001) bzw. seit 1975 (Bruchgrabenweg, GWM 9005) keine Grundwasserbeobachtungen mehr. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 30 Abbildung 4-13: Langjährige Grundwasserstandsentwicklung in Messstellen in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees (Lage s. Abbildung 4-12) mit Gegenüberstellung zum Seewasserspiegel Abbildung 4-14: Grundwasserstandsentwicklung ab 2000 in Messstellen in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees (Ausschnitt aus Abbildung 4-13) mit Gegenüberstellung zum Seewasserspiegel © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 31 In der Gangliniendarstellung wurde versucht, anhand der Farbmarkierung eine Zuordnung von Grundwassermessstellen durchzuführen, die räumlich benachbart liegen und deren Zeitreihenabschnitte sich ergänzen (die GWM 9001 – 9000 und 8120 im Süden des Biesdorfer Baggersees mit dem Betroffenheitsbereich an der Debenzer Straße/ Schackelsterstraße, die GWM 5181 – 9005 und 5242 nord/nordwestlich des Sees im Bereich der Schadensmeldung am Bruchgrabenweg sowie die GWM 9029 – 9620 und 99620 im Osten des Sees). Zudem wurden die Grundwassermessstellen 9002, 8997 und 8123 im Süden sowie 10422 im Norden ausgewählt, um den entfernt liegenden Grundwassergang aufzuzeigen. In der Darstellung ist deutlich die Beeinflussung der Grundwasserstände durch die Wasserwerksförderung zu erkennen, vor allem die Wiederaufnahme des Förderbetriebs Ende der 1940er Jahre, die hohen Förderraten in den 1970er und 1980er Jahren mit Grundwassertiefstständen Ende der 1980er sowie die Reduzierung des Wasserbedarfs und somit der Fördermengen Anfang der 1990er Jahre, die mit ca. 2.5 m Grundwasserspiegelanstieg bis 1993/ 1994 relativ hohe, aber ca. 1 m tiefere Grundwasserstände als nach Kriegsende bewirkt. Seit 1995 liegen die Grundwasserstände im Umfeld des Biesdorfer Baggersees wieder auf einem geringeren Niveau zwischen 33.8 bis 35.2 m NHN. Die maximale Schwankungsbreite des Grundwasserspiegels beträgt 1 m bzw. 0.5 m. Ein Trend zu einem Grundwasserspiegelanstieg in den letzten Jahren ist nicht erkennbar, vielmehr ist die Grundwasserstandsentwicklung geprägt vom meteorologischen Einfluss, d.h. Perioden von neubildungsreichen oder trockeneren Monaten bzw. Jahren. Prinzipiell wirkt der See grundwasserentlastend, d.h. der Seewasserspiegel liegt unterhalb des Grundwasserspiegels, Grundwasser fließt dem See zu (siehe z.B. die GWM 9029 und 99620 im nordöstlichen Anstrombereich). Der See bewirkt lokal eine Absenkung des Grundwasserniveaus. In der Abbildung 4-14 ist detailliert die Grundwasserstands- und Seewasserspiegelentwicklung ab 2000 bis Mitte 2013 dargestellt. Zur Beurteilung des Grundwassergangs der letzten 13 Jahre liegen nur die Datenloggeraufzeichnung in der im Südwesten direkt am See gelegenen Messstelle 8120 sowie die Loggeraufzeichnungen in den südlicheren Messstellen 8123 und 8997 vor. Ab März 2012 werden in der GWM 99620 im OT Biesdorf im Nordosten des Sees Tageswerte mit dem Logger erfasst. Die Bewertung der Messungen in der Grundwassermessstelle 8120 ist nicht eindeutig möglich. Die GWM 8120 misst einen fast identischen Grundwassergang wie der Seewasserspiegel, aber der Grundwasserspiegel liegt immer leicht unterhalb. Ergänzend wurden die Messwerte im 2. Grundwasserleiter dargestellt, der einen höheren Druck als der GWL 1 aufzeigt, obwohl am Beobachtungspunkt der GWM 8123 im 1. und 2. Grundwasserleiter die Grundwasserhöhen identisch sind. Der Grundwassergang der GWM 8121 liegt knapp über dem Seewasserspiegel. In der Bohrung wurden schluffige holozäne Ablagerungen in den obersten 4 m dokumentiert, die aber in den benachbarten Bohrungen nicht nachgewiesen worden. Der Filter ist bei 1.6 bis 5.6 m unter Gelände ausgebaut. Anhand der Gegenüberstellung mit entfernt gelegenen Messstellen im Norden und Süden des Sees ist erkennbar, dass der Wasserspiegelgang im Biesdorfer Baggersee ähnlich und somit abhängig von der Grundwasserstandsentwicklung ist. In den Jahren 2002, 2008 und Ende 2010 bis Frühjahr 2012 wurden erhöhte Grundwasserstände gemessen. Vor allem in den Jahren 2003 bis 2006 sanken die Grundwasserstände aufgrund einer über eine längere Periode geringeren Grundwasserneubildungsmenge. Aufgrund der Entlastungs-/ Absenkungswirkung des Sees liegt der Grundwasserspiegel südlich des Biesdorfer Baggersees zu Zeiten hoher Grundwasserstände sogar höher als im unmittelbaren Umfeld des Sees (s.a. Grundwassergleichenpläne im nächsten Kapitel). Die bereits im Kapitel zur Seewasserspiegelentwicklung beschriebenen kurzzeitigen Wasserspiegelerhöhungen im Biesdorfer Baggersee aufgrund von Abflussspitzen der © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 32 Regenwassereinleitung führen nicht zu einer Umkehr der Grundwasserströmungsverhältnisse. Die Entlastungs-/ Absenkungswirkung des Sees ist bei hohen Wasserspiegelständen verringert, aber es infiltriert nicht Seewasser in das Grundwasser und verursacht Grundwasserspiegelanstiege im Bereich der Wohnbebauung im Umfeld des Baggersees. 