Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Planfeststellungsunterlage Zum

K+S Aktiengesellschaft

Antrag auf Planfeststellung

Hartsalzwerk Siegfried-Giesen

Planfeststellungsunterlage zum

Rahmenbetriebsplan

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen

I-13 Flussgebietsmodell

Erstellung der Unterlage:

………………………………. ………………………………. (Dr. H. Lohr) (H. Keller) Sustainability SYDRO Consult GmbH K+S KALI GmbH

Mathildenplatz 8 Projektgruppe 64283 Darmstadt Siegfried-Giesen Kardinal-Bertram-Straße 1 31134 Hildesheim

Aufgestellt: Hildesheim, den 17.12.2014

Antragsteller / Vorhabensträger

K+S Aktiengesellschaft Bertha-von-Suttner-Straße 7 34131 Kassel/Deutschland K+S Aktiengesellschaft

vertreten durch: K+S KALI GmbH Projektgruppe Siegfried-Giesen Kardinal-Bertram-Straße 1 31134 Hildesheim

Hartsalzwerk Siegfried-Giesen

Planfeststellungsunterlage zum Rahmenbetriebsplan

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen

I-13 Flussgebietsmodell Leine

Antragsteller/ Vorhabensträger: K+S Aktiengesellschaft Bertha-von-Suttner-Straße 7 34131 Kassel/Deutschland K+S Aktiengesellschaft

vertreten durch: K+S KALI GmbH Projektgruppe SG Kardinal-Bertram-Straße 1 31134 Hildesheim

Erstellung der Unterlage:

Ingenieurgesellschaf für Hydrologie, Wasserwirtschaft und

Informationssysteme mbH Mathildenplatz 8 64283 Darmstadt

Datum: Hildesheim, den 17.12.2014

K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis ...... I Tabellenverzeichnis ...... IV Abbildungsverzeichnis ...... V Anhangsverzeichnis ...... VII Abkürzungsverzeichnis ...... VIII

1 Aufgabenstellung und Ziel ...... 1

2 Allgemeines zum Flussgebietsmodell ...... 2

2.1 Das Werkzeug TALSIM-NG ...... 2 2.2 Anwendungsgrenzen des Modells ...... 3

3 Das Projektgebiet ...... 4

4 Datengrundlagen ...... 6

4.1 Eingangsdaten zu den Gewässern ...... 6 4.1.1 Geodaten ...... 6 4.1.2 Zeitreihen ...... 6 4.2 Eingangsdaten zu den Anlagen und Halden ...... 8 4.2.1 Allgemeines ...... 8 4.2.2 Haldengeometrie und Technische Daten ...... 8 4.2.3 Zeitreihen ...... 11 4.3 Eingangsdaten zur Meteorologie ...... 12 4.3.1 Zeitreihen ...... 12

5 Das Flussgebietsmodell ...... 13

5.1 Gewässer ...... 15 5.1.1 Seitliche Zuflüsse ...... 15 5.1.2 Diffuse Stoffeinträge ...... 17 5.2 Halden ...... 18 5.2.1 Haldenabfluss – NA-Modellierung ...... 18 5.2.2 Stoffeinträge durch die Halden ...... 18 5.3 Werk Sigmundshall ...... 19 5.4 Anlagen und Steuerung der Einleitung ...... 20 5.4.1 Althalde Siegfried-Giesen ...... 20 5.4.2 Werk und Halde Sigmundshall ...... 20 5.5 Randbedingungen der Modellierung ...... 21 5.5.1 Langzeitsimulation ...... 21 5.5.2 Simulationszeitraum und Simulationszeitschritt ...... 22 5.5.3 Vollständige Durchmischung ...... 22 5.5.4 Vergleich Modell und Realität ...... 22

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite I K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6 Kalibrierung ...... 23

6.1 Hydrologie ...... 24 6.2 NA-Modellierung der Halden ...... 26 6.2.1 Althalde Siegfried-Giesen ...... 26 6.2.2 Halde Sigmundshall ...... 28 6.3 Stoffeinträge durch die Halden ...... 29 6.3.1 Althalde Siegfried-Giesen ...... 29 6.3.2 Halde Sigmundshall ...... 30 6.4 Diffuse Stoffeinträge ...... 31 6.4.1 Chlorid ...... 32 6.4.2 Kalium ...... 33 6.4.3 Magnesium ...... 34

7 Szenariensimulation ...... 35

7.1 Alt- und Neuhalde Siegfried-Giesen ...... 35 7.1.1 Betriebszustände, Grundlagen ...... 35 7.1.2 Haldenwasseranfall der Neuhalde ...... 40 7.1.3 Haldenwasseranfall durch die Althalde Siegfried-Giesen...... 41 7.1.4 Sonstige mineralisierte Wässer ...... 41 7.1.5 Verwertung von Haldenwässern ...... 42 7.1.6 Anlagen und Steuerung der Einleitung ...... 42 7.2 Sigmundshall ...... 43 7.2.1 Abwasseranfall durch Halde ...... 43 7.2.2 Abwasseranfall durch das Werk ...... 44

8 Auswertungsschema ...... 45

8.1 Konzentrationen im Gewässer ...... 45 8.2 Frachtbilanz im Gewässer ...... 46 8.3 Abwasseranfall und -entsorgung ...... 46 8.4 Beckenauslastung ...... 46 8.5 Extremniederschläge ...... 46

9 Ergebnisse zur Prognose der Salzbelastung ...... 47

9.1 Einzelszenariobetrachtung ...... 47 9.1.1 Referenz (Ist-Zustand) ...... 47 9.1.2 Betriebsjahr 2 ...... 50 9.1.3 Betriebsjahr 4 ...... 54 9.1.4 Betriebsjahr 7 ...... 59 9.1.5 Betriebsjahr 29 ...... 61 9.1.6 Nachbetriebsphase ...... 66 9.2 Zeitliche Entwicklung in der Übersicht ...... 69

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite II K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

9.2.1 Einleitmengen und Konzentrationen im Gewässer ...... 69 9.2.2 Beckenauslastung und Sicherheiten ...... 75 9.2.3 Grenzwertbeantragung ...... 77

10 Diskussion ...... 78

11 Zusammenfassung...... 80

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite III K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Tabellenverzeichnis Tab. 1 Messzeitreihen in Innerste, Leine und Westaue ...... 6 Tab. 2 Abflusszeitreihen der seitlichen Zuflüsse ...... 8 Tab. 3 Messzeitreihen der Abwässer an den Standorten Siegfried-Giesen und Sigmundshall (Quelle: K+S) ...... 11 Tab. 4 Niederschlagszeitreihen, Quelle: DWD ...... 12 Tab. 5 Systemelemente des Flussgebietsmodells ...... 14 Tab. 6 Seitliche Zuflüsse in die Leine von Pegel Göttingen bis Pegel Schwarmstedt im Modell ...... 15 Tab. 7 Kalibrierung der Abflüsse im Gewässer ...... 23 Tab. 8 Kalibrierung der diffusen Chlorideinträge ...... 32 Tab. 9 Kalibrierung der diffusen Kaliumeinträge ...... 33 Tab. 10 Kalibrierung der diffusen Magnesiumeinträge ...... 34 Tab. 11 Jährliche Flächenbelegung der Neuhalde und jährliche Haldenwassermenge in einem extremen Nassjahr (Wiederkehrintervall 50 Jahre), sowie Wasserverbrauch für die einzelnen Betriebsjahre ...... 37 Tab. 12 Jährliche Flächenbelegung der Neuhalde und jährliche Haldenwassermenge in einem Jahr mit mittlerem Niederschlag, sowie Wasserverbrauch für die einzelnen Betriebsjahre ...... 38 Tab. 13 Konzentration des Haldenwassers der Neuhalde...... 41 Tab. 14 Althalde Siegfried-Giesen: Maximalwert des kalibrierten Jahresgangs der Haldenwasserkonzentrationen...... 41 Tab. 15 Szenarien Randbedingung: Gerechnete Varianten bezüglich angesteuertem Cl-Grenzwert nach Einleitung in die Innerste ...... 43 Tab. 16 Szenarien Randbedingung: Gerechnete Varianten bezüglich Abwasseranfall vom Werk Sigmundshall...... 44 Tab. 17 Extremniederschläge: Vergleich max. Niederschlag aus Zeitreihe für Standort Siegfried- Giesen mit 100-jährlichem Kostra 2000 Niederschlag ...... 46 Tab. 18 Statistische Kennwerte der simulierten Konzentrationen in der Innerste bei Sarstedt für die Szenarien ...... 69 Tab. 19 Mittlere und max. jährliche Einleitmengen des Standorts Siegfried-Giesen in die Innerste für die Szenarien unter Berücksichtigung des Verbrauchs in der Produktion ...... 70 Tab. 20 Statistische Kennwerte der simulierten Konzentrationen in der Leine bei Herrenhausen für die Szenarien und zum Vergleich die Vorbelastung in der Leine bei Poppenburg ...... 70 Tab. 21 Statistische Kennwerte der simulierten Konzentrationen in der Leine bei Neustadt für die Szenarien ...... 71 Tab. 22 Summe der Mittleren Jährlichen Einleitmengen der Standorte Siegfried-Giesen und Sigmundshall in die Innerste bzw. Leine für die Szenarien ...... 72 Tab. 23 Richtwerte für die in den Szenarien zusätzlich zur 30-Jahres Langzeitsimulation einzuplanende Sicherheiten für das Beckenvolumen ...... 75 Tab. 24 Maximale Auslastung der Beckenkapazität in der 30-Jahres-Simulationsperiode in den Szenarien und abgeleitete zusätzliche Sicherheiten ...... 76

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite IV K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abbildungsverzeichnis Abb. 1 Projektgebiet mit Gewässerpegeln und Gütemessstellen ...... 5 Abb. 2 Siegfried-Giesen: Schematische Darstellung der Abwasserströme und für das Modell relevanter Messstellen ...... 9 Abb. 3 Sigmundshall: Schematische Darstellung der Abwasserströme und für das Modell relevanter Messstellen ...... 10 Abb. 4 Systemstruktur des Flussgebietsmodells in der Übersicht ...... 13 Abb. 5 Systemstruktur des Flussgebietsmodells: Ausschnitt Siegfried-Giesen ...... 20 Abb. 6 Systemstruktur des Flussgebietsmodells: Ausschnitt Sigmundshall ...... 21 Abb. 7 Modellansatz der vollständigen Durchmischung ...... 22 Abb. 8 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Leineturm (bei Höckelheim/ Northeim) ...... 24 Abb. 9 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Greene (bei gleichnamiger Ortschaft) ...... 24 Abb. 10 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Poppenburg (bei Elze) ...... 24 Abb. 11 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Groß Giesen (bei Giesen) ... 25 Abb. 12 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Herrenhausen (bei Hannover)25 Abb. 13 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Neustadt (bei gleichnamiger Ortschaft) ...... 25 Abb. 14 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Schwarmstedt ...... 25 Abb. 15 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung des Haldenabflusses (a) Tagesmittel (b) Monatsmittel ...... 27 Abb. 16 Halde Sigmundshall: Kalibrierung des Haldenabflusses (a) Tagesmittel (b) Monatsmittel .... 28 Abb. 17 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung der Cl-Konzentration des Haldenwassers ...... 29 Abb. 18 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung der K-Konzentration des Haldenwassers ...... 29 Abb. 19 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung der Mg-Konzentration des Haldenwassers ...... 29 Abb. 20 Halde Sigmundshall: Kalibrierung der Cl-Konzentration des Haldenwassers ...... 30 Abb. 21 Halde Sigmundshall: Kalibrierung der K-Konzentration des Haldenwassers ...... 30 Abb. 22 Halde Sigmundshall: Kalibrierung der Mg-Konzentration des Haldenwassers ...... 30 Abb. 23 Gütemessstelle Heinde (Innerste): Kalibrierung diffuser Cl-Einträge (a) Ganglinie Cl- Konzentration; (b) Ganglinie Cl-Fracht; (c) statistische Verteilung Cl-Konzentration ...... 31 Abb. 24 Systemstruktur des Flussgebietsmodells: Ausschnitt Siegfried-Giesen in den Planungsszenarien ...... 42 Abb. 25 Fließstrecke ab Einleitung SG ...... Abb. 26 Referenz: Simulierte Cl-Konzentration in der Innerste als Ganglinie; Vergleich vor Einleitung (bei Groß Giesen) und nach der Einleitung (Sarstedt) ...... 48 Abb. 27 Referenz: Simulierte Cl-Konzentration in der Innerste als Dauerlinie; Vergleich vor Einleitung (bei Groß Giesen) und nach der Einleitung (Sarstedt) ...... 48

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite V K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abb. 28 Referenz: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilungen für verschiedene Messstellen in Innerste und Leine ...... 49 Abb. 29 Referenz: Simulierte K-Konzentrationsverteilungen für verschiedene Messstellen in Innerste und Leine ...... 49 Abb. 30 Referenz: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilungen für verschiedene Messstellen in Innerste und Leine ...... 49 Abb. 31 Betriebsjahr 2: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 51 Abb. 32 Betriebsjahr 2: Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 51 Abb. 32 Betriebsjahr 2: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 51 Abb. 34 Betriebsjahr 4: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 55 Abb. 35 Betriebsjahr 4: Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 55 Abb. 36 Betriebsjahr 4: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 56 Abb. 37 Betriebsjahr 7 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 59 Abb. 38 Betriebsjahr 7 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 59 Abb. 39 Betriebsjahr 7 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 60 Abb. 40 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 62 Abb. 41 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 62 Abb. 42 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 63 Abb. 43 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 250 mg/l): Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 63 Abb. 44 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 250 mg/l): Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 64 Abb. 45 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 250 mg/l): Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 64 Abb. 46 Nachbetriebsphase: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ..... 66 Abb. 47 Nachbetriebsphase: Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ...... 67 Abb. 48 Nachbetriebsphase: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt ... 67 Abb. 43 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Cl-Konzentrationen bei Sarstedt (a) 90-Perzentil; (b) Median ...... 73 Abb. 44 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: K-Konzentrationen bei Sarstedt (a) 90- Perzentil; (b) Median ...... 73 Abb. 45 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Mg-Konzentrationen bei Sarstedt (a) 90-Perzentil; (b) Median ...... 73 Abb. 46 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Cl-Konzentrationen bei Neustadt (a) 90-Perzentil; (b) Median ...... 74