4.1.5 Höhenmodell In der Abbildung 4-15 ist ein Ausschnitt aus dem Digitalen Geländemodell in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees dargestellt. Die Geländehöhen liegen im Umfeld des Biesdorfer Baggersees zumeist bei ca. 36.5 bis 38.5 m NHN. Nordwestlich der Bahnlinie in der Vorstadtsiedlung sind Geländetiefpunkte mit Geländehöhen von 36.0 bis 36.5 m NHN erkennbar (gelbe Farbmarkierung). Im Bereich der Schadensmeldungen an der Debenzer Straße/ Schackelsterstraße liegen die Geländehöhen zwischen 36.5 bis 37.5 m NHN. Abbildung 4-15: Ausschnitt aus dem Digitalen Geländemodell in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 33 4.1.6 Grundwassergleichen- und Flurabstandspläne Im Folgenden werden Grundwassergleichen- sowie Flurabstandspläne zu verschiedenen Zeitpunkten in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees dargestellt. Grundlage bilden die instationären Berechnungsergebnisse aus dem Grundwassermodell der Berliner Wasserbetriebe zu Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf (DHI-WASY GmbH, 2013). Es werden die Grundwasserstände im oberen Grundwasserleiter GWL 1 betrachtet. Für die Erstellung der Flurabstandspläne wird das DGM5 verwendet. Als Darstellungszeitpunkte für minimale und maximale Grundwasserzustände im Betrachtungszeitraum 2000-2012 (Modellzeitraum) wurden Dezember 2006 und Februar 2012 gewählt. Die Grundwasserspiegel sind nie zu einem gleichen Zeitpunkt überall im umgebenden Grundwasserraum minimal bzw. maximal, aber diese zwei Zeitpunkte können als flächendeckende Minimal- und Maximalzustände betrachtet werden und werden mit dem Modell auch so abgebildet. Im Februar 2012 wurden auch die Kellervernässungen gemeldet. Zu Darstellung der Grundwassergleichen sowie der Flurabstände zu Zeiten mit Bemessungswasserspiegel von 34.2 m NHN im Biesdorfer Baggersee (der Bezugswasserstand der wasserbehördlichen Genehmigung resultiert aus der Beobachtung, dass zu diesem Wasserspiegel keine Kellervernässungen auftreten) wurden exemplarisch die zwei Zeitpunkte August 2007 und August 2008 dargestellt, um aufzuzeigen, dass bei gleichem Seewasserspiegel verschiedene Grundwasserstände im Umfeld auftreten können. Während ab Mai 2008 der Grundwasserspiegel „sommerbedingt“ sinkt, liegen die Grundwasserstände im August 2007 höher, da es ein feuchter Sommer ist. In der Abbildung 4-16 sind die mit dem Grundwassermodell berechneten Standrohrspiegelhöhen im Bereich der Schadensmeldungen dargestellt. Die Schwankungsbreite des Grundwasserspiegels beträgt im Betrachtungszeitraum ≤ 1 m, d.h. die höchsten Grundwasserstände liegen maximal 0.5 m über dem mittleren Grundwasserspiegel. Am Bruchgrabenweg werden aufgrund des Geländetiefpunkts zu Zeiten hoher Grundwasserspiegel Flurabstände im Bereich zwischen 1 bis 1.5 m ausgewiesen. Im Bereich der Schadensmeldungen an der Debenzer Straße und Schackelsterstraße werden minimale Grundwasserflurabstände von 2 m berechnet. Abbildung 4-16: Berechnete Standrohrspiegelhöhen im Bereich der Schadensmeldungen am Biesdorfer Baggersee © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 34 Abbildung 4-17: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im Februar 2012 (max. Grundwasserstände) Abbildung 4-18: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im Dezember 2006 (min. Grundwasserstände) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 35 Abbildung 4-19: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im August 2007 (Wsp. im See ca. 34.2 m NHN) Abbildung 4-20: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im August 2008 (Wsp. im See ca. 34.2 m NHN) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 36 Abbildung 4-21: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im Februar 2012 (maximale Grundwasserstände) Abbildung 4-22: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im Dezember 2006 (minimale Grundwasserstände) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 37 Abbildung 4-23: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im August 2007 (Wasserspiegel im See ca. 34.2 m NHN) Abbildung 4-24: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Biesdorfer Baggersees im August 2008 (Wasserspiegel im See ca. 34.2 m NHN) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 38 Zur Darstellung der Auswirkungen eines Wasserstands im Biesdorfer See oberhalb des Bemessungswasserspiegels auf die Grundwasserstände im Umfeld wurde eine instationäre Szenarienrechnung durchgeführt und statt des real gemessenen Wasserspiegels im Biesdorfer Baggersee ein konstanter (Bemessungs-)Wasserspiegel von 34.2 m NHN vorgegeben. D.h. es wurde in diesem Szenario angenommen, dass der Bemessungswasserspiegel nicht überschritten wird und die sich unter dieser Annahme einstellenden Grundwasserstände zum Bewertungszeitpunkt Februar 2012 mit dem real berechneten Zustand verglichen. Im Februar 2012 wurden die höchsten Grundwasserstände im Betrachtungszeitraum 2000 - 2012 gemessen. Der Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee lag im Februar 2012 bei 34.64 m NHN (Monatsmittelwert). In Abbildung 4-25 wurden die Grundwassergleichenpläne der beiden Berechnungen gegenübergestellt und die Differenz der Grundwasserstände zwischen dem Szenario mit Einhaltung des Bemessungswasserspiegels im Vergleich zum real berechneten Zustand dargestellt. Die Auswertung zeigt, dass bei Einhaltung des (Bemessungs-) Wasserspiegels von 34.2 m NHN im Biesdorfer Baggersee die Grundwasserstände im Bereich der Schadensmeldungen in der Größenordnung von ca. 20 cm geringer gewesen wären. D.h. durch die Gewährleistung der Ablaufkapazität zur Einhaltung des Bemessungswasserspiegels bestehen Steuermöglichkeiten der Grundwasserstände im Umfeld des Baggersees. Die Aussage bezieht sich nicht auf kurzfristige Wasserspiegelerhöhungen in Zusammenhang mit Regenereignissen sondern dass z.B. die meteorologisch bedingten hohen Grundwasserstände ab Sommer 2010 bis Frühjahr 2012 durch die Geringhaltung des Wasserspiegels in ihrer Auswirkung hätten gedämpft werden können. Abbildung 4-25: Gegenüberstellung der Grundwassergleichenpläne im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Biesdorfer Baggersee im Februar 2012 mit dem realen Wasserspiegelzustand (blaue Linien) und bei Ansatz des Bemessungswasserspiegels von 34.2 m NHN (grüne Linien) sowie Darstellung des Differenzenplans © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 39 4.2 Körnerteich 4.2.1 Niederschlag und Grundwasserneubildung Die Niederschlagsverteilung sowie die langjährige Entwicklung der Grundwasserneubildung wurden bereits in Kapitel 4.1.1 dargestellt. Der für die Variantenrechnungen verwendete stationäre Modellzustand im Jahr 2000 bildet hinsichtlich der Grundwasserneubildung und der Grundwasserstände einen mittleren Zustand des Betrachtungszeitraums 2000 - 2012 ab (s.a. Kapitel 4.2.3 zur Grundwasserstandsentwicklung). 4.2.2 Grundwasserförderung Das Bewertungsgebiet Körnerteich befindet sich im Wasserschutzgebiet des Wasserwerks Kaulsdorf. Das Wasserwerk Kaulsdorf besteht aus den zwei Brunnengalerien Nordgalerie und Südgalerie mit jeweils 8 Brunnen. Die Brunnengalerien erstrecken sich in Nord-Südrichtung. Der Körnerteich liegt ca. 1200 m vom südlichsten Brunnen der Südgalerie sowie ca. 2000 m vom nördlichsten Brunnen der Nordgalerie entfernt. In Abbildung 4-26 sind die monatlichen Fördermengen des Wasserwerks Kaulsdorf im Zeitraum 2000 - 2012 dargestellt. Die mittlere Förderung in diesem Zeitraum beträgt ca. 17 200 m³/d, das entspricht einer täglichen Fördermenge je Brunnen von 1075 m³/d. Allerdings werden die Brunnenentnahmen im Hinblick auf die Siedungsverträglichkeit sowie den Naturschutz differenziert gesteuert. Das Wasserwerk Wuhlheide befindet sich südwestlich des Körnerteichs. Der östlichste Brunnen ist ca. 2000 m vom Körnerteich entfernt. Zu weiteren Angaben zu den Grundwasserförderungen in Kaulsdorf und Wuhlheide wird auf die Ausführungen in Kapitel 4.1.2 verwiesen. Abbildung 4-26: Fördermengen in Nord- und Südgalerie des Wasserwerks Kaulsdorf im Zeitraum 2000 - 2012 © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 40 4.2.3 Grundwasserstandsentwicklung Die Abbildung 4-27 zeigt eine Übersichtskarte zu Grundwassermessstellen in der Umgebung des Körnerteichs. Alle Grundwassermessstellen befinden sich im oberen Grundwasserleiter (GWL 1) mit Filtern im Bereich zwischen ca. 30 und 36 m NHN, d.h. ca. 2 bis 7 m unter Gelände In der Abbildung 4-28 sind die Grundwasserstände in diesen Beobachtungspunkten dargestellt. Es liegen Messwerte ab Mitte der 1920er Jahre bis zum Jahr 2012 vor. Allerdings gibt es keine durchgängig gemessene Zeitreihe. Zudem gibt es ab Mitte der 1960er bis Anfang der 1990er Jahre nur sehr wenige Messungen des Grundwasserstands. In der Gangliniendarstellung wurde versucht, anhand der Farbmarkierung eine Zuordnung von Messstellen durchzuführen, die räumlich benachbart liegen und deren Zeitreihenabschnitte sich ergänzen (die Messstellen 5197 – WUH811-19 und 10446 nord/nordöstlich des Betroffenheitsbereichs sowie die Messstellen 5251 – 10247 – WUH814-19 südlich der Schadensmeldungen). In der Darstellung ist deutlich die Beeinflussung der Grundwasserstände durch die Wasserwerksförderung zu erkennen, vor allem die Wiederaufnahme des Förderbetriebs Ende der 1940er Jahre, die hohen Förderraten in den 1970er bis Ende der 1980er Jahren sowie die Reduzierung des Wasserbedarfs und somit der Fördermengen Anfang der 1990er Jahre, was 1995 in ähnlich hohen Grundwasserständen wie nach Kriegsende resultiert. Ab etwa 1997 sind die Grundwasserspiegel wieder auf einem geringeren, relativ gleichbleibenden Niveau mit einer Amplitude von ca. 0.8 bis 1 m, d.h. einer maximalen Schwankungsbreite von 0.5 m. Abbildung 4-27: Übersichtskarte zur Lage der Grundwassermessstellen in der Umgebung des Körnerteichs © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 