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite VI K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abb. 47 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: K-Konzentrationen bei Neustadt (a) 90-Perzentil; (b) Median ...... 74 Abb. 48 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Mg-Konzentrationen bei Neustadt (a) 90-Perzentil; (b) Median ...... 74

Anhangsverzeichnis Anhang 1 Kalibrierungsergebnisse: Gewässergüte Anhang 2 Ergebnisse der Szenariensimulationen mit dem Flussgebietsmodell

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite VII K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abkürzungsverzeichnis 90P 90-Perzentil BJ Betriebsjahr (des geplanten Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen) DGJ Deutsches Gewässerkundliches Jahrbuch DWD Deutscher Wetterdienst GW Grenzwert NA Niederschlags-Abfluss (z.B. NA-Modell) NLWKN Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz SG Siegfried-Giesen SI Sigmundshall WMS Web Map Service WSA Wasser- und Schifffahrtsamt WSV Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite VIII K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1 Aufgabenstellung und Ziel

Die K+S AG plant die Wiederinbetriebnahme des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen. Das ehemalige Kaliwerk wurde Ende der 1980er Jahre stillgelegt. Die übertägigen Anlagen wurden weitestgehend rückgebaut. Am ehemaligen Fabrikstandort befindet sich eine Althalde, auf der die Produktionsrück- stände aufgehaldet wurden. Im Zusammenhang mit der Wiederinbetriebnahme des Werkes ist für die Entsorgung der festen Produktionsrückstände eine Neuhalde geplant. Im Vergleich zur Althalde ist vorgesehen, die Neuhalde parallel zum Haldenbetrieb sukzessiv mit mineralischen Materialien abzudecken und zu begrünen. Dadurch kann der Anfall mineralisierter Haldenwässer deutlich minimiert werden. Bestandteil des Flussgebietsmodells ist die Simulation des Haldenwasseranfalls der Alt- und Neuhalde und deren gesteuerte Einleitung in die Vorflut, wobei die in der Haldenabdeckung abflie- ßenden salzfreien bzw. nicht mineralisierten Wässer nicht betrachtet werden. Aufgrund der kontinuier- lichen Aufhaldung und parallelen Abdeckung der Neuhalde ändert sich auch der Anfall von salzhaltigen Abwässern in den verschiedenen Betriebsphasen, während der Haldenwasseranfall der Althalde lediglich in Abhängigkeit des Niederschlagsanfalls steht. Das Ziel des hier aufzustellenden Flussgebietsmodells besteht darin, unter Berücksichtigung des zeitlichen und mengenmäßigen Anfalls der mineralisierten Haldenwässer die zu erwartenden Auswirkun- gen der Einleitung in die Innerste im Rahmen einer Prognose zu ermitteln. Dazu sind die entsprechenden Konzentrationen und Frachten zu ermitteln und verschiedene Einleitszenarien unter Berück- sichtigung der Speicher- und Rückhaltekapazitäten sowie verschiedener Betriebszustände zu untersuchen. Die Optimierung der Einleitung erfolgt unter Berücksichtigung der Randbedingungen der derzeit gültigen wasserrechtlichen Erlaubnis der Althalde mit dem Ziel, die bestehenden Grenzwerte (Chloridkonzentration) auch mit der zusätzlichen Einleitung der Haldenwässer der Neuhalde einzuhal- ten. Für die unterschiedlichen Betriebszustände wurden Betriebsphasen definiert und für diese die jeweils ungünstigsten Einleitmengen und Konzentrationen in der Innerste ermittelt. Für eine Prognose wie sich die Einleitung der zukünftigen Abwässer auf die Entwicklung der Stoffkonzentrationen in In- nerste und Leine auswirkt, wurde ein Flussgebietsmodell mit dem Programm Talsim-NG aufgestellt. Die Ergebnisse der prognostischen Berechnungen zum Haldenwasseranfall und den sich daraus ergebenden Konzentrationen im Vorfluter dienen als Grundlage für die Beantragung einer wasserrechtlichen Erlaubnis. In der vorliegen Unterlage wird in den ersten Kapiteln das verwendete Programm Talsim-NG vorgestellt, sowie der Aufbau des Modells und die Kalibrierung der einzelnen Modellkomponenten an Mess- daten dokumentiert. Im Kapitel 0 werden die angesetzten Szenarien und ihre Umsetzung im Modell dargestellt und die Ergebnisse dazu werden in Kapitel 9 vorgestellt.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 1 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

2 Allgemeines zum Flussgebietsmodell

2.1 Das Werkzeug TALSIM-NG

Das Programm TALSIM-NG ist ein generisches Flussgebietsmodell, entwickelt für die Planung was- serwirtschaftlicher Maßnahmen und für den Betrieb wasserbaulicher Anlagen. Die Verknüpfung von Niederschlag-Abfluss- und Bewirtschaftungsmodell, Fließgewässerberechnung und Zeitreihen-/ Simu- lationsverwaltung sowie die Güteberechnung bietet vielfältige Perspektiven zur Analyse komplexer Zusammenhänge. Zudem ergibt sich im Zusammenspiel mit einem Monitoringsystem die Option für den operativen Einsatz. TALSIM-NG basiert auf einer offenen generischen Modellarchitektur. Das Programm bietet die Mög- lichkeit, beliebige wasserwirtschaftliche Systeme und Bewirtschaftungsstrategien nachbilden zu kön- nen. In TALSIM-NG erfolgt die Modellierung eines wasserwirtschaftlichen Systems unter Verwendung defi- nierter Elementtypen, welche die relevanten Kenngrößen und Parameter der realen Objekte nachbilden. Jedes Element ist mit spezifischen Eigenschaften und Methoden ausgestattet, wie z.B. Berech- nung der Abflussbildung, Abflusskonzentration, Seeretention usw., und besitzt definierte Ein- und Ausgabeschnittstellen. Ein Modellsystem wird gemäß den naturräumlichen Gegebenheiten somit aus natürlichen oder versiegelten Flächen, Gewässerstrecken, Speichern, Verzweigungen u.a. zusam- mengesetzt, deren Verknüpfung das Fließschema ergibt. Auf diese Weise sind beliebige Systemkon- figurationen möglich. Während der generische Aufbau der Systemstruktur mittlerweile Bestandteil einiger wasserwirtschaft- licher Modelle ist, bedeutet die flexible Beschreibung dynamischer Bewirtschaftungsstrategien und - regeln eine Sonderstellung von TALSIM-NG. Mit TALSIM-NG lassen sich aufgrund der freien Konfigu- rationsmöglichkeit beliebige Betriebsregeln aufstellen. So lassen sich Alternativen der Bewirtschaftung mit Hilfe von TALSIM-NG auch in Bezug auf die Regelstruktur beschreiben und in ihrer Wirkung ana- lysieren. Mit der Zunahme der Komplexität der Aufgabenstellungen, bei denen nicht nur quantitative sondern auch qualitative Betrachtungen erfolgen, also neben der Wassermenge auch die Wassergüte betrachtet wird, wurde das Programm TALSIM-NG um Bausteine zur Gütesimulation erweitert. In TALSIM-NG werden Stoffe auf Basis konservativer Betrachtung simuliert. Konservativ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass kein Stoffabbau oder -umbau stattfindet. Werden mehrere Stoffe definiert, so wird jeder als unabhängig vom anderen betrachtet, d.h. eine Interaktion zwischen den Stoffen gibt es nicht. Diese Option bedeutet eine Steigerung der Einsatzbereiche des Modells. Alle Aufgabenstellungen, für die eine konservative Betrachtung der Stoffe ausreicht, können somit in eine Niederschlag-Abfluss- Simulation oder Flussgebietsmodellierung integriert werden. Der Stofftransport folgt dabei der hydrologischen / hydraulischen Berechnung, d.h. dass Frachten entsprechend den berechneten Abflüssen weitergegeben werden. Die Konzentrationen werden aus dem Stofftransport berechnet.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 2 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

2.2 Anwendungsgrenzen des Modells

Der kleinste mögliche Simulationszeitschritt beträgt eine Minute. TALSIM-NG ist in Bezug auf den Transport in Fließgewässern ein hydrologisches Modell, d.h. Rück- stau und die Lösung der Energiegleichung finden nicht statt. Nur bei Becken und zwischen Becken sind hydraulische Funktionalitäten implementiert. Die Berechnung in Fließgewässern erfolgt eindimensional. In TALSIM-NG werden derzeit Stoffe nur auf Basis konservativer Betrachtung simuliert, d.h. ein Stoff- abbau oder -umbau findet nicht statt. Werden mehrere Stoffe gleichzeitig simuliert, so wird jeder als unabhängig vom anderen betrachtet. Beim Stoffeintrag geht TALSIM-NG von einer sofortigen und vollständigen Durchmischung aus. Erfolgt in einem Fließgewässerelement oder in einem Speicher ein Stoffeintrag, so behandelt das Programm den Stoff als gleichmäßig im jeweiligen Element verteilt. Bewirtschaftungsregeln sind eindeutig zu definieren und verlangen deshalb Vorgaben und eine klare Reihenfolge der Regelbearbeitung. Eine iterative Suche nach einer bestimmten Zielgröße findet nicht statt. In Bezug auf die Salzlaststeuerung bei K+S bedeutet dies, dass die Bewirtschaftungsregeln – vergleichbar der realen Situation – Zielgrößen in Form von Grenzkonzentrationen im Gewässer benö- tigen.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 3 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

3 Das Projektgebiet

Zurzeit werden vom ehemaligen Kaliwerk Siegfried-Giesen die von der Althalde abfließenden mineralisierten Wässer in einem Haldengraben gefasst, in Tanks bedarfsweise zwischengespeichert und in die Innerste eingeleitet. Die Einleitung der mineralisierten Haldenwässer der Althalde erfolgt unmittelbar nördlich des ehemaligen und auch künftig geplanten Werksstandortes, unterhalb der Bahnbrücke Ahrbergen. Ca. 6 km unterhalb der Einleitung mündet die Innerste in die Leine. Die Einleitung erfolgt derzeit gesteuert in Abhängigkeit der Leitfähigkeit. Es wird die Leitfähigkeit im Anstrom, also oberhalb der Einleitung und unterhalb der Einleitung gemessen. Für den Standort Siegfried-Giesen liegt derzeit eine Wasserrechtliche Erlaubnis (WrE) zur Einleitung von salzhaltigen Halden- und Schachtwässern in die Innerste, Bergamt Hannover, 26.06.1995, W 5021-3.62-II-12/94 VII-K. mit Befristung bis zum 31.12.2023 vor, die die Einleitung der nachfolgend genannten Wässer beinhaltet:

m3/a m3/d Zulässige Einleitmenge 360.000 1.500 Davon salzhaltige Halden- und Schachtwässer 200.000 630 nicht verunreinigte Kühlwässer 120.000 500 Niederschlagswässer Werksgelände 40.000 370

Der Chloridgehalt an der unterhalb der Einleitstelle gelegenen Messstelle darf 400 mg/l Cl nicht über- schreiten. Innerhalb von 24 Stunden soll die Schwankungsbreite im Gewässer nicht mehr als +/- 200 mg/l Chlorid betragen. Im Betrieb ist eine maximale Konzentration von 350 mg/l (Regelwert 315 mg/l) als Immissionswert in der Innerste anzustreben. Bei Überschreitung des Maximalwertes von 350 mg/l Chlorid ist dem Bergamt nachzuweisen, dass diese Überschreitung trotz ordnungsgemäßer Steuerung der Einleitung nicht vermieden werden konnte. Für die Entnahme und Einleitung von Kühlwässern gelten gesonderte Parameter. Im Folgenden werden nur die salzhaltigen Halden- und Schachtwässer berücksichtigt. Im Zusammenhang mit der Wiederinbetriebnahme des Werkes wird eine Neuhalde westlich der Schachtstraße errichtet. Diese Halde soll zur Minimierung des mineralisierten Haldenwasseranfalls und der damit verbundenen Umweltauswirkungen bereits in der Betriebsphase sukzessiv abgedeckt und begrünt werden. Die Haldenwässer der Alt- und Neuhalde sollen in einem neu zu errichtenden Speicherbecken zwischengespeichert und kontrolliert in die Innerste abgegeben werden. Am Standort der Neuhalde wird ein Zwischenspeicherbecken errichtet von dem aus die Haldenwässer in das Spei- cherbecken am Werksstandort gepumpt werden. Um die Auswirkungen der Haldenwassereinleitung des Werkes Siegfried-Giesen zu ermitteln, sind auch bestehende Einleitungen im Unterlauf zu berücksichtigen und die kumulativen Wirkungen zu bewerten. Neben zahlreichen diffusen Einleitungen von Salzen, insbesondere auch aus Kläranlagen, erfolgt in der Leine durch das Kaliwerk Sigmundshall eine weitere relevante Einleitung von Salzab- wässern bei Wunstorf. Hier werden neben den Haldenwässern auch hochmineralisierte Produktions- abwässer eingeleitet. Zudem ist zu beachten, dass die Produktion im Werk Sigmundshall voraussicht- lich in den 2020er Jahren eingestellt wird, so dass sich durch den Wegfall der Produktionsabwässer ebenfalls Veränderungen ergeben. Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Einflussfaktoren muss das Modellgebiet mindestens bis zum Pegel Neustadt, dem Kontrollpegel des Werkes Sig- mundshall reichen.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 4 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Das Modellgebiet wurde dementsprechend und unter Berücksichtigung der vorliegenden Pegeldaten wie folgt abgegrenzt (Abb. 1):

– Innerste: Ab dem Pegel Heinde im Oberlauf der Einleitung. – Leine: Ab dem Pegel Göttingen bis zum Pegel Schwarmstedt kurz vor der Mündung in die Al- ler

Abb. 1 Projektgebiet mit Gewässerpegeln und Gütemessstellen Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 5 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

4 Datengrundlagen

4.1 Eingangsdaten zu den Gewässern

4.1.1 Geodaten

Für das Projektgebiet lag das Gewässernetz mit den Hauptgewässern Leine und Innerste, sowie deren bedeutenden Nebengewässern als Shape-Datei vor (Quelle: Bestandsaufnahme Wasserrahmen- richtlinie 2005; vgl. Abb. 1). Die Unterteilung des Projektgebietes in Teileinzugsgebiete (4. Untertei- lung), d.h. innerhalb des Flussgebiets noch feiner unterteilte Abflussgebiete, wurde über den WM- Service vom Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz bezogen. Diese wurden für die räumliche Unterteilung des Modells verwendet (s. Kap. 5.1).