41 Abbildung 4-28: Langjährige Grundwasserstandsentwicklung in Messstellen in der Umgebung des Körnerteichs (Lage s. Abbildung 4-27) In der Abbildung 4-29 ist detailliert die Grundwasserstandsentwicklung ab 1990 dargestellt. In den Jahren 2002, 2008 und 2011 wurden erhöhte Grundwasserstände gemessen. Diese sind ebenso meteorologisch bedingt, wie die überjährliche Grundwasserspiegelabnahme in den Jahren 2003 bis 2006. Die höchsten Grundwasserstände liegen maximal 0.5 m über dem Mittelwert der letzten 15 Jahre. Alle Ganglinien haben einen ähnlichen Verlauf – unabhängig und somit unbeeinflusst vom Wasserspiegel im Körnerteich. Abbildung 4-29: Grundwasserstandsentwicklung ab 1990 in Messstellen in der Umgebung des Körnerteichs (Ausschnitt aus Abbildung 4-28) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 42 4.2.4 Höhenmodell In der Abbildung 4-30 ist das Digitale Geländemodell im Bearbeitungsgebiet Körnerteich dargestellt. Die Geländehöhen liegen im Umfeld des Körnerteichs zumeist bei ca. 37.0 bis 38.0 m NHN. Vor allem im Bereich der Kreuzung Mechthildstraße/ Bergedorfer Straße nordöstlich des Teichs sind Geländetiefpunkte mit Geländehöhen von 36.5 bis 37.0 m NHN erkennbar (orange Farbmarkierung). Die Abbildung 4-31 zeigt konkret einen Ausschnitt aus dem Digitalen Geländemodell in der Umgebung des Körnerteichs mit Kennzeichnung der Schadensmeldungen entsprechend der Pfeilmarkierungen vom Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf, Umwelt und Naturschutzamt in Abbildung 3-2. Die Pfeilmarkierungen zu den Schadensmeldungen befinden sich nicht an den Geländetiefpunkten, es wird aber vermutet, dass sie allerdings auch etwas unscharf sind (z.B. Straßenkreuzung). Abbildung 4-30: Digitales Geländemodell im Bearbeitungsgebiet Körnerteich © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 43 Abbildung 4-31: Ausschnitt aus dem Digitalen Geländemodell in der Umgebung des Körnerteichs mit Markierung der Schadensmeldungen entsprechend der Angaben in Abbildung 3-2 © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 44 4.2.5 Grundwassergleichen- und Flurabstandspläne Im Folgenden werden Grundwassergleichen- sowie Flurabstandspläne zu verschiedenen Zeitpunkten in der Umgebung des Körnerteichs dargestellt. Grundlage bilden die Berechnungsergebnisse aus dem Grundwassermodell der Berliner Wasserbetriebe zu Friedrichshagen-Wuhlheide-Kaulsdorf (DHI-WASY GmbH, 2013). Es werden die Grundwasserstände im oberen Grundwasserleiter GWL 1 betrachtet. Für die Erstellung der Flurabstandspläne wird das DGM5 verwendet. Die Abbildung 4-32 zeigt den Grundwassergleichenplan im oberen Grundwasserleiter für den mittleren Zustand im Jahr 2000 (von den BWB festgelegter Zeitpunkt für die stationäre Kalibrierung) im Bearbeitungsgebiet Körnerteich. Das Grundwassergefälle beträgt von Nordost nach Südwest ca. 1 m. Die Grundwasserfließrichtung ist maßgeblich durch die Förderung im Wasserwerk Kaulsdorf beeinflusst. Im Bereich der Schadensmeldungen (rote Dreiecke) liegt der mittlere Grundwasserspiegel bei ca. 34.8 bis 35.0 m NHN. Es wird mit dem Modell ein Wasserspiegel im Körnerteich von ca. 34.7 m NHN ausgewiesen. Der Grundwassergleichenplan in Abbildung 4-33 zeigt die im Modellzeitraum 2000 - 2012 maximalen Grundwasserstände zum Frühjahr 2011. Der maximale Grundwasserspiegelliegt ca. 0.4 m über dem mittleren Grundwasserspiegel (s.a. Kapitel 4.2.3). Abbildung 4-32: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Körnerteich im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 45 Abbildung 4-33: Grundwassergleichenplan im oberen GWL im Bearbeitungsgebiet Körnerteich im Februar 2011 (maximale Grundwasserstände) In der Abbildung 4-34 ist die Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Körnerteichs im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) dargestellt. Überwiegend liegen die Grundwasserflurabstände zwischen 2.5 bis 5 m. Im Bereich der Geländetiefstelle nordöstlich des Körnerteichs werden geringe Grundwasserflurabstände zwischen 1.5 bis 2.5 m ausgewiesen. Östlich des Körnerteichs gibt es lokal Flurabstände zwischen 2.0 bis 2.5 m. In dem Flurabstandsplan zum Zeitpunkt Februar 2011 in Abbildung 4-35 sind die Bereiche mit Schadensmeldungen entsprechend der Pfeilmarkierungen vom Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf, Umwelt und Naturschutzamt gekennzeichnet. Eine konkrete Schadensmeldung liegt zu einem Gebäude an der Mechthildstraße (nördliche Markierung) im Februar 2011 vor, wo ca. 20 bis 30 cm Wasser im Keller gemeldet wurden. Der Keller hat eine Höhe von ca. 1.40 bis 1.60 m. Inwieweit die Kellervernässung auch durch Sickerwasser verursacht ist, ist nicht bekannt. Der Flurabstandsplan für Februar 2011 zeigt in der ca. 30 bis 50 m südlich gelegenen Geländetiefstelle Flurabstände im Bereich zwischen 1 bis 1.5 m bzw. knapp über 1.5 m. Geringe Grundwasserflurabstände zwischen 1.5 bis 2.0 m werden auch östlich des Körnerteichs ausgewiesen. An der Kreuzung Uhlandstr./ Winklerstr. (südliche Markierung) werden Flurabstände > 2.5 m berechnet. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 46 Abbildung 4-34: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Körnerteichs im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) Abbildung 4-35: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Körnerteichs im Februar 2011 (maximale Grundwasserstände) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 47 4.2.6 Variantenrechnung zum Wasserspiegel im Körnerteich Da kaum Messdaten zum Körnerteich vorliegen (weder Vermessungsdaten und Wasserspiegelmessungen noch Angaben zur Regenwassereinleitung) wurde ein Modellszenario zur Ermittlung der Auswirkung eines hohen Wasserspiegels aufgrund von erhöhten Regenwassereinleitungen und/ oder verhinderter Ableitung (Aufstau) erstellt. Dazu wurde der stationäre Modellzustand im Jahr 2000 verwendet und verschiedene Wasserspiegel im Körnerteich als Randbedingung angesetzt. Anhand der Differenz der Grundwasserstände zwischen den Wasserspiegelszenarien kann der beeinflusste Grundwasserbereich ermittelt werden. Für den mittleren Zustand 2000 wird mit dem Grundwassermodell im Körnerteich ein Wasserspiegel von ca. 34.7 m NHN berechnet. Vom Auftraggeber wurde eine Schwankungsbreite des Wasserspiegels von ca. 0.6 bis 1.0 m genannt. Ende Februar 2011 wurde der untere Teil der Terrasse überflutet. Es wurde ein Abpumpen veranlasst. Zu diesem Zeitpunkt wird im Modell (ohne Berücksichtigung von Regenwassereinleitungen) ein Wasserspiegel von 35.27 m NHN ausgewiesen. Für die Variantenrechnung zur Auswirkung des Wasserspiegels im Körnerteich auf die Grundwasserstände wurden als minimaler Wasserspiegel 34.0 m NHN und als maximaler Wasserspiegel 36.0 m NHN angenommen. Der Hydrodifferenzenplan ist in Abbildung 4-36 dargestellt. Die Auswirkungen eines durch Regenwassereinleitung erhöhten Wasserspiegels im Körnerteich sind relativ kleinräumig. Entsprechend dieser Modellergebnisse kann die Ursache der gemeldeten Kellervernässungen in Zusammenhang mit Regenwassereinleitungen in den Körnerteich ausgeschlossen werden. Mögliche Beeinflussungen bestehen in den am Teich gelegenen Wohnbebauungen im Norden an der Seestraße, im Süden an der Kohlisstraße sowie im Osten an der Mechthildstraße zwischen Kohlisstraße und Seestraße. Abbildung 4-36: Karte der Hydrodifferenzen im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) zwischen einem Wasserspiegel im Körnerteich von 36.0 m NHN und 34.0 m NHN © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 48 4.2.7 Variantenrechnung zur Grundwasserförderung Kaulsdorf Zur Ermittlung von Steuerungsmöglichkeiten bzgl. siedlungsverträglicher Grundwasserstände durch Veränderungen im Förderregime der Berliner Wasserbetriebe wurde der stationäre Modellzustand im Jahr 2000 verwendet und die Förderung im Wasserwerk Kaulsdorf erhöht. Die Förderung im Wasserwerk Wuhlheide wurde nicht betrachtet, da der Einfluss vom Wasserwerk Kaulsdorf maßgeblicher ist. Im stationären Modellzustand für das Jahr 2000 wurden im Mittel ca. 1000 m³/d je Brunnen bzw. in Summe 16 400 m³/d gefördert (in den 8 Brunnen der Südgalerie je 996 m³/d, in den 8 Brunnen der Nordgalerie je 1055 m³/d). Im Zeitraum 2000 - 2012 betrug die mittlere Förderung ca. 17 200 m³/d, das entspricht einer täglichen Fördermenge von 1075 m³/d je Brunnen. Allerdings wurden die Brunnenentnahmen im Hinblick auf die Siedungsverträglichkeit sowie den Naturschutz differenziert gesteuert. Das Steuerungskonzept ist dem Auftragnehmer nicht bekannt. Die maximale Leistung des Wasserwerks Kaulsdorf beträgt 30 000 m³/d. Für die Variantenrechnungen wurden die Fördermengen je Brunnen auf 1200 m³/d, 1400 m³/d, 1600 m³/d, 1800 m³/d bis zur Verdopplung auf 2000 m³/d erhöht. Im Folgenden sind die Grundwassergleichenpläne im oberen Grundwasserleiter des Ausgangszustands sowie der Varianten 1400 m³/d und 1800 m³/d je Brunnen dargestellt. Die Abbildung 4-37 zeigt den Grundwassergleichenplan im Ausgangszustand mit einer Entnahme von ca. 1000 m³/d je Brunnen bzw. in Summe 16 400 m³/d. Dargestellt ist ein Modellausschnitt mit dem Wasserwerk Kaulsdorf und den Kaulsdorfer Seen sowie dem Bewertungsgebiet Körnerteich Der Grundwasserspiegel am Körnerteich im Bereich der Schadensmeldungen liegt zwischen 34.6 und 35.0 m NHN. Abbildung 4-37: Grundwassergleichenplan im oberen GWL in der Umgebung des WW Kaulsdorf im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 49 Abbildung 4-38: Grundwassergleichenplan im oberen GWL in der Umgebung des WW Kaulsdorf im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) mit erhöhter Förderung von je 1400 m³/d in den 16 Brunnen des WW Kaulsdorf Abbildung 4-39: Grundwassergleichenplan im oberen GWL in der Umgebung des WW Kaulsdorf im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) mit erhöhter Förderung von je 1800 m³/d in den 16 Brunnen des WW Kaulsdorf © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 50 Die Abbildung 4-38 zeigt die Ergebnisse der Variante mit einer Entnahme von 1400 m³/d je Brunnen bzw. in Summe 22 400 m³/d. Der Grundwasserspiegel am Körnerteich im Bereich der Schadensmeldungen liegt zwischen 33.9 und 34.3 m NHN. D.h. im mittleren Zustand ist mit dieser Fördermengenerhöhung eine Reduzierung der Grundwasserstände um ca. 0.7 m möglich. Die Abbildung 4-40 zeigt die Grundwasserflurabstände für den mittleren Zustand im Jahr 2000 mit einer Fördermenge von 1400 m³/d je Brunnen. Die Auswirkungen einer weiteren Fördermengenerhöhung auf 1800 m³/d je Brunnen bzw. in Summe 28 800 m³/d ist in Abbildung 4-39 dargestellt. Der Grundwasserspiegel am Körnerteich im Bereich der Schadensmeldungen würde zwischen 33.3 und 33.7 m NHN liegen, allerdings wird diese Fördermenge als unplausibel betrachtet. Bei der Bewertung der Modellergebnisse ist zu beachten, dass ein pauschaler Ansatz mit gleichmäßig verteilter Förderung in allen Brunnen im Wasserwerk Kaulsdorf gewählt wurde (da das Steuerungskonzept bzw. konkrete Untersuchungsvarianten nicht vorliegen) und unveränderte Annahmen zu den anderen Modellrandbedingungen gelten. Abbildung 4-40: Karte der Grundwasserflurabstände in der Umgebung des Körnerteichs im Jahr 2000 (stationärer Kalibrierungszustand) mit erhöhter Förderung von je 1400 m³/d in den 16 Brunnen des WW Kaulsdorf © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 51 5 Zusammenfassung und Handlungsempfehlung In Teilbereichen des Bezirks Marzahn-Hellersdorf gab es in Nässeperioden wie in 2011 / 2012 signifikante Probleme durch Kellervernässungen. Das betrifft insbesondere das Umfeld des durch Grundwasser gespeisten Biesdorfer Baggersees und die Wohnbebauung im Bereich des Körnerteichs. Vom Bezirksamt Marzahn-Hellersdorf wurden Karten sowie Angaben zu Zeitpunkten und Ausmaß der gemeldeten Kellerwasserschäden übergeben. Im Auftrag der Berliner Wasserbetriebe hat die DHI-WASY GmbH 2013 ein detailliertes großräumiges Grundwassermodell für die Einzugsgebiete der Wasserwerke Friedrichshagen, Wuhlheide und Kaulsdorf erstellt. Dieses Modell wurde mit Genehmigung der BWB für das hier betrachtete Gutachten eingesetzt. Durch die DHI-WASY GmbH wurden gutachterliche Untersuchungen für die Bearbeitungsgebiete Biesdorfer Baggersee und Körnerteich durchgeführt. Es wurden ausführlich die Mess- und Modelldaten dargestellt und ausgewertet. Die Auswertungen umfassten Analysen zu Ganglinien der Niederschlagsverteilung, der Grundwasserneubildung, des Seewasserspiegels im Biesdorfer Baggersee, der Grundwasserstandsentwicklung und der Grundwasserförderung in den umliegenden Wasserwerken. Es wurde das Digitale Geländehöhenmodell detailliert dargestellt und die Geländetiefpunkte - die besonders kritisch in Bezug auf geringe Grundwasserflurabstände sind - hervorgehoben. Mit Hilfe des Grundwassermodells wurden für verschiedene Zeitpunkte Grundwassergleichenpläne ausgewiesen und Grundwasserflurabstandspläne berechnet. Für das Bearbeitungsgebiet Körnerteich wurden Szenarienrechnungen zur Reichweite von Wasserspiegelschwankungen im Teich sowie zum Einfluss der Wasserwerksförderung in Kaulsdorf auf die Grundwasserstände in der Wohnbebauung am Körnerteich durchgeführt. In beiden Bearbeitungsgebieten wurden die aktuellen Grundwasserbeobachtungen im Kontext mit den langjährigen Messwertaufzeichnungen ab Mitte der 1920er Jahre dargestellt. Es ist deutlich die Beeinflussung der Grundwasserstände durch die Wasserwerksförderung zu erkennen, vor allem die Wiederaufnahme des Förderbetriebs Ende der 1940er Jahre, die hohen Förderraten in den 1970er und 1980er Jahren sowie die Reduzierung des Wasserbedarfs und somit der Fördermengen aufgrund wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Veränderungen Anfang der 1990er Jahre. Bis Mitte der 1990er Jahre stiegen die Grundwasserstände auf ähnlich hohes Niveau wie kurz nach Kriegsende (Körnerteich) bzw. lagen ca. 1 m unterhalb des Nachkriegsniveaus (Biesdorfer Baggersee). Danach sanken die Grundwasserspiegel in beiden Bearbeitungsgebieten wieder ab und liegen seitdem in den letzten 15 Jahren auf einem relativ gleichbleibenden Niveau mit einem natürlichen Schwankungsverhalten. Die Grundwasserstandsentwicklung ist geprägt vom meteorologischen Einfluss, d.h. Perioden von neubildungsreichen oder trockenen Monaten bzw. Jahren. Auch trotz der ab Ende 2010 bis Frühjahr 2012 erhöhten Grundwasserstände ist ein Trend zu einem Grundwasserspiegelanstieg in den letzten Jahren nicht erkennbar. Vor allem in den Jahren 2003 bis 2006 gab es insgesamt nur eine geringe Speisung des Grundwassers durch Grundwasserneubildung und somit war ein überjährliches Absinken der Grundwasserstände zu beobachten. Ende 2006 wurden die tiefsten Grundwasserstände seit über 20 Jahren gemessen. Seit 2007 stieg der Grundwasserspiegel im gesamten Untersuchungsgebiet wieder, ab Ende 2010 bis Frühjahr 2012 wurden anhaltend hohe Grundwasserstände gemessen. Erst im Frühjahr 2012 sinkt der Grundwasserspiegel wieder dauerhaft (Datenstand bis Mitte 2013). Die Schwankungsbreite der Grundwasserstände beträgt ab Mitte der 1990er Jahre maximal 0.8 bis 1 m, d.h. die höchsten Grundwasserstände liegen maximal 0.5 m über dem mittleren Grundwasserspiegel. In Wohngebieten mit allgemein flurnahen Verhältnissen, wie im Bereich der Schadensmeldung am Bruchgrabenweg (Biesdorfer Baggersee) und © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 52 im Bereich Mechthildstraße/ Bergedorfer Straße (Körnerteich), kann dieser Grundwasserspiegelanstieg kritisch sein und zu Kellervernässungen führen. Die gutachterliche Stellungnahme erfolgte als Zuarbeit für die Prüfung der Regenwasserentwässerungskonzepte. Für beide Gebiete wurden Aussagen gewünscht, welche Möglichkeiten das Land Berlin hat, in den Wasserkreislauf einzugreifen, um Kellerwasserschäden so weit wie möglich zu minimieren. Es war vor allem zu prüfen, inwieweit die Schadensmeldungen auf eine unzureichende Regenwasserableitung zurückzuführen sind. Der Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee wird maßgeblich von der Entwicklung der Grundwasserstände im Zustrom geprägt, die wiederum vor allem von der Grundwasserneubildung und somit dem Niederschlag abhängig sind. Zudem wird die Wasserspiegelentwicklung überlagert durch den Zufluss von Niederschlags-/ Regenwasser aus der Trennsystementwässerung, das direkt bzw. ab 2005 über das Regenrückhaltebecken eingeleitet wird. Daten zu den Einleitungsmengen liegen nicht vor. Prinzipiell kann davon ausgegangen werden, dass durch die Errichtung der Regenwasserbehandlungsanlage nicht mehr Regenwassereinleitung in den Biesdorfer Baggersee als vorher entsteht. Vielmehr erfolgt eine Reinigung und ein Rückhalt bzw. eine Dämpfung des Regenwasserabflusses und nur noch Extremregenereignisse müssen über den Überlauf der Behandlungsanlage direkt in den See abgeleitet werden. Da der Biesdorfer Baggersee am Südende ein Abflussrohr und somit einen Überlauf hat, dürfte der Wasserspiegel bis auf kurzzeitige Regenereignisse langfristig nicht über dem Bemessungswasserspiegel von 34.2 m NHN liegen. Die Sohlhöhe des Rohrs befindet sich bei 33.4 m NHN, die Oberkante bei 34.0 m NHN (DN 600). Aus der Auswertung der Überschreitungshäufigkeiten des Bemessungswasserspiegels seit Messbeginn 1991 ist erkennbar, dass nicht erst in den letzten Jahren zu hohe Wasserspiegel im See auftraten. Es ist auch kein Trend in Zusammenhang mit der Inbetriebnahme der Regenwasserbehandlungsanlage Ende 2004 erkennbar. Im Biesdorfer Baggersee lag der Wasserspiegel ab 2008 bis April 2012 dauerhaft über dem Bemessungswasserspiegel von 34.2 m NHN, der maximale Wasserspiegel von ca. 35 m NHN wird im August 2011 gemessen. Gründe hierfür sind, dass ab 2007 mehrere niederschlagsreiche Jahre aufeinanderfolgten, die erhöhte Grundwasserneubildungsmengen bewirkten (vor allem Herbst 2007 bis Frühjahr 2008 sowie Herbst 2010 bis Frühjahr 2011), die in erhöhten Grundwasserständen resultierten sowie der hohe Regenwasseranfall abgeleitet werden musste. Da in den Sommermonaten zumeist nur geringe Grundwasserneubildung bzw. teilweise Zehrung stattfindet, sinken die Grundwasserspiegel und der Grundwasserzufluss zum See im Sommer in der Regel immer wieder etwas ab und somit auch der Seewasserspiegel. In den feuchten Sommern 2007 sowie 2011 stiegen die Grundwasserstände jedoch weiter an. Januar 2008 sowie Juli/ August 2011 waren zudem besonders niederschlagsreiche Monate mit hohem Regenwasserableitbedarf. In diesen Monaten wurden maximale Wasserspiegel im Biesdorfer Baggersee von über 34.8 bis 35 m NHN gemessen. Solche niederschlagsreichen Monate bzw. einzelne Starkniederschläge führten kurzzeitig zur Erhöhung des Wasserspiegels um ca. 40 cm (z.B. auch im August 2002, Juli 2006, Mai 2007, August 2007). Anfang April 2012 wurde eine Verstopfung des Dükers unterhalb festgestellt und nach erfolgter Reinigung sank der Wasserspiegel innerhalb von Tagen um ca. 35 cm. Die schnelle Absenkung des Wasserspiegels deutet darauf hin, dass die Abflusskapazität prinzipiell ausreichend ist. Eine Beurteilung ist aber schwierig, da ab April 2012 allgemein im Untersuchungsgebiet die Grundwasserstände wieder gesunken sind. Aussagen zu Steuermöglichkeiten des Landes Berlin zur Minimierung von Kellerwasserschäden am Biesdorfer Baggersee sind nur insofern möglich, dass die Abflussfreiheit im Ableitungsrohr zur Wuhle (s. Dükerproblematik 2012) sichergestellt werden muss und © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 53 gegebenenfalls der Abflussquerschnitt zu vergrößern bzw. ein zweites Abflussrohr zu verlegen und bei Bedarf zuzuschalten ist, um eine ausreichende Abflusskapazität zu gewährleisten, so dass der Bemessungswasserspiegel eingehalten werden kann. Vor allem in Feuchtperioden mit langanhaltend hohen Grundwasserständen ist es wichtig, dass der Seewasserspiegel durch Sicherstellung des Abflusses gering gehalten wird. Denn durch den Überlauf wird eine Niedrighaltung des Grundwasserspiegels im Bereich der Wohnbebauung am Biesdorfer Baggersee bewirkt. Diese positive Auswirkung auf die Grundwasserstände wird durch einen begrenzten bzw. behinderten Abfluss quasi aufgehoben. Es wird zudem empfohlen, in den Betroffenheitsgebieten nordwestlich und südöstlich des Baggersees neue Grundwassermessstellen zu errichten und mit Datenloggern auszustatten. Am Körnerteich wird von den Bürgern vermutet, dass der hohe Wasserspiegel im Teich Ende Februar 2011 aufgrund von Regenwassereinleitungen und/ oder verhinderter Ableitung (Aufstau) die Grundwasserspiegel im Umfeld erhöhte und zu Kellervernässungen führte. Die Auswertung der Grundwasserstandsganglinien in den Messstellen im Umfeld des Körnerteichs zeigte für alle einen ähnlichen Verlauf – unabhängig und somit unbeeinflusst vom Wasserspiegel im Körnerteich. Mit dem Modell wird anhand von Szenarienrechnungen diese Auswertung bestätigt und die maximale Reichweite eines durch Regenwassereinleitung überhöhten Teichwasserspiegels auf das Grundwasser ausgewiesen. Die Grundwasserstände im Bereich der Schadensmeldungen werden nicht durch den Wasserspiegel im Teich beeinflusst, die Verursachung der gemeldeten Kellervernässungen durch den Körnerteich kann ausgeschlossen werden. Aber die Wohnbebauung unmittelbar in der Umgebung des Teichs könnte durch die derzeit unzureichende Regenwasserableitung im Körnerteich betroffen sein. Es besteht Handlungsbedarf zur Überarbeitung des bisherigen Ableitungskonzepts: Im Gegensatz zu der im Moment vorhandenen Lösung über eine auf privatem Gelände endenden Rückstauleitung ist die Erstellung einer Ableitung zur Wuhle für die dauerhafte Herstellung eines geregelten Abflusses notwendig. Zur Ermittlung von Steuerungsmöglichkeiten bzgl. siedlungsverträglicher Grundwasserstände im Umfeld des Körnerteichs durch Veränderungen im Förderregime der Berliner Wasserbetriebe wurde die Förderung im Wasserwerk Kaulsdorf untersucht. Durch die Erhöhung der Förderleistungen des Wasserwerks Kaulsdorf im plausiblen Bereich ist eine Absenkung des Grundwasserspiegels um ca. 0.5 bis 0.7 m möglich. Zusammenfassend wird festgestellt, dass die hohen Grundwasserstände ab Ende 2010 bis Frühjahr 2012 vor allem auf mehrjährig hohe Grundwasserneubildungsmengen zurückzuführen sind. Erst im Frühjahr 2012 sinkt der Grundwasserspiegel wieder dauerhaft (Datenstand bis Mitte 2013). Am Biesdorfer Baggersee bestand aufgrund begrenzter Abflussleistung nicht mehr die Absenkwirkung des durch den Überlauf niedrig gehaltenen Wasserspiegels auf die Grundwasserstände im Bereich der Wohnbebauung am See. Die Kellervernässungen an den Geländetiefpunkten im Bereich Bruchgrabenweg (Biesdorfer Baggersee) und Mechthildstraße/ Bergedorfer Straße (Körnerteich) sind anhand der Datenauswertungen nachvollziehbar. Es werden minimale Grundwasserflurabstände von ca. 1 bis 1.7 m ausgewiesen. Im Bereich der Schadensmeldungen in der Debenzer Straße/ Schackelsterstraße (Biesdorfer Baggersee) sowie in der Uhlandstraße werden hingegen auch zu Zeiten hoher Grundwasserspiegel Flurabstände > 2 m berechnet (d.h. eigentlich größer Kellerhöhe). Zu beachten ist, dass in den Auswertungen nur die Darstellung des Grundwasserabstands in Bezug auf die Geländehöhe möglich ist, da die Gründungstiefen nicht bekannt sind. Als Ursache der Kellervernässungen sind neben dem Grundwasserspiegelanstieg auch Sickerwasserzutritte in Betracht zu ziehen. Prinzipiell ist in grundwasserbeeinflussten, flurnahen Gebieten bei Kellernutzung der Bauwerksschutz sicherzustellen. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 54 6 Literaturverzeichnis DHI-WASY GmbH (2010): Erstellung eines Ständig Verfügbaren Modells (SVM) für das Grundwassereinzugsgebiet Wasserwerk Friedrichshagen (Los 2). DHI-WASY GmbH (2012): FEFLOW 6.1 Training Manual, Modeling Subsurface Flow and Transport Processes with FEFLOW 6.1. DHI-WASY GmbH (2013): Erweiterung des Ständig Verfügbaren Modells (SVM) Friedrichshagen um die Einzugsgebiete der Wasserwerke Wuhlheide und Kaulsdorf, Dokumentation der Modellerweiterung Wuhlheide und Kaulsdorf sowie der Verifizierung des Gesamtmodells (Entwurf Dezember 2013). DVWK (1996): Merkblätter zur Wasserwirtschaft, Ermittlung der Verdunstung von Landund Wasserflächen, 238/1996. FUGRO Consult GmbH (2004): Hydrogeologisches Strukturmodell für die Wasserwerke Wuhlheide und Kaulsdorf. FUGRO Consult GmbH (2006): Hydrogeologisches Strukturmodell für das Wasserwerk Friedrichshagen. MONNINKHOFF (2001): ArcSIWA 1.1 Berechnung der Grundwasserneubildung, Benutzerhandbuch. WASY GmbH Berlin. Senatsverwaltung für Stadtentwicklung Berlin (2005): Gewässeratlas von Berlin. UDM Dr. Anna Moschik (2009): Grundwasserströmungsmodellierung WW Kaulsdorf, Bericht zur Erstellung des Grundwasserströmungsmodells und Variantenrechnungen zur Umweltverträglichkeitsuntersuchung. © DHI-WASY - Gutachten Grundwasser im Umfeld des Biesdorfer Baggersees und des Körnerteichs / März 2014 55