4.1.2 Zeitreihen

Die Messdaten (Abfluss und Konzentrationen) der für die Modellerstellung relevanten Pegel und Gü- temessstellen im Projektgebiet wurden vom NLWKN und der WSV zur Verfügung gestellt (Tab. 1). Die Abflussdaten wurden in 15 min bzw. täglicher Auflösung bereitgestellt, letztendlich verwendet wurden durchgängig Tagesmittelwerte. Da die Pegel vom WSV erst seit dem 1.11.1999 digital verfüg- bar waren, wurden die vorangehenden Jahre aus den Gewässerkundlichen Jahrbüchern des Weser- und Emsgebietes digitalisiert (NLWKN, 1981 - 2000). Bezüglich der Gewässergüte werden die Parameter Chlorid, Kalium und Magnesium in den nachfol- genden Betrachtungen berücksichtigt. Die Messdatendichte an den Gütemessstellen variiert zwischen Beprobungen im Abstand von ca. 2 Wochen und 2 Monaten, an den meisten Messstellen liegen mo- natliche Werte vor.

Tab. 1 Messzeitreihen in Innerste, Leine und Westaue

Name der Messgröße und Messzeitraum Zeitl. Auflö- Zeitl. Bezug Quelle Messstelle Einheit Von Bis sung Innerste Heinde Abfluss (m³/s) 01.01.1952 31.12.2011 1 Tag Tagesmittel NLWKN Chlorid (mg/l) 24.01.2000 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 18.01.2006 06.12.2006 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 12.01.2011 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Groß Giesen Abfluss (m³/s) 01.11.1972 31.01.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Chlorid (mg/l) 25.01.2000 06.12.2006 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 18.01.2006 06.12.2006 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 18.01.2006 06.12.2006 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Sarstedt Chlorid (mg/l) 28.04.1980 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Leine Göttingen Abfluss (m³/s) 01.11.1958 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 6 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Name der Messgröße und Messzeitraum Zeitl. Auflö- Zeitl. Bezug Quelle Messstelle Einheit Von Bis sung Bovenden Chlorid (mg/l) 20.01.2000 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Leineturm Abfluss (m³/s) 01.11.1980 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Chlorid (mg/l) 20.01.2000 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Salzderhelden Chlorid (mg/l) 20.01.2000 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 18.01.2006 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Greene Abfluss (m³/s) 01.11.1940 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Chlorid (mg/l) 20.01.2000 14.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 18.01.2006 14.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 18.01.2006 14.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Alfeld Chlorid (mg/l) 26.01.2000 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 26.01.2000 07.12.2011 ca. 2 Monate Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 22.01.2007 07.12.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Poppenburg Abfluss (m³/s) 01.11.1952 31.12.2011 1 Tag Tagesmittel NLWKN Chlorid (mg/l) 02.01.2000 17.11.2011 ca. 2 Wochen Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 12.01.2006 17.11.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 12.01.2006 17.11.2011 ca. 2 Wochen Momentaner Wert NLWKN Herrenhausen Chlorid (mg/l) 27.01.2000 17.11.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 12.01.2006 05.12.2006 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 17.01.2011 17.11.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 12.01.2006 17.11.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Herrenhausen Abfluss (m³/s) 01.11.1999 01.11.2011 15 min Momentaner Wert WSV Abfluss (m³/s) 01.11.1979 31.10.1999 1 Tag Tagesmittel DGJ NLWKN Bordenau / Chlorid (mg/l) 27.01.2000 17.11.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Ricklingen Kalium (mg/l) 12.01.2006 17.11.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 12.01.2006 17.11.2011 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN Neustadt Abfluss (m³/s) 01.11.1990 01.11.2011 15 min Momentaner Wert WSV Chlorid (mg/l) 02.01.2000 17.11.2011 ca. 2 Wochen Momentaner Wert NLWKN Kalium (mg/l) 12.01.2006 17.11.2011 ca. 2 Wochen Momentaner Wert NLWKN Magnesium (mg/l) 12.01.2006 17.11.2011 ca. 2 Wochen Momentaner Wert NLWKN Schwarmstedt Abfluss (m³/s) 01.11.1990 01.11.2011 15 min Momentaner Wert WSV Abfluss (m³/s) 01.11.1979 31.10.1999 1 Tag Tagesmittel DGJ NLWKN Bothmer Chlorid (mg/l) 05.01.2000 06.12.2006 ca. 2 Monate Momentaner Wert NLWKN Westaue Wunstorf Abfluss (m³/s) 01.11.1978 31.01.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Liethe Chlorid (mg/l) 11.03.1980 11.12.2012 ca. 1 Monat Momentaner Wert NLWKN

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 7 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Tab. 2 Abflusszeitreihen der seitlichen Zuflüsse

Name des Gewässer Messzeitraum Zeitl. Auflö- Zeitl. Bezug Quelle Pegels sung Von Bis Oldendorf Ilme 01.11.1961 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Kuventhal Krummes Wasser 01.11.1961 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Gandersheim Gande 01.11.1960 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Mehle Saale 01.11.1961 31.12.2011 1 Tag Tagesmittel NLWKN Hallerburg Haller 01.11.1973 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel NLWKN Borsumer Pass Bruchgraben 01.06.1966 31.12.2011 1 Tag Tagesmittel NLWKN Oberricklingen Ihme 01.11.1970 31.12.2011 1 Tag Tagesmittel NLWKN

4.2 Eingangsdaten zu den Anlagen und Halden

4.2.1 Allgemeines

Als Grundlage für prognostische Berechnungen für die Neuhalde Siegfried-Giesen wurde zunächst das Berechnungsmodell für den Istzustand unter Berücksichtigung der Althalde Siegfried-Giesen und der Abwässer des Werkes Sigmundshall aufgebaut und anhand der vorliegenden mehrjährigen Mess- reihen kalibriert. Neben den Haldendaten wie Haldenwasseranfall, mineralisierte Produktionsabwäs- ser, Zusammensetzung der Abwässer gingen meteorologische Daten sowie hydrologische Daten (Ab- flussverhältnisse im Vorfluter, chemische Zusammensetzung) in das Modell ein. Aufbauend auf das kalibrierte Modell erfolgen die Berechnungen unter Berücksichtigung der Neuhalde Siegfried-Giesen.

4.2.2 Haldengeometrie und Technische Daten

Grundlage für die Berechnungen bilden die Haldengeometrie, insbesondere die durch die Halde be- legte Fläche sowie die vorhandene Infrastruktur für die Fassung, Speicherung und Ableitung der mineralisierten Wässer. Die entsprechenden Daten wurden anhand von vorliegenden Unterlagen und im Rahmen von Ortsbegehungen erfasst.

Althalde Siegfried-Giesen Für die Halden waren insbesondere die jeweils durch die Haldengräben gefassten Flächen als ab- flussrelevante Flächen für die Modellierung entscheidend. Die Althalde Siegfried-Giesen belegt eine Fläche von ca. 18,7 ha. Im Folgenden werden die technischen Einrichtungen zum Speicher- und Einleitungsregime erläutert. Abb. 2 enthält eine Übersicht zur Althalde Siegfried-Giesen.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 8 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Innerste

TIR 1 QIRC 1 QIR 3 LIRC 5 QIR 7 IDM FR Niederschlagswasser LIA 3 Oberflächenentwässerung Intze-Tanks Notüberlauf LIA 4 70 m 3 Absetzbecken Ost IDM FIR2 Intze-Tank 2 Intze-Tank 1

1500 m3 1500 m3 M 6 (Ablaufventil Speicher 1-3)

Notüberlauf Notüberlauf M 1 Intze-Tank 3 östl. Halden - 1500 m3 QI 1 graben ca. 550 m Absetzbecken I und II max. 40 m3/h LIA 2 70 m 3 M 2 13 m3

max. 20 m3/h westl. M 3 Haldengraben ca. 950 m 6 m3 Drainage- max. 20 m3/h Brunnen 3 200 m M 4

Legende Bezeichnung der Messsensoren

FIR 2 Abfluss Haldenwasser Fließwege Steuerung/ Monitoring FR Abfluss Gesamtwasser Abflussmenge erfasst: Pumpe LIA 2 Füllstand Absetzbecken 2 Zulauf Innerste gesamt Ventil LIA 3 Füllstand Absetzbecken IST Zulauf Innerste Haldenwasser IDM (Induktiver Durchflussmesser) LIA 4 Füllstand Speicher (Intze-Tanks), 1-3 LIRC 5 Füllstand Innerste Abflussmenge nicht erfasst: Regelbeziehung Messsensor/Steuerelement QIRC 1 Leitfähigkeit Innerste nach Einleitung Zulauf von Halde QI 1 Leitfähigkeit Absetzbecken 2 Sonstige QIR 3 Leitfähigkeit Innerste vor Einleitung QIR 7 Leitfähigkeit Einleitstelle TIR 1 Temperatur Einleitstelle

Abb. 2 Siegfried-Giesen: Schematische Darstellung der Abwasserströme und für das Modell relevanter Mess- stellen

Der Graben zur Sammlung der Haldenwässer besteht aufgrund der morphologischen Verhältnisse aus zwei Teilsträngen, einem östlichen und einem westlichen Strang. Nördlich der Althalde befinden sich die entsprechenden Sammel- und Speicheranlagen. Am Ende der Haldengräben befinden sich kleine Zwischenspeicher, von denen das Haldenwasser in die beiden Absetzbecken I und II gepumpt wird. Die max. Pumpenkapazität beträgt jeweils 20 m³/h. Von den Absetzbecken wird das Haldenwas- ser mit einer max. Pumpenkapazität von 40 m³/h zur Zwischenspeicherung in einen Intze-Tank gepumpt. Zur Speicherung stehen insgesamt drei Tanks mit einem Fassungsvermögen von jeweils 1.500 m³ zur Verfügung. Über die Intze-Tanks wird das Haldenwasser über eine Rohrleitung in die Innerste eingeleitet. Die Regelung der Einleitung erfolgt über Leitfähigkeits-Messungen und daraus abgeleiteten Cl- Konzentrationen in der Innerste vor und nach Einleitung sowie über den Wasserstand. Notentlastun- gen zur Innerste bestehen jeweils von den Haldengrabenbecken und von den Absetzbecken (Abb. 2).

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 9 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Werk und Halde Sigmundshall Für Sigmundshall wurde die entwässerungsrelevante Haldenfläche mit 50,4 ha berücksichtigt (seit Frühjahr 2011). Das Haldenwasser wird in Haldenrandgräben gesammelt und in das Becken B geleitet. Im Falle eines Starkregenereignisses werden die in den Graben integrierten Polder mit einem Volumen von ca. 10 Tsd.m³ abgeschottet und das Wasser zeitverzögert abgegeben, um ein Überlau- fen des Beckens B zu verhindern (Abb. 3). Alle weiteren salzhaltigen Abwässer aus Fabrik und Grube werden zusammen mit dem Nieder- schlagswasser vom Werksgelände im Becken A gesammelt und dann zum Becken B abgeleitet. Be- cken A dient trotz seines Fassungsvermögens von 3,6 Tsd.m3 nicht als Rückhaltebecken, weil es mit seiner Kammereinteilung im Durchlauf als Klärer wirkt. Nur bei Störungen kann zwischenzeitlich der Abfluss eingestellt werden. Bei erhöhter Leitfähigkeit im Kühlwasser wird dieses auch ins Becken A umgeleitet. Das Becken B mit einem Speichervolumen von 500 m3 dient ebenfalls zur Sedimentation und als Pumpvorlage für die Einleitung des gesamten Abwassers über eine Rohrleitung in die Leine. Das im Becken B gefasste Haldenwasser wird zusammen mit dem übrigen anfallenden Abwasser ungesteuert über eine Pumpleitung mit einer maximalen Kapazität von 200 m³/h in die Leine abgegeben. Reicht bei Starkregenereignissen die max. Pumpleistung und die zeitverzögerte Abgabe durch die Polder nicht aus, kann das Salzabwasser über einen Notüberlauf in die Beeke (also Westaue) ablaufen.

Kraftwerk Fabrik Nieder- Produkti- Versatz- Halden- Wasserauf- Kühlwasser schläge onswässer lösung wasser bereitung

Polder Volumen ≈ Tsd.m³

Probenahme Haldenwasser Erfassung der Abflussmenge über Venturi-Kanal

Becken A Becken B Probenahme Gesamtabwasser

Erfassung der Abflussmenge salzarmes Abwasser/ Kühlwasser über IDM zur Beeke salzreiches Haldenwasser Notüberlauf zur Leine salzreiches Abwasser zur Beeke (max. 200 m³/h)

Betrieb nur in Ausnahmesituationen wenn Chloridgehalt über 1000 mg/l liegt

Abb. 3 Sigmundshall: Schematische Darstellung der Abwasserströme und für das Modell relevanter Messstel- len

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 10 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

4.2.3 Zeitreihen

Für die Althalde Siegfried-Giesen erfolgt die Messung der Haldenwassermenge kontinuierlich, die Messwerte liegen in stündlicher Auflösung für den Zeitraum 1961-2012 vor. Die Messung erfolgt derzeit über ein IDM (Induktiver Durchflussmesser) an der Abstoßleitung Richtung Innerste (Abb. 2). Gü- temessungen (Chlorid, Kalium, Magnesium) des Haldenwassers in den Absetzbecken stehen nur in niedrigerer zeitlicher Auflösung zur Verfügung und für Kalium und Magnesium nur als Monatsmittel- werte (Tab. 3 und Abb. 2). Für Sigmundshall liegen Zeitreihen zur Menge und zu den Parametern Chlorid, Kalium und Magnesi- um vom Haldenwasser und dem Gesamtabwasser in täglicher Auflösung mit nur wenigen Ausfällen vor (Tab. 3). Die Gütemessungen erfolgen dabei am Zulauf zu Becken B (Haldenwasser) bzw. im Becken B (Gesamtabwasser) (Abb. 3). Der Abfluss des Haldenwassers wird über einen Venturi-Kanal am Ablauf des Haldengrabens zu Becken B gemessen und der des Gesamtabwassers über zwei IDM jeweils am Anfang und Ende der Abstoßleitung (Abb. 3).

Tab. 3 Messzeitreihen der Abwässer an den Standorten Siegfried-Giesen und Sigmundshall (Quelle: K+S)

Messgröße und Messzeitraum Zeitl. Auf- Zeitl. Bezug Messort Einheit lösung Von bis Haldenwas- Abfluss (m³/s) 01.11.1961 31.12.2012 1 Stunde Momentaner Wert Leitung zur Innerste ser Althalde Chlorid (g/l) 01.11.1961 31.12.2012 1 -60 Tage Momentaner Wert Absetzbecken Siegfried- Magnesium (g/l) 01.01.2001 31.12.2009 1 Monat Monatsmittel Absetzbecken Giesen Kalium (g/l) 01.01.2001 31.12.2009 1 Monat Monatsmittel Absetzbecken Füllstand Füllstand (%) 02.01.2000 08.01.2014 1 Tag Tagesmittel Intze-Tank 1 Intze-Tank Siegfried- Giesen Haldenwas- Abfluss (m³/s) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel Venturi-Kanal, Ablauf ser Sig- Haldengraben zu mundshall Becken B Chlorid (g/l) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel Zulauf zu Becken B Magnesium (g/l) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel Zulauf zu Becken B Kalium (g/l) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel Zulauf zu Becken B Gesamtab- Abfluss (m³/s) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel IDM Abstoßleitung wasser Sig- Chlorid (g/l) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel Becken B mundshall = Magnesium (g/l) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel Becken B Abstoß zur Leine Kalium (g/l) 01.01.2007 31.12.2012 1 Tag Tagesmittel Becken B

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 11 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

4.3 Eingangsdaten zur Meteorologie

4.3.1 Zeitreihen

Der Abfluss von den Halden wird über ein Niederschlags-Abfluss-Modell simuliert. Grundlage hierfür bilden korrigierte Niederschlagstagessummen vom DWD. Dabei handelt es sich um auf systematische Fehler wie Benetzungs- und Verdunstungsverluste sowie den Windfehler korrigierte Daten. Für den Standort Hildesheim wurden sowohl Rasterwerte1, als auch Daten der Wetterstation Hildesheim und Hildesheim-Drispenstedt verwendet. Für Sigmundshall wurden durchgehend Rasterwerte verwendet (Tab. 4). Für die Wetterstation Hannover lagen Zeitreihen für Temperatur, Windgeschwindigkeit und Sonnen- scheindauer vom 01.01.1936 bis 01.09.2013 als Tageswerte vor. Diese wurden sowohl für Siegfried- Giesen als auch für Sigmundshall verwendet.

Tab. 4 Niederschlagszeitreihen, Quelle: DWD

Haldenstandort Art der Niederschlagsdaten räumlicher Bezug Zeitraum Halde Siegfried-Giesen korrrigierte Stationswerte Wetterstation Hildesheim 01.11.1979 – 29.02.2008 korrigierte Stationswerte Wetterstation Hildesheim- 01.03.2008 – 31.12.2010 Drispenstedt korrigierte interpolierte Raster- Wetterstation Hildesheim- 01.01.2011 – 31.10.2013 punktwerte Drispenstedt Halde Sigmundshall korrigierte interpolierte Raster- Haldenstandort Sigmunds- 01.11.1979 – 31.10.2013 punktwerte hall

1 durch den DWD von Messwerten mit der Methode REGNIE (Regionalisierung von Niederschlagshöhen) auf ein regelmäßiges Raster (60‘‘ x 30‘‘) übertragene Niederschläge. Dabei wird die Höhe, die geogr. Länge und Breite, die Expositionsrichtung des Geländes sowie der Betrag der Exposition berücksichtigt. Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 12 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

5 Das Flussgebietsmodell

Das Flussgebietsmodell umfasst die Leine ab Flusskilometer 227 bei Göttingen bis Flusskilometer 6,2 kurz vor Einmündung in die Aller (Abb. 4). Die wichtigsten Nebengewässer, insbesondere die Innerste ab Flusskilometer 26, sind im Modell abgebildet. Die Althalde Siegfried-Giesen und das Werk Sig- mundshall mit ihrem jeweiligen Salzwasseranfall, Rückhaltekapazitäten und Einleitsteuerung bilden das Kernstück des Modells.

Abb. 4 Systemstruktur des Flussgebietsmodells in der Übersicht

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 13 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Die Abbildung eines Flussgebiets erfolgt in einem Flussgebietsmodell durch das Zusammenspiel verschiedener Systemelemente, die gemäß den Fließwegen verbunden werden. Jedes Systemelement steht dabei für die Abbildung bestimmter hydrologischer und/oder stofflicher Prozesse. Folgende Sys- temelemente sind im Flussgebietsmodell vertreten.

Tab. 5 Systemelemente des Flussgebietsmodells

Name Symbol Funktion Erklärung/ Beispiel Anzahl Einzeleinleiter Speist hydrologische Im Leine-Modell werden z.B. der Abfluss im 86 oder stoffliche Belas- Vorfluter am Modellrand (also Leine bei Göt- tungen ein tingen und Innerste bei Heinde) oder der Ab- wasseranfall durch das Werk SI durch Ein- zeleinleiter in das Modell gespeist. Einzugsgebiet Berechnet aus dem in Im Leine-Modell werden die Halden als Ein- 2 einem Einzugsgebiet zugsgebiete mit einem NA-Modell dargestellt. fallenden Niederschlag So wird die durch den variablen Niederschlag den Abfluss verursachte natürliche Variabilität des Halden- abflusses abgebildet. Transportelement Translation und Re- Dieses Element dient dem Transport von Ab- 60 tention eines Gewäs- fluss oder Stoff. Es kann die zeitliche Verzöge-

serabschnittes; Rohrlei- rung beim Durchfließen ebenso wie eine Ver- tungen; Haldengräben formung der Abflussganglinie z.B. durch Rei- bungsverluste berechnen. Im Leine-Modell werden die Gerinne der Vorfluter, die Halden- gräben, sowie Rohrleitungen durch Transpor- telemente abgebildet. Speicher Speicherung und Steu- Im Leine-Modell werden z.B. die Intze-Tanks 4 erung, z.B. Stapelbe- am Standort SG durch Speicher abgebildet. cken Der Auslass aus dem Speicher der Intze- Tanks wird dabei analog der echten Steuerung geregelt, d.h. es wird der Cl-Grenzwert in der Innerste berücksichtigt. Verzweigung Zuflussaufteilung in Mit diesem Element wird beispielsweise die 8 zwei Abläufe, z.B. maximale Pumpkapazität abgebildet, z.B. wird

Wehr, Regelorgan am Standort SG das Wasser bis zu der max. Kapazität von 20 m³/h aus den Haldengräben in das Absetzbecken gepumpt und läuft bei einem größeren Zulauf der Notentlastung zu. Gesamtanzahl 160

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 14 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

5.1 Gewässer

Die Hauptgewässer bilden die Innerste ab Flusskilometer 26 km (Heinde) und die Leine von Flusski- lometer 227 km (Göttingen) bis 6,2 km (Schwarmstedt). Sie sind in 26 Transportelemente unterteilt mit einer mittleren Länge von ca. 10 km. Die Längen variieren zwischen 3 km und 20 km. Die Unterteilung erfolgte basierend auf der Unterteilung des Projektgebietes in Teileinzugsgebiete (4. Unterteilung) durch das Niedersächsische Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz. Ein Teileinzugsgebiet bezeichnet dabei ein Abflussgebiet (d.h. auf diesem Gebiet fallender Niederschlag entwässert unter- oder oberirdisch an einen gemeinsamen Punkt) als Ausschnitt eines größeren Einzugsgebiets. Mit zunehmender Ordnung der Unterteilung ist dabei die Auflösung feiner (in der 2. Unterteilung ist beispielsweise noch das gesamte Einzugsgebiet der Leine zusammengefasst, in der 3. Unterteilung ist das Flussgebiet der Innerste als Teil des Leinegebietes unterteilt und in der 4. Unterteilung ist auch das Einzugsgebiet der Innerste noch einmal in kleinere Abflussgebiete unterteilt). Die Abbildung der Gewässerabschnitte erfolgte als Translationselement, wobei die Translationszeit als die Durchflusszeit bei einer mittleren Fließgeschwindigkeit von 1 m/s angesetzt wurde. Mit diesem Ansatz wurden bereits sehr gute Übereinstimmungen zwischen simulierten und gemessenen Abflüs- sen erzielt (Kapitel 6.1). Insbesondere im Unterlauf der Leine sollte sich das Modell durch einen hydraulischen Ansatz noch verbessern lassen. Im Unterlauf der Leine nach der Mündung der Innerste lassen sich die gemessenen Abflussganglinien insbesondere im Hochwasserfall durch eine reine zeitliche Verzögerung nicht genau abbilden, sondern die Spitzen werden zusätzlich gedämpft (Retention, z.B. verursacht durch Überschwemmung). Dieses Verhalten kann mit einem hydraulischen Ansatz dagegen abgebildet werden.

5.1.1 Seitliche Zuflüsse

Da für die in Innerste und Leine mündenden Nebengewässer kaum Abflussdaten vorliegen, wurden diese seitlichen Zuflüsse aus den Differenzen der Abflüsse zwischen zwei Pegelstandorten im Haupt- gewässer berechnet. Die Aufteilung bei mehreren seitlichen Zuflüssen bzw. seitlich liegenden Teilein- zugsgebieten in einem Berechnungsabschnitt erfolgte über den mittleren Abfluss oder über die Ein- zugsgebietsgrößen.

Tab. 6 Seitliche Zuflüsse in die Leine von Pegel Göttingen bis Pegel Schwarmstedt im Modell

Nebenflüsse und seitliche Einträge Mündet in Abflusspegel vorhanden ab Beginn (Pegel Göttingen) bis Pegel Leineturm Pegel Göttingen bis Mündung Rodebach Leine Rodebach Leine Epsolde Leine Beverbach und restl. Zwischengebiet bis Leineturm Leine ab Pegel Leineturm bis Pegel Greene Moore Leine Rhume Pegel Northeim Rhume, Leine Rhume Zwischengebiet kurz vor Mündung in Leine Rhume, Leine ab Mündung Rhume bis Mündung Ilme Leine Krummes Wasser, Pegel Kuventhal Krummes Wasser, X Leine

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 15 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Nebenflüsse und seitliche Einträge Mündet in Abflusspegel vorhanden Ilme, Pegel Oldendorf Ilme, Leine X Ilme Mittellauf Ilme, Leine Ilme Unterlauf Ilme, Leine Aue Leine Gande Pegel Gandersheim Gande, Leine X Gande Unterlauf Gande, Leine Gande bis Pegel Greene Leine Pegel Greene bis Pegel Poppenburg Pegel Greene bis Mündung Wispe Leine Wispe Leine Glene und Warne Leine Saale, Pegel Mehle Saale, Leine X Saale Unterlauf Saale, Leine Mündung Glene bis Pegel Poppenburg restl. Zwischengebiet Leine ab Pegel Poppenburg bis Pegel Herrenhausen Pegel Poppenburg bis Mündung Haller Leine Haller, Pegel Hallerburg Haller, Leine X Haller Unterlauf Haller, Leine Mündung Haller bis Mündung Innerste Leine Innerste, Pegel Heinde Innerste, Leine X Innerste, Pegel Heinde bis Pegel Groß Giesen Innerste, Leine Innerste Pegel Groß Giesen bis Mündung Bruchgraben Innerste, Leine Innerste Bruchgraben, Pegel Borsumer Pass Bruchgraben, Innerste, X Leine Bruchgraben Unterlauf Bruchgraben, Innerste, Leine Bruchgraben bis Mündung Leine Innerste, Leine Mündung Innerste bis Mündung Alte Leine Leine Alte Leine Leine Mündung Alte Leine bis Mündung Landwehrgraben Leine Landwehrgraben Leine Mündung Landwehrgraben bis Mündung Ihme Leine Ihme, Pegel Oberricklingen Ihme, Leine X Ihme Unterlauf Ihme, Leine Mündung Ihme bis Pegel Herrenhausen Leine ab Pegel Herrenhausen bis Pegel Schwarmstedt Pegel Herrenhausen bis Mündung Desbrocksriedegraben Leine Desbrocksriedgraben Leine Desbrocksriedgraben bis Gütemessstelle Bordenau/ Ricklingen Leine Gütemessstelle Bordenau/ Ricklingen bis Mündung Westaue Leine Westaue, Pegel Wunstorf Westaue, Leine Westaue Unterlauf Westaue, Leine

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 16 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Nebenflüsse und seitliche Einträge Mündet in Abflusspegel vorhanden Mündung Westaue bis Pegel Neustadt Leine Pegel Neustadt bis Mündung Auter Leine Auter, Pegel Averhoy Leine Mündung Auter bis Grosse Beeke Leine Grosse Beeke Leine Mündung Grosse Beeke bis Grindau Leine Grindau Leine Mündung Grindau bis Pegel Schwarmstedt Leine

Die simulierten Abflüsse im Hauptgewässer zwischen den Messpegeln sind aufgrund der fehlenden Vergleichsmöglichkeit mit Messwerten naturgemäß einer etwas größeren Unsicherheit unterworfen, als an den Messpegeln selber. Dies gilt insbesondere für Gewässerabschnitte direkt nach der Mün- dung von größeren Nebenflüssen, an denen kein Messpegel installiert ist, oder die Abflusszeitreihe nicht lang genug ist. An den Messpegeln selber ist die Übereinstimmung zwischen Mess- und Modell- daten jedoch durchgehend gut (s. Kap. 6.1) und für die zu untersuchenden Fragestellungen sind die vorhandenen Pegeldaten ausreichend.

5.1.2 Diffuse Stoffeinträge

Unter diffusen Einträgen werden im Weiteren alle Stoffeinträge bezeichnet, die zusätzlich zu den hier betrachteten mineralisierten Halden- und Produktionsabwässern ins Gewässer gelangen, wobei der Schwerpunkt hier auf den Parametern Chlorid, Kalium und Magnesium liegt. Hierzu gehören beispielsweise auch Einleitungen von Kläranlagen oder Abflüsse von landwirtschaftlichen Flächen etc. Die Ableitung bzw. Berücksichtigung der Hintergrundbelastung in der Innerste vor der Einleitung von der Althalde Siegfried-Giesen und in der Leine vor der Mündung der Innerste in die Leine sowie der diffusen Stoffeinträge entlang des Gewässers nach der jeweiligen Einleitung erfolgte auf Grundlage von Gütemessdaten im Gewässer (vgl. Abb. 1 und Tab. 1). Die Messdaten lagen oft nur über wenige Jahre und meist nur als Monatswerte, d.h. nicht über einen ausreichenden Zeitraum und in ausrei- chender zeitlicher Auflösung vor, um sie direkt als Zeitreihen im Modell zu verwenden. Aus diesem Grund wurde aus den Messdaten eine linear vom Zufluss abhängige Funktion für die Frachtzufuhr abgeleitet, mit der die gemessenen Konzentrationen näherungsweise abgebildet werden können. Die Funktionsparameter Basisfracht und Basiskonzentration wurden für die einzelnen seitlichen Zuflüsse zwischen zwei Gütemessstellen jeweils für Chlorid, Kalium und Magnesium kalibriert (Kap. 6.4). Für die Gütemessstellen, an denen keine Abflussmessungen vorhanden waren, wurden die mit dem Flussgebietsmodell simulierten Abflüsse verwendet.

Ft  F0  C0 Q t  mit: tF  Frachteintrag zur Zeit t

F0 Basisfracht

C0 Basiskonzentration

tQ  Zufluss zur Zeit t

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 17 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

5.2 Halden

5.2.1 Haldenabfluss – NA-Modellierung

Die Althalde Siegfried-Giesen und die Halde Sigmundshall wurden im Modell als separate Einzugsge- biete betrachtet und für diese der Niederschlag-Abfluss-Prozess simuliert. Als Eingangszeitreihen gingen in das Modell Niederschlag, Temperatur, Windgeschwindigkeit und Sonnenscheindauer jeweils in täglicher Auflösung ein. Für die wichtigste Eingangsgröße, den Nieder- schlag, wurden für die beiden Standorte korrigierte Niederschlagshöhen vom DWD verwendet (Tab. 4). Die Zeitreihen für Temperatur, Windgeschwindigkeit und Sonnenscheindauer lagen für die Wetterstation Hannover vor. Die Abflussbildung wurde mit dem Ansatz der nicht-linearen Bodenfeuchtesimulation gerechnet. Hier- zu sind Angaben zum Bodenaufbau und dessen Durchlässigkeit erforderlich. Da die Salzhalden keine üblichen Teileinzugsgebiete mit Bodenhorizonten darstellen, wurden bezüglich des Bodenaufbaus Annahmen getroffen und in der Kalibrierungsphase derart angepasst, dass die Übereinstimmung zwischen gemessenen und simulierten Abfluss möglichst gut ist. Salzhalden sind in ihrem Speicher- und Abflussverhalten nicht direkt mit den üblichen Annahmen für Böden oder befestigte Flächen in Niederschlags-Abfluss-Modellen vergleichbar. Je nach Zusammen- setzung findet in der Regel kein direkter Oberflächenwasserabfluss statt. Der Niederschlag versickert und tritt am Haldenfuß wieder aus, wo er den Haldenentwässerungseinrichtungen zufließt. Durch Kompaktions- und Kristallisationsvorgänge bildet sich ein gering durchlässiger Haldenkern und ein höher durchlässiger Haldenmantel, in dem das versickernde Niederschlagswasser zwischengespeichert und abgeleitet wird. Der Haldenmantel besitzt ein relativ großes Speichervermögen. Unter diesem Gesichtspunkt musste ein pragmatischer Ansatz gefunden werden, um die Halden in dem Nie- derschlags-Abfluss-Modell abzubilden. Als geeigneter Ansatz ergab sich daher ein horizontaler Bo- denaufbau mit drei Schichten und nach unten abnehmender Durchlässigkeit. Einige Modellparameter, wie beispielsweise die vom Haldengraben eingeschlossenen Flächen oder Haldenhöhen, sind bekannt. Andere Parameter, wie Dicke und Durchlässigkeit der Schichten und Retentionskonstanten der einzelnen Abflusskomponenten, wurden durch Kalibrierung auf der Grund- lage der tatsächlich gemessenen Haldenabflüsse (Tageswerte) ermittelt. Die ermittelten Parameter dienen dabei lediglich dazu, das durch Messungen bekannte Abflussverhalten im Modell nachzubil- den. Sie bilden nicht zwingend die tatsächlichen Vorgänge im Haldenmantel ab und berücksichtigen nicht die durch Umkristallisation stattfindenden Prozesse (Tab. 3). Die Niederschlag-Abfluss Modellierung liefert mit den kalibrierten Parametern einen geeigneten mathematischen Ansatz zur Beschreibung der Transportprozesse des Wassers vom Niederschlag über die Durchsickerung der Halde bis hin zum Zulauf zu einem Stapelbecken/ Tank, ohne alle Vorgänge im Haldenkörper selbst abbilden zu müssen.

5.2.2 Stoffeinträge durch die Halden

Für die Ableitung der stofflichen Belastung des Haldenwassers standen Konzentrations- und Abfluss- messungen zur Verfügung (Tab. 3). In Sigmundshall waren die Daten in täglicher Auflösung mit nur wenigen Ausfällen gegeben, für Siegfried-Giesen lagen die Chlorid-Konzentrationen von 2002 bis 2009 mit unterschiedlichem Messintervall (täglich bis aller 2 Monate) vor und ab 2010 vierteljährlich. Magnesium- und Kalium-Konzentrationen standen von 2002 bis 2009 als Monatsmittelwerte zur Ver- fügung.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 18 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Um die am besten geeignete funktionale Beziehung zur Darstellung der stofflichen Belastung des Haldenwassers zu ermitteln, wurden verschiedene Ansätze getestet und auf die Übereinstimmung zwischen Mess- und Modellwerten hin bewertet. Ein konstanter Jahresgang der Konzentrationen zeig- te sich als der beste Ansatz hinsichtlich Übereinstimmung mit den gemessenen Haldenwasserkon- zentrationen und den Konzentrationen nach Einleitung. Verdünnungseffekte z.B. im Zusammenhang mit Starkniederschlägen werden hier vernachlässigt, wodurch in diesen Fällen die Betrachtung als eher konservativ zu werten ist. Es kann aber davon ausgegangen werden, dass trotz der Komplexität der Wechselwirkung zwischen Niederschlagsintensität, Speichervermögen der Halde und chemischer Prozesse in der Summe mit diesem Ansatz die Verhältnisse insgesamt hinreichend genau abgebildet werden. Für die relevanten Stoffe Cl, K und Mg und Halden wurde basierend auf den Messdaten je ein Jahresgang ermittelt (Kap. 6.3).

5.3 Werk Sigmundshall

Der Anfall von Produktionsabwässern und Versatzlösung im Werk Sigmundshall macht mit 65% den größten Anteil an der Gesamtabwassermenge aus (Haldenwässer: 25%, Niederschlagswässer:10%). Dieser ist zeitlich sehr variabel. Die Variabilität im Modell abzubilden ist wichtig, da sie sich entscheidend auf die Konzentrationen im Gewässer auswirkt. Die Variabilität lässt sich nicht, wie bei dem diffusen Stoffeintrag, in Bezug zu einer anderen hydrologischen Größe darstellen, wie z.B. dem Abfluss oder dem Niederschlag, da keine Korrelationen bestehen. Als Modell-Input wird daher eine Zeitreihe in täglicher Auflösung verwendet. Für den Zeitraum mit vorhandenen Messdaten (von 2007-2012) werden die Tagesfrachten aus den Produktionsabwässern und Versatzlösungen angesetzt. Diese Messzeitreihe wird auf die Jahre ohne Messdaten übertragen, d.h. sie wird mehrfach kopiert und aneinandergehängt. So können die im Gewässer auftretenden Konzentrationen für diese Jahre nicht in ihrem genauen zeitlichen Auftreten getroffen werden, aber in der statistischen Verteilung der Konzentrationen im Gewässer wird der Einfluss der variablen Einlei- tung aus dem Werk Sigmundshall abgebildet.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 19 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

5.4 Anlagen und Steuerung der Einleitung

5.4.1 Althalde Siegfried-Giesen

Im Flussgebietsmodell werden die Speicher-, Leitungs- bzw. Pumpkapazitäten am Standort Siegfried- Giesen durch die entsprechenden Systemelemente abgebildet (Abb. 5). Als aktuelle Speicherkapazitäten sind im Modell die drei Intze-Tanks als Speicherelemente mit je 1,5 Tsd.m³ Fassungsvermögen abgebildet (Abb. 5). Das Speichervolumen der Haldengräben von ca. 0,2 Tsd.m³ bzw. 0,07 Tsd.m³ wurde hingegen vernachlässigt. Die jeweiligen maximalen Pumpkapazi- täten von 40 m³/h von den Haldengräben zu dem Absetzbecken wurden berücksichtigt.

Abb. 5 Systemstruktur des Flussgebietsmodells: Ausschnitt Siegfried-Giesen

Die aktuelle Regelung der Einleitung anhand von Leitfähigkeitsmessungen und daraus abgeleiteten Chlorid-Konzentrationen vor und nach der Einleitung entsprechend der aktuellen Wasserrechtlichen Genehmigung wurde im Modell implementiert, wobei das Modell selbst keine Leitfähigkeit sondern nur die Chlorid-Konzentrationen kennt.

5.4.2 Werk und Halde Sigmundshall

Die hintereinandergeschalteten Polder, durch die das Haldenwasser bei Starkniederschlagsereignis- sen zurückgehalten und zeitverzögert abgegeben werden kann, wurden im Modell vereinfacht mit einem einzigen Speicherelement und einem Volumen von 10 Tsd.m³ abgebildet. Die Abgabe aus diesem Speicherelement erfolgt über eine integrierte, vom Füllstand abhängige, nicht lineare Abgabe- funktion, die in ihrer Form dem wasserstandsabhängigen Abfluss aus einer Öffnung entspricht. Mit dieser Vorgehensweise kann die Verzögerung von Haldenabflüssen durch die Polder abgebildet werden. Für Sigmundshall ist die Abstoßleitung mit einer maximalen Kapazität von 200 m³/h im Modell angesetzt. Die Einleitung umfasst die o. g. Abwässer und erfolgt ungesteuert. Überschreitet der maximale

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 20 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Anfall im Modell die Einleitkapazität wird das überschüssige Wasser per Notüberlauf in die Westaue geleitet.

Abb. 6 Systemstruktur des Flussgebietsmodells: Ausschnitt Sigmundshall

5.5 Randbedingungen der Modellierung

Die Randbedingungen der Modellierung legen grundsätzliche Eigenschaften der Simulationen fest, die in allen Rechenläufen gleich angesetzt wurden. Zusätzlich sind hier Begriffsdefinitionen genannt, die für das Modellverständnis und die Interpretation von Modellergebnissen von Bedeutung sind.

5.5.1 Langzeitsimulation

Eine Langzeitsimulation ist eine entlang der Zeitachse kontinuierlich laufende Simulation mit einem festen Zeitschritt, wobei der Simulationszeitraum über den Simulationsbeginn und das Simulationsen- de definiert ist. Die benötigten Zeitreihen in Form von Zuflüssen, Niederschlägen, Stoffeinträgen etc. müssen diesen eingestellten Simulationszeitraum umfassen. Im Falle der Langzeitsimulationen entsprechen die Abflüsse im Vorfluter und die Niederschläge im Modell, d.h. die hydrologischen Parameter den langjährigen Messreihen. Dagegen sind die stofflichen Belastungen Prognosen, bzw. im Falle des Referenzlaufs für den Ist-Zustand Momentanaufnahmen von Bedingungen, die nicht über den gesamten historischen Zeitraum, den die Langzeitsimulation abdeckt, so gewirkt haben müssen. Dadurch kann nicht erwartet werden, dass simulierte Konzentrati- onen mit beobachteten Werten für gleiche Zeiträume außerhalb des Kalibrierzeitraumes vergleichbar sind. Diese Art der Simulation ist eine Prognoseberechnung zur Beantwortung folgender Frage:

Wie würden sich Konzentrationen und Frachten im Gewässer einstellen, wenn auf bekannte Abflussbedingungen aus der Vergangenheit Prognosen des Abwasser- anfalls treffen.

Diese Vorgehensweise definiert in der Wasserwirtschaft den Stand der Technik, wenn es um die Ab- schätzung zukünftiger Entwicklungen geht. Eine Annahme ist dabei, dass hydrologische Bedingungen der Vergangenheit auch in Zukunft ihre grundsätzliche Gültigkeit besitzen. Von großer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, wie oben erläutert, dass ein Vergleich der simulierten Konzentrationen und Frachten im Gewässer mit realen historischen Konzentrationen und

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 21 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Frachten nicht gelingen kann. Ein Vergleich wäre nur dann sinnvoll und zulässig, wenn auch die stoffliche Belastung im Modell den tatsächlichen, in der Historie aufgetretenen Werten entsprechen würde.

5.5.2 Simulationszeitraum und Simulationszeitschritt

Der Simulationszeitraum war durch die vorhandenen Abflusszeitreihen limitiert, weil diese die hydrologischen Bedingungen entlang der Innerste und Leine definieren. Der kleinste gemeinsame Zeitraum, in dem alle erforderlichen Abflusswerte vorhanden sind, stellt das zur Verfügung stehende Zeitfenster für die Langzeitsimulation dar. Dies war vom 01.11.1980 bis zum 31.10.2011. Der Simulationszeitschritt wurde mit 1 h definiert. Die Ausgabe der Ergebnisse wurde auf 24 h Mittel- werte aggregiert.

5.5.3 Vollständige Durchmischung

Die vollständige Durchmischung ist ein rechentechnischer Ansatz, der innerhalb einer Simulationsein- heit wie z.B. einer Gewässerstrecke oder einem Speicher, bei Stoffeinträgen diese sofort im gesamten Element als vermischt annimmt.

Realität Gewässerelement B Zufluss und stofflicher Input Modell

Gewässerelement Mischzone vollständig B durchmischt Zufluss und stofflicher Input Gewässerelement Gewässerelement Gewässerelement A Gewässerelement C A C

Abb. 7 Modellansatz der vollständigen Durchmischung

Im Jahr 2013 wurden tiefenabhängige Leitfähigkeitsprofile in der Innerste unterhalb der Einleitung der Haldenwässer erstellt. Die Messungen erfolgten bei Mittelwasser. Anhand der Leitfähigkeitsmessun- gen wurde nachgewiesen, dass ca. 350 m unterhalb der Einleitstelle eine vollständige Durchmischung erfolgt ist. (Unterlage I-3).

5.5.4 Vergleich Modell und Realität

Ein Simulationsmodell ist eine Abstraktion der Wirklichkeit und beinhaltet Vereinfachungen gegenüber den tatsächlichen Verhältnissen. Nicht alle in der Natur ablaufenden Prozesse können abgebildet werden. So stellen die mathematischen Ansätze Näherungen dar. Zudem liegen auch Messwerte zur Kalibrierung und Verifikation eines Simulationsmodells nur limitiert vor. Zusätzlich unterliegen Ent- scheidungen bei der Salzlaststeuerung den Anpassungen an den Einzelfall und sind somit nicht immer durch das im Modell fixierte Regelschema abgedeckt. Aus diesen Gründen erreicht ein Modell eine Annäherung an die realen Verhältnisse, ohne die Realität in ihrer Komplexität genau treffen zu können. Dies ist auch nicht der Anspruch von Modellen.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 22 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6 Kalibrierung

Um die Güte der Kalibrierung zu beurteilen, werden vorhandene Messwerte mit modellierten Werten verglichen. Dieser Vergleich erfolgt sowohl visuell anhand von Ganglinien und Abbildungen der statistischen Verteilungen, als auch anhand von definierten Qualitätskriterien, wie z.B. dem Mittelwert der absoluten und relativen Fehlerbeträge oder der Modelleffizienz, zur Beurteilung, wie gut die Variabilität der Messwerte durch das Modell abgebildet wird.

Die Modelleffizienz Reff ist dimensionslos und kann Werte zwischen -∞ bis +1,0 annehmen, wobei ein Wert von 1,0 einer Gleichheit der gemessenen und berechneten Werte zu jedem Zeitpunkt entspricht. Negative Effizienzwerte weisen auf sehr schlechte Simulationsergebnisse hin. Da in die Modelleffizi- enz der quadratische Fehler zwischen den simulierten und gemessenen Werten eingeht, werden Ab- weichungen hoher Werte (z. B. Hochwasserabflüsse) gegenüber geringen Werten (z. B. Niedrigwas- serabflüsse) überbewertet. Daher wird häufig die logarithmierte Modelleffizienz berechnet. Das Gü- temaß Reff,ln ist besser zur Bewertung der Modellierung von geringeren Werten (z. B. Niedrigwasser- abflüssen) geeignet. Nachfolgend sind beide dargestellt. x  y 2 1  i i Reff   2 xi  x  ln ln 2 xi  yi  R  1 eff ,ln ln ln 2 xi  x  mit: yi simulierter Wert zum Zeitpunkt ti x mittlerer gemessener Wert

xi gemessener Wert zum Zeitpunkt ti

Werte ≥ 0,5 gelten als ausreichend gut.

Tab. 7 Kalibrierung der Abflüsse im Gewässer

Reff Reff,ln Mittelwert der abso- Mittelwert der relati- luten Fehlerbeträge ven Fehlerbeträge

[-] [-] [m³/s] [-]

Groß Giesen 0,99 0,99 0,28 2,9%

Leineturm 1,00 1,00 0,14 1,1%

Greene 1,00 1,00 0,49 1,1%

Poppenburg 0,99 0,99 1,69 4,1%

Herrenhausen 0,97 0,98 3,77 6,4%

Neustadt 0,94 0,95 7,12 14,9%

Schwarmstedt 0,95 0,98 5,97 8,2%

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 23 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.1 Hydrologie

Der Vergleich zwischen gemessenem Durchfluss und simulierten Durchfluss zeigt an allen Pegeln eine sehr gute Übereinstimmung (vgl. Abb. 8 - Abb. 14 und Tab. 7). Die Modelleffizienz liegt durchweg über 0,9. Richtung Unterlauf wird die Übereinstimmung schlechter. Die größten Abweichungen beziehen sich auf Hochwasserereignisse und treten somit im Blick auf Stoffkonzentrationen während einer unkritischen Zeit auf, da die Stoffkonzentrationen während dieser Zeit im Allgemeinen durch die Verdünnung niedrig sind. Die Abweichungen resultieren daraus, dass derzeit im Modell keine Retention berücksichtigt wird.

50 Pgl Leineturm Messwert Pgl Leineturm Simulation 40

20 Abfluss [m³/s] Abfluss

0 01.11.2007 01.05.2008 01.11.2008 01.05.2009 01.11.2009

Abb. 8 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Leineturm (bei Höckelheim/ Northeim)

160 140 Pgl Greene Messwert 120 Pgl Greene Simulation 100 80 60 Abfluss [m³/s] Abfluss 40 20 0 01.11.2007 01.05.2008 01.11.2008 01.05.2009 01.11.2009

Abb. 9 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Greene (bei gleichnamiger Ortschaft)

250 Pgl Poppenburg Messwert 200 Pgl Poppenburg Simulation

150

100 Abfluss [m³/s] Abfluss 50

0 01.11.2007 01.05.2008 01.11.2008 01.05.2009 01.11.2009

Abb. 10 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Poppenburg (bei Elze)

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 24 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

80 70 Pgl Groß Giesen Messwert Pgl Groß Giesen Simulation 60 50 40 30 Abfluss [m³/s] Abfluss 20 10 0 01.11.2007 01.05.2008 01.11.2008 01.05.2009 01.11.2009

Abb. 11 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Groß Giesen (bei Giesen)

300 Pgl Herrenhausen Messwert 250 Pgl Herrenhausen Simulation 200

150

100 Abfluss [m³/s] Abfluss 50

0 01.11.2007 01.05.2008 01.11.2008 01.05.2009 01.11.2009

Abb. 12 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Herrenhausen (bei Hannover)

350 300 Pgl Neustadt Messwert 250 Pgl Neustadt Simulation 200 150

Abfluss [m³/s] Abfluss 100 50 0 01.11.2007 01.05.2008 01.11.2008 01.05.2009 01.11.2009

Abb. 13 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Neustadt (bei gleichnamiger Ortschaft)

400 350 Pgl Schwarmstedt Messwert 300 Pgl Schwarmstedt Simulation 250 200 150 Abfluss [m³/s] Abfluss 100 50 0 01.11.2007 01.05.2008 01.11.2008 01.05.2009 01.11.2009

Abb. 14 Vergleich simulierter und gemessener Abflusswerte am Pegel Schwarmstedt Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 25 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.2 NA-Modellierung der Halden

6.2.1 Althalde Siegfried-Giesen

Für die Althalde Siegfried-Giesen erfolgte die Kalibrierung des Haldenwasserabflusses auf Basis von Tagesmittelwerten und Monatsmittelwerten für den Zeitraum vom 01.01.2000 bis 01.06.2013. Die Massenbilanz zwischen simulierten und gemessenen Werten stimmt für den Gesamtzeitraum überein. Das NA-Modell kann dem Verlauf des Monatsabflusses folgen, wobei es Zeiten mit Überschätzung (2007) und Unterschätzung (2010-2011) des Abflusses gibt. Insgesamt wird der Zeitraum bis 2006 besser abgebildet als die letzten Jahre. Die Variabilität des Haldenwasserabflusses auf der Basis von Tageswerten wird weniger gut getroffen als die Monatswerte. Die Modelleffizienz beträgt für Tages- werte 0,38 und für Monatswerte 0,47. Unter Berückschtigung der gegebenen Datenlage lässt sich keine höhere Genauigkeit erzielen. Dabei wirken sich beispielsweise Änderungen in der Bestimmung der Messwerte, wie z.B. der Wechsel der Bezugsstation für die Niederschlagswerte, tendenziell un- günstig aus. Es ergeben sich höhere Aussagesicherheiten für mittel- bis langfristige Wasserbilanzen im Vergleich zu einem Abflusswert eines einzelnen Tages. Bei ähnlicher Datenlage liegt die Modell- qualität vieler Niederschlag-Abfluss Modelle, die beispielweise für Bemessungsaufgaben im Hoch- wasserschutz eingesetzt werden, in einer vergleichbaren Größenordung.

(a) 0.012 Q Halde SG, gemessen Q Halde SG, simuliert 0.01

0.008

0.006 Abfluss [m³/s] Abfluss 0.004

0.002

0 01.01.2000 01.01.2002 01.01.2004 01.01.2006 01.01.2008 01.01.2010 01.01.2012

(b) 0.02 0

0.015 100

150 Niederschlag SG 0.01 200 Q Halde SG, gemessen

Abfluss [m³/s] Abfluss Q Halde SG, simuliert 250 Niederschag [mm] Niederschag

0.005 300

350

0 400 01.01.2000 01.01.2003 01.01.2006 01.01.2009 01.01.2012

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 26 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abb. 15 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung des Haldenabflusses (a) Tagesmittel (b) Monatsmittel

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 27 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.2.2 Halde Sigmundshall

Für die Halde Sigmundshall erfolgte die Kalibrierung des Haldenabflusses basierend auf den Tages- mittel- und Monatsmittelwerten des Abflusses ab der letzten Haldenerweiterung, d.h. ab dem Frühjahr 2011 bis Ende 2012. Für diesen Zeitraum konnte für beide zeitliche Auflösungen bei einer Modelleffi- zienz von 0,45 bzw. 0,77 eine gute Übereinstimmung zwischen gemessenen und simulierten Abflüs- sen erzielt werden (Abb. 16 a). Für den Zeitraum vor der letzten Haldenerweiterung, als die abfluss- wirksame Fläche noch kleiner war, überschätzt das Modell den tatsächlichen Abfluss erwartungsge- mäß, da über den gesamten Zeitraum mit der aktuellen Haldenfläche simuliert wurde, anstelle mit der zu den jeweiligen Zeiträumen abflusswirksamen Fläche (Abb. 16 b).

(a)

0.03 Q Halde SI, gemessen Q Halde SI, simuliert 0.025

0.02

0.015 Abfluss [m³/s] Abfluss 0.01

0.005

0 01.04.2011 01.07.2011 01.10.2011 01.01.2012 01.04.2012 01.07.2012 01.10.2012

(b)

0.025 0

0.02 100

Niederschlag SI 150

0.015 Q Halde SI, gemessen 200 Q Halde SI, simuliert 250

Abfluss [m³/s] Abfluss 0.01 300 Niederschag [mm] Niederschag 350

0.005 400

450

0 500 01.01.2007 01.01.2008 01.01.2009 01.01.2010 01.01.2011 01.01.2012

Abb. 16 Halde Sigmundshall: Kalibrierung des Haldenabflusses (a) Tagesmittel (b) Monatsmittel

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 28 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.3 Stoffeinträge durch die Halden

6.3.1 Althalde Siegfried-Giesen

Als Modell für die stoffliche Belastung des Haldenwassers der Althalde Siegfried-Giesen wurde jeweils ein konstanter Jahresgang der Konzentrationen angesetzt (vgl. Tab. 14, Abb. 17 - Abb. 19). Die Kalib- rierungen basieren für die Chlorid-Konzentrationen auf Tageswerten, während für Kalium und Magne- sium nur Monatsmittelwerte zur Verfügung standen. Die gemessenen Konzentrationen zeigen hohe Werte im Sommer und niedrigere Werte im Winter. Diesem grundsätzlichen Verlauf kann das Modell gut folgen. Die Variabilität innerhalb eines Monats, bzw. zwischen den Jahren können mit diesem Ansatz zwar nicht abgebildet werden, die Variabilität der anfallenden modellierten Frachten ergibt sich dann aber aus dem variablen Haldenwasserabfluss.

250 gemessen simuliert 200

150

100 -Konzentration [g/l] -Konzentration

Cl 50

0 01.01.2002 01.01.2004 01.01.2006 01.01.2008 01.01.2010 01.01.2012

Abb. 17 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung der Cl-Konzentration des Haldenwassers

16 14 12 10 8 6 4 K-Konzentration [g/l] K-Konzentration 2 gemessen simuliert 0 01.01.2001 01.01.2002 01.01.2003 01.01.2004 01.01.2005 01.01.2006 01.01.2007 01.01.2008 01.01.2009 01.01.2010

Abb. 18 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung der K-Konzentration des Haldenwassers

50 45 40 35 30 25 20

-Konzentration [g/l] -Konzentration 15

Mg 10 5 gemessen simuliert 0 01.01.2001 01.01.2002 01.01.2003 01.01.2004 01.01.2005 01.01.2006 01.01.2007 01.01.2008 01.01.2009 01.01.2010

Abb. 19 Althalde Siegfried-Giesen: Kalibrierung der Mg-Konzentration des Haldenwassers

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 29 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.3.2 Halde Sigmundshall

Da die Chlorid-Konzentrationen des Haldenwassers der Halde Sigmundshall keinem regelmäßigen Jahresgang folgen, wurde hierfür eine konstante Chlorid Konzentration angesetzt (Abb. 20). Für die Kalium- und Magnesium-Konzentrationen wurde jeweils ein Jahresgang ermittelt (Abb. 21 bzw. Abb. 22). Da im Starkregenfall mit dem gewählten Ansatz keine Verdünnung der Konzentrationen simuliert wird (die Spitzen nach unten werden nicht mit simuliert, vgl. Abb. 20 bis Abb. 22), ist der An- satz als tendenziell konservativ zu werten.

350 gemessen simuliert 300

250

200

150

-Konzentration [g/l] -Konzentration 100 Cl 50

0 01.01.2007 01.01.2008 01.01.2009 01.01.2010 01.01.2011 01.01.2012 01.01.2013

Abb. 20 Halde Sigmundshall: Kalibrierung der Cl-Konzentration des Haldenwassers

60 gemessen simuliert 50

20 K-Konzentration [g/l] K-Konzentration 10

0 01.01.2007 01.01.2008 01.01.2009 01.01.2010 01.01.2011 01.01.2012 01.01.2013

Abb. 21 Halde Sigmundshall: Kalibrierung der K-Konzentration des Haldenwassers

70 gemessen simuliert 60

-Konzentration [g/l] -Konzentration 20 Mg 10

0 01.01.2007 01.01.2008 01.01.2009 01.01.2010 01.01.2011 01.01.2012 01.01.2013

Abb. 22 Halde Sigmundshall: Kalibrierung der Mg-Konzentration des Haldenwassers

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 30 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.4 Diffuse Stoffeinträge

Die diffusen Stoffeinträge in das Gewässer, d.h. die Hintergrundbelastung vor der Einleitung durch K+S und der seitliche Eintrag zwischen den Einleitstellen, wurden jeweils an den vorhandenen Güte- messstellen kalibriert (vgl. Abb. 1 und Tab. 1). Die Kalibrierungsparameter Basisfracht und Basiskon- zentration beziehen sich dabei auf die seitlichen Zuflüsse zwischen zwei Messstellen. Die Stoffeinträge durch die Standorte Siegfried-Giesen und Sigmundshall sind keine diffusen Einträge, aber in den Konzentrationen der Gütemesstellen enthalten. Für die Kalibrierung der diffusen Einträge wurden sie gesondert behandelt und wie folgt angesetzt: Der Stoffeintrag durch die Althalde Siegfried- Giesen wurde analog der NA-Modellierung und dem kalibrierten Haldengütemodell angesetzt (Kap. 6.2.1 und 6.3.1). Die Frachtzufuhr aus Sigmundshall wurde für die Kalibrierung der diffusen Einträge als Zeitreihe angesetzt, da das NA-Modell der Halde SI auf den Ist-Zustand nach der letzten Haldenerweiterung kalibriert wurde und somit die Frachtzufuhr vor der Erweiterung überschätzen wür- de. Nicht alle Gütemessstellen verfügen gleichzeitig auch über eine Abflussmessung. Zur Bestimmung der Frachten an den Gütemessstellen ohne Pegel wurde daher der berechnete Abfluss aus dem Flussgebietsmodell vrerwendet. Im Folgenden sind die jeweiligen kalibrierten Parameter und Gütekriterien tabellarisch dargestellt. Im Anhang 1 befinden sich zusätzlich jeweils zu allen Stoffen und Messstellen die Abbildungen zum visu- ellen Vergleich der Güte der Kalibrierung (analog zur Abb. 23).

(a) (c)

200 1.0 0.9

150 0.8 0.7

100 0.6 0.5 0.4

-Konzentration -Konzentration [mg/l] 50 Heinde, Cl 0.3 gemessen Heinde, gemessen Heinde, simuliert 0.2 Heinde, 0 simuliert 0.1 01.01.2001 01.01.2003 01.01.2005 01.01.2007 01.01.2009 01.01.2011 Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] (b) 0.0 0 50 100 150 200 3.0 Cl-Konzentration [mg/l] Heinde, gemessen Heinde, simuliert 2.5

2.0

1.5 -Fracht [kg/s]

Cl 1.0

0.5

0.0 01.01.2001 01.01.2003 01.01.2005 01.01.2007 01.01.2009 01.01.2011

Abb. 23 Gütemessstelle Heinde (Innerste): Kalibrierung diffuser Cl-Einträge (a) Ganglinie Cl-Konzentration; (b) Ganglinie Cl-Fracht; (c) statistische Verteilung Cl-Konzentration

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 31 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.4.1 Chlorid

Sowohl vor, als auch nach den Einleitungen durch die Althalde Siegfried-Giesen und das Werk Sig- mundshall zeigt sich fast durchgehend eine gute Übereinstimmung zwischen gemessenen und simulierten Chlorid-Konzentrationen und Frachten im Gewässer. Die Übereinstimmung der statistischen Verteilungen von gemessenen und simulierten Konzentrationen ist sehr gut (Tab. 8).

Tab. 8 Kalibrierung der diffusen Chlorideinträge

Güte- Parameter Güte der Kalibrierung messstel- (für seitl. Zufluss le seit letzter Güte- messstelle) Basis- Basis- Konzentration, Konzentration, Fracht, konzent- fracht Einzelwerte statistische Werte Einzel- ration werte

[mg/l] [kg/s] Reff Mittel der Mittel der Reff, stat Mittel der Mittel der Reff absoluten relativen absoluten relativen Fehlerbe- Fehlerbe- Fehlerbe- Fehlerbe- träge träge [-] träge, stat. träge, stat. [mg/l] [mg/l] [-] Innerste vor Einleitung Siegfried-Giesen Heinde 43,4 0,239 0,72 11,1 12% 0,96 4,3 5% 0,86 Groß 97,5 0,037 0,74 11,1 11% 0,96 4,3 5% 0,85 Giesen Innerste nach Einleitung Siegfried-Giesen Sarstedt 77,6 0,021 0,66 17,7 13% 0,98 4,5 4% 0,86 Leine vor Mündung Innerste Bovenden 36,4 0,074 0,18 10,2 18% 0,79 4,4 7% 0,65 Leineturm 43,6 0,097 0,54 6,8 10% 0,97 1,7 3% 0,72 Salzder- 23,4 0,731 0,58 11,6 16% 0,94 4,0 6% 0,64 helden Greene 32,7 0,218 0,80 9,2 14% 0,97 2,8 5% 0,65 Poppen- 48,4 0,085 0,68 10,5 14% 0,91 5,4 8% 0,58 burg Leine zwischen Mündung Innerste und Einleitung Sigmundshall Herren- 59,0 0,002 0,77 9,4 11% 0,95 5,0 6% 0,76 hausen Bordenau/ 58,8 0,589 0,75 11,9 11% 0,94 7,1 14% 0,74 Ricklingen Westaue Liethe 38,8 0,056 0,36 11,3 16% 0,95 3,0 5% 0,81 Leine nach Einleitung Sigmundshall Neustadt 0,0 0,014 0,73 25,1 17% 0,97 7,0 4% 0,50

Im Mittel beträgt die Modellgenauigkeit für Einzelwerte der Chlorid-Konzentrationen 14% und für statistische Werte 6%.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 32 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.4.2 Kalium

Die Kalibrierung der Kalium-Konzentrationen ist insgesamt ebenfalls zufriedenstellend, allerdings an einzelnen Messstationen schlechter als für Chlorid. Insbesondere am Pegel Neustadt sind die prozen- tualen Abweichungen bezogen auf Einzelwerte groß, auch wenn das Modell mit einem Effizienzmaß von 0,48 bereits einen guten Teil der Variabilität der Kalium-Konzentration an dieser Stelle erklären kann. Bezogen auf statistische Werte ist die Übereinstimmung noch einmal deutlich besser (Tab. 9).

Tab. 9 Kalibrierung der diffusen Kaliumeinträge

[mg/l] [kg/s] Reff Mittel der Mittel der Reff, stat Mittel der Mittel der Reff absoluten relativen absoluten relativen Fehlerbe- Fehlerbe- Fehlerbe- Fehlerbe- träge träge [-] träge, stat. träge, stat. [mg/l] [mg/l] [%] Innerste vor Einleitung Siegfried-Giesen Heinde 2,6 0,009 0,73 0,5 9% 0,95 0,2 4% 0,94 Groß 1,3 0,000 0,85 0,5 8% 0,88 0,4 7% 0,84 Giesen Innerste nach Einleitung Siegfried-Giesen Sarstedt 3,6 0,012 0,51 1,8 17% 0,88 0,7 6% 0,86 Leine vor Mündung Innerste Bovenden 4,2 0,007 0,43 0,7 12% 0,92 0,2 4% 0,81 Leineturm 2,6 0,006 0,62 0,6 11% 0,93 0,3 6% 0,62 Salzder- 2,6 0,010 0,22 0,5 12% 0,8 0,2 6% 0,33 helden Greene 1,6 0,011 0,32 0,4 10% 0,83 0,2 4% 0,56 Poppen- 3,8 0,012 0,49 0,5 12% 0,92 0,2 5% 0,71 burg Leine zwischen Mündung Innerste und Einleitung Sigmundshall Herren- 0,0 0,000 0,53 0,7 13% 0,62 0,7 12% 0,86 hausen Bordenau/ 6,9 0,066 0,52 1,0 12% 0,89 0,5 6% 0,59 Ricklingen Leine nach Einleitung Sigmundshall Neustadt 0,0 0,054 0,48 5,9 33% 0,95 2,0 11% 0,32

Im Mittel beträgt die Modellgenauigkeit für Einzelwerte der Kalium-Konzentrationen 14% und für statistische Werte 6%.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 33 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

6.4.3 Magnesium

Die gemessenen und simulierten Magnesium-Konzentrationen und Frachten zeigen für alle Mess- punkte vor und nach Einleitung eine gute Übereinstimmung bezogen auf Einzelwerte und eine sehr gute Übereinstimmung bezogen auf statistische Werte (Tab. 10).

Tab. 10 Kalibrierung der diffusen Magnesiumeinträge

[mg/l] [kg/s] Reff Mittel der Mittel der Reff, stat Mittel der Mittel der Reff absoluten relativen absoluten relativen Fehlerbe- Fehlerbe- Fehlerbe- Fehlerbe- träge träge [-] träge, stat. träge, stat. [mg/l] [mg/l] [-] Innerste vor Einleitung Siegfried-Giesen Heinde 9,7 0,017 0,61 1,1 9% 0,93 0,5 4% 0,96 Groß 13,8 0,000 0,70 0,9 7% 0,86 0,6 5% 0,78 Giesen Innerste nach Einleitung Siegfried-Giesen Sarstedt 10,2 0,011 0,39 3,4 14% 0,93 1,1 5% 0,92 Leine vor Mündung Innerste Bovenden 18,5 0,018 0,4 2,0 9% 0,81 0,9 5% 0,89 Leineturm 14,2 0,016 0,54 1,9 9% 0,87 0,9 4% 0,90 Salzder- 6,4 0,102 0,50 2,1 13% 0,89 1,0 7% 0,87 helden Greene 14,2 0,017 0,63 1,7 12% 0,88 0,8 6% 0,73 Poppen- 16,2 0,000 0,72 1,4 8% 0,90 0,8 5% 0,87 burg Leine zwischen Mündung Innerste und Einleitung Sigmundshall Herren- 9,9 0,000 0,71 1,7 9% 0,93 0,7 4% 0,91 hausen Bordenau/ 8,2 0,031 0,64 1,7 9% 0,93 0,8 4% 0,88 Ricklingen Leine nach Einleitung Sigmundshall Neustadt 1,1 0,032 0,75 2,8 11% 0,98 0,8 3% 0,8

Im Mittel beträgt die Modellgenauigkeit für Einzelwerte der Magnesium-Konzentrationen 10% und für statistische Werte 5%.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 34 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

7 Szenariensimulation

Die Referenz für sämtliche weitere Simulationen ist die Langzeitsimulation über 30 Jahre mit dem auf den Ist-Zustand kalibrierten Modell (vgl. Kap. 5 und 6). Ausgehend von dem auf den Ist-Zustand kalibrierten Modell wurden verschiedene Prognoseszenarien gerechnet, in denen die Auswirkungen der Wiederinbetriebnahme des Werkes Sigfried-Giesen und des damit verbundenen Anfalls von Haldenwasser der Alt- und einer neu anzulegenden Neuhalde untersucht werden. Im Zusammenhang damit wurde gleichzeitig untersucht, wie sich die Einstellung der Produktion des Werkes Sigmundshall auf die Einleitungen und Stoffkonzentrationen in der Leine auswirkt.

7.1 Alt- und Neuhalde Siegfried-Giesen

7.1.1 Betriebszustände, Grundlagen

Neuhalde Siegfried-Giesen Basierend auf der Planung zur Auffahrung der Neuhalde Siegfried-Giesen und der Verwertung von Haldenwasser in der Produktion bzw. für die Anfeuchtung der Aus- und Vorrichtungssalze sowie der Produktionsrückstände vor der Aufhaldung wurden drei maßgebende Betriebsphasen definiert:

1. Anfahrphase: 1. bis 6. Betriebsjahr a. unabgedeckte Halde: 1. bis 4. Betriebsjahr In den ersten zwei Jahren werden lediglich Aus- und Vorrichtungssalz (A+V Salz) aus dem Grubenbe- trieb aufgehaldet. Mit ca. dem 3. Betriebsjahr der Halde beginnt die Produktion im Werk. Damit fallen zusätzlich zu den A+V-Salzen Produktionsrückstände an. Die Offenlagerung der Rückstände führt zur Infiltration des Niederschlags und damit zur Bildung von mineralisiertem Haldenwasser. In diesen Jahren werden die größten Mengen an Rückständen pro Jahr aufgehaldet. Eine Abdeckung der Halde in Teilbereichen ist während dieser Zeit noch nicht möglich. Die für eine spätere Aufhaldung vorbereitete und mit einer Basisabdichtung versehene Haldenaufstandsfläche wird abschnittsweise hergestellt und zum Schutz vor mechanischen und Witterungseinflüssen mit einer max. 1 m mächtigen Rück- standsschicht abgedeckt. b. teilabgedeckte Halde: 5. - 6. Betriebsjahr Frühestens ab ca. dem 4. Betriebsjahr kann mit der Abdeckung der Neuhalde begonnen werden, so dass diese ca. im 5. Betriebsjahr wirksam wird und sich die offenliegende Fläche trotz weiterer Auf- haldung reduziert. Bis zum 5. Betriebsjahr erfolgt die Aufhaldung von Produktionsrückständen sowie des gesamten A+V-Salzes aus dem Grubenvortrieb. Bis zum 7. Betriebsjahr wird der gesamte Pro- duktionsrückstand aufgehaldet.

2. Regelbetrieb mit teilabgedeckter Halde: 7. - 44. Betriebsjahr Ab dem 7. Betriebsjahr reduziert sich die aufgehaldete Menge nochmals deutlich, da eine Teilmenge unter Tage versetzt wird. Ab ca. dem 38. Betriebsjahr werden keine Produktionsrückstände mehr aufgehaldet, da diese dann vollständig unter Tage versetzt werden können. Die zeitnahe sukzessive Abdeckung und Begrünung des Haldenkörpers reduziert die Infiltration des Niederschlagswassers in den Haldenkörper. In den offenlagernden Haldenbereichen versickert der Niederschlag vollständig im

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 35 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Haldenkörper und tritt am Haldenfuß als mineralisiertes Haldenwasser aus und wird im Haldenwas- sergraben gefasst. Die offenliegenden Flächen schwanken dabei ab dem 7. Betriebsjahr zwischen 7 und 9 ha. Am Ende der Betriebsphase ist ein teilweiser Haldenrückbau vorgesehen.

3. vollständig abgedeckte Halde = Nachbetriebsphase Ca. ab dem 45. Betriebsjahr ist die Halde komplett abgedeckt und begrünt. Die Abdeckung reduziert die Infiltration des Niederschlagswassers auf der gesamten Halde in Abhän- gigkeit der Restdurchsickerung des Oberflächenabdecksystems. Diese Restdurchsickerung des Ober- flächenabdeckungssystems führt zu einer geringen Restmenge an mineralisiertem Haldenwasser.

Unter Berücksichtigung der Haldenfläche, der offenliegenden und abgedeckten Haldenabschnitte und des Verbrauchs von Haldenwasser in der Produktion und zur Anfeuchtung der Rückstandssalze sind die in Hinblick auf den Haldenwasseranfall ungünstigsten Betriebszustände für ein extremes Nassjahr mit einem Wiederkehrintervall von 50 Jahren in den nachfolgend genannten Betriebsjahren zu erwarten: Anfahrphase:

– Betriebsjahr 2: höchster jährlicher Haldenwasseranfall bezogen auf die Jahre ohne Verbrauch durch Produktion

– Betriebsjahr 4: größte offenliegende Fläche im Zusammenhang mit der Schüttung von großen Böschungsflächen, noch keine wirksame Abdeckung/ Begrünung Regelbetrieb:

– Betriebsjahr 7: erstes Jahr im Regelbetrieb, in dem die anfallende Jahreswassermenge der Neuhalde selbst im 50-jährlichen Nassjahr geringer ist als der jährliche Bedarf an Haldenwas- ser für die Produktion und somit auch von der Althalde Wasser verbraucht wird

– Betriebsjahr 29: ungünstigstes Jahr im Regelbetrieb, in dem in einem extremen Nassjahr geringe Mengen an Haldenwasser der Neuhalde in die Vorflut abgegeben werden müssen Nachbetriebsphase:

– Ab Betriebsjahr 45: Nachbetriebsphase: Halde komplett abgedeckt, Produktion eingestellt Mit diesen fünf repräsentativen Betriebszuständen sind aus den verschiedenen Phasen (Anfahrphase, Betriebsphase und Nachbetriebsphase) jeweils die ungünstigsten Fälle abgedeckt. In Tab. 11 und Tab. 12 sind die für die Ermittlung der Auswirkungen der Einleitung von mineralisierten Wässern in die Vorflut relevanten Eingangsdaten zusammengestellt. Diese umfassen die Ergebnisse der in Unterlage I-30 ermittelten ungünstigsten Flächenbelegung und der in Unterlage I-11 erstellten Haldenwasserbilanz für den ungünstigsten Betriebszustand im Zusammenhang mit einem extremen Niederschagsjahr bzw. einem mittleren Niederschlagsjahr. In den folgenden Kapiteln wird dargestellt, wie der Haldenwasseranfall durch die Neuhalde und der Produktionsbedarf im Modell konkret abgebildet worden sind und welche weiteren Randbedingungen berücksichtigt wurden.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 36 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Tab. 11 Jährliche Flächenbelegung der Neuhalde und jährliche Haldenwassermenge in einem extremen Nass- jahr (Wiederkehrintervall 50 Jahre), sowie Wasserverbrauch für die einzelnen Betriebsjahre

Flächenbelegung [ha] jährl. Haldenwasseranfall und Verbrauch für 50- jährliches Nassjahr (1150 mm/a) unter Worst- Case Annahmen [Tsd.m³/a] Be- Gesamtflä- Flächen- Oberflä- Abgedeck- Offenlie- Jahres- Wasser- Wasser- Netto- triebs- che Basis- vorberei- chenabde- te Fläche gende anfall Neu- verbrauch verbrauch Jahres- jahr abdichtung tung/ Bau ckung/ gesamt Fläche halde* zur An- in Produk- anfall Hal- der Basis- abzude- gesamt feuchtung tion inkl. denwasser abdichtung ckende der A+V- Anfeuchten im laufen- Fläche im Salze der Pro- den Jahr laufenden duktions- Jahr rückstände 1 6 6 0 0 6 76,2 24 52,2 2 8 2 0 0 8 103 24 79 3 12 4 0 0 12 152 24 115 13 4 16* 4 3 / (0) 3 / (0) 13 / (16) 163 24 115 24 5 19 3 3 6 13 164 24 115 25 6 22 3 5 11 11 138 115 23 7 22 0 2,5 13,5 8,5 111 115 -4 8 24 2 1,5 15 9 112 115 -3 9 24 0 1,5 16,5 7,5 102 115 -13 10 24 0 0 16,5 7,5 92,4 115 -22,6 11 26 2 1,5 18 8 109 115 -6 12 26 0 0 18 8 99,4 115 -15,6 13 26 0 1 19 7 89,9 115 -25,1 14 28 2 1 20 8 107 115 -8 15 28 0 1 21 7 97 115 -18 16 30 2 0 21 9 114 115 -1 17 30 0 1 22 8 104 115 -11 18 32 2 1 23 9 121 115 6 19 32 0 0 23 9 112 115 -3 20 32 0 1 24 8 103 115 -12 21 34 2 1 25 9 119 115 4 22 34 0 1 26 8 110 115 -5 23 34 0 0 26 8 101 115 -14 24 36 2 1 27 9 118 115 3 25 36 0 1 28 8 109 115 -6 26 36 0 1 29 7 99,9 115 -15,1 27 38 2 0 29 9 117 115 2 28 38 0 1 30 8 108 115 -7 29 40 2 1 31 9 125 115 10 30 40 0 1 32 8 109 115 -6 31 42 2 1 33 9 118 115 3 32 42 0 1 34 8 102 115 -13 33 44 2 2 36 8 110 115 -5 34 44 0 1 37 7 92,2 115 -22,8 Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 37 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Flächenbelegung [ha] jährl. Haldenwasseranfall und Verbrauch für 50- jährliches Nassjahr (1150 mm/a) unter Worst- Case Annahmen [Tsd.m³/a] Be- Gesamtflä- Flächen- Oberflä- Abgedeck- Offenlie- Jahres- Wasser- Wasser- Netto- triebs- che Basis- vorberei- chenabde- te Fläche gende anfall Neu- verbrauch verbrauch Jahres- jahr abdichtung tung/ Bau ckung/ gesamt Fläche halde* zur An- in Produk- anfall Hal- der Basis- abzude- gesamt feuchtung tion inkl. denwasser abdichtung ckende der A+V- Anfeuchten im laufen- Fläche im Salze der Pro- den Jahr laufenden duktions- Jahr rückstände 35 46,2 2,2 1 38 8,2 106 115 -9 36 46,2 0 1 39 7,2 87,1 115 -27,9 37 46,2 0 3 42 4,2 62,7 115 -52,3 38 46,2 0 4,2 46,2 0 62,7 115 -52,3 39-42 46,2 46,2 0 62,7 115 -52,3 43-44 62,7 62,7 ab 45 15,6 15,6 * Ca. im 4. Betriebsjahr kann mit der Abdeckung des ersten Haldenabschnittes begonnen werden. Da derzeit unsicher ist, ob diese Abdeckung tatsächlich bereits im 4. Betriebsjahr noch vollumfänglich wirksam wird, wurde als worst-case angenommen, dass diese Abdeckung erst im Folgejahr voll wirksam wird. Dementsprechend bezieht sich die erste Flächenangabe jeweils auf den Fall, dass die Abdeckung vollständig fertig gestellt ist und die zweite Angabe auf den Fall, dass die abzudeckende Fläche noch nicht wirksam ist. Bemerkung: die roten Zahlen markieren die für die Wahl des Szenarios ausschlaggebende ungünstige Randbedingung

Tab. 12 Jährliche Flächenbelegung der Neuhalde und jährliche Haldenwassermenge in einem Jahr mit mittlerem Niederschlag, sowie Wasserverbrauch für die einzelnen Betriebsjahre

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 38 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Flächenbelegung [ha] jährl. Haldenwasseranfall und Verbrauch für ein Jahr mit mittlerem Niederschlag (810 mm/a) unter Worst-Case Annahmen [Tsd.m³/a] Be- Gesamtflä- Flächen- Oberflä- Abgedeck- Offenlie- Jahres- Wasser- Wasser- Netto- triebs- che Basis- vorberei- chenabde- te Fläche gende anfall Neu- verbrauch verbrauch Jahres- jahr abdichtung tung/ Bau ckung/ gesamt Fläche halde* zur An- in Produk- anfall Hal- der Basis- abzude- gesamt feuchtung tion inkl. denwasser abdichtung ckende der A+V- Anfeuchten im laufen- Fläche im Salze der Pro- den Jahr laufenden duktions- Jahr rückstände 13 26 0 1 19 7 63 115 -52 14 28 2 1 20 8 75 115 -40 15 28 0 1 21 7 68 115 -47 16 30 2 0 21 9 80 115 -35 17 30 0 1 22 8 73 115 -42 18 32 2 1 23 9 85 115 -30 19 32 0 0 23 9 78 115 -37 20 32 0 1 24 8 72 115 -43 21 34 2 1 25 9 83 115 -32 22 34 0 1 26 8 77 115 -38 23 34 0 0 26 8 70 115 -45 24 36 2 1 27 9 83 115 -32 25 36 0 1 28 8 76 115 -39 26 36 0 1 29 7 70 115 -45 27 38 2 0 29 9 82 115 -33 28 38 0 1 30 8 75 115 -40 29 40 2 1 31 9 87 115 -28 30 40 0 1 32 8 76 115 -39 31 42 2 1 33 9 83 115 -32 32 42 0 1 34 8 71 115 -44 33 44 2 2 36 8 77 115 -38 34 44 0 1 37 7 64 115 -51 35 46,2 2,2 1 38 8,2 74 115 -41 36 46,2 0 1 39 7,2 61 115 -54 37 46,2 0 3 42 4,2 43 115 -72 38 46,2 0 4,2 46,2 0 43 115 -72 39-42 46,2 46,2 0 43 115 -72 43-44 43 43 ab 45 10 10 * Ca. im 4. Betriebsjahr kann mit der Abdeckung des ersten Haldenabschnittes begonnen werden. Da derzeit unsicher ist, ob diese Abdeckung tatsächlich bereits im 4. Betriebsjahr noch vollumfänglich wirksam wird, wurde als worst-case angenommen, dass diese Abdeckung erst im Folgejahr voll wirksam wird. Dementsprechend bezieht sich die erste Flächenangabe jeweils auf den Fall, dass die Abdeckung vollständig fertig gestellt ist und die zweite Angabe auf den Fall, dass die abzudeckende Fläche noch nicht wirksam ist.

Althalde Siegfried-Giesen

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 39 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Der Abfluss von Haldenwaser der Althalde wurde in den Prognoseberechnungen analog den Kalibrie- rungsrechnungen ermittelt. In den Betriebsjahren, in denen der Bedarf an Haldenwasser in der Pro- duktion nicht vollständig durch die Neuhalde abgedeckt werden kann, reduziert sich auch der Anfall von Haldenwasser der Althalde, der in die Innerste abgegeben werden muss. Nicht berücksichtigt wurde hier die geplante Abdeckung der Althalde, die dazu führt, dass mit Ende der Betriebszeit der Neuhalde auch die Althalde abgedeckt ist. Dies führt zu einer sukzessiven Reduktion der Haldenwäs- ser der Althalde je nach Abdeckfortschritt und damit zu einer zusätzlichen Entlastung des Vorfluters. Da die zeitliche Überlagerung zwischen Abdeckung Althalde und Flächenbelegung Neuhalde und dem daraus resultierenden Haldenwasseranfall derzeit nicht konkret benannt werden kann, wurde diese nicht berücksichtigt. Es wird aber davon ausgegangen und in den Berechnungen entsprechend be- rücksichtigt, dass bis zur Einstellung der Produktion im Werk Siegfried-Giesen auch die Althalde abgedeckt ist und somit in der Nachbetriebsphase auch von der Althalde nur noch sehr geringe Mengen an Haldenwasser anfallen.

7.1.2 Haldenwasseranfall der Neuhalde

7.1.2.1 Haldenabfluss–NA-Modellierung

Um den Haldenwasseranfall durch die Neuhalde im Modell abzubilden, wird grundsätzlich zwischen drei unterschiedlichen Flächenbelegungen unterschieden: 1. freiliegende, neu vorbereitete Haldenaufstandsfläche, d.h. mit nur einer max. 0,7 m (in Berei- chen mit Dränage, s. Unterlage E-10) bis 1,0 m (in Bereichen ohne Dränage) mächtigen Schicht Rückstandssalz bedeckte Fläche (Schutz der Basisabdichtung vor Witterungs- und mechanischen Einflüssen) 2. freiliegende, bereits komplett aufgeschüttete oder gerade in der Überschüttung befindliche Flächen 3. vollständig mit einer Oberflächenabdeckung bedeckte Fläche Die freiliegenden Flächen der Neuhalde wurden durch ein NA-Modell beschrieben. Der Nieder- schlags-Input ist dabei durch dieselbe Zeitreihe wie für die Althalde gegeben (Tab. 4). Im Gegensatz zur Althalde kann die Neuhalde aber nicht an gemessenen Abflussganglinien kalibriert werden. Daher mussten stattdessen Annahmen zur Abflussreaktion der Halde getroffen werden. Diese wurden sehr konservativ angesetzt:

 keine Verluste durch Verdunstung oder Versickerung durch die Basisabdichtung  durch Aufsalzung des Niederschlagswasser zusätzlich entstehendes Volumen (d.h. Abfluss- beiwert > 1)  sehr schnelle Abflussreaktion auf freiliegenden Flächen, aufgrund der teilweise sehr geringen Überdeckung Der Volumenzuwachs durch die Aufsalzung des Niederschlages wurde analog Unterlage I-11 angesetzt und beträgt ca. 13%. Entsprechend Unterlage I-11 wird in den einzelnen Betriebsjahren dem frisch geschütteten Rückstand ein kleiner Anteil des Niederschlagswassers (< 3%) in den Kieserit eingebunden. Der angesetzte Abflussbeiwert der Halde ist also in der Summe größer 1 (resultierend aus der Aufsalzung), was eine sehr konservative Annahme darstellt. Auch die Abflussreaktion wurde für die Neuhalde insgesamt deutlich schneller und damit konservativer angesetzt als für die Althalde, da aus den neu vorbereiteten Flächen mit einer nur geringen Überdeckung mit Rückstand und aus der unter Berücksichtigung der Haldenhöhe und Böschungsneigung resultierenden geringeren Rück- standsmächtigkeit gegenüber Kompakthalden eine schnellere Abflussreaktion resultieren kann. Im späteren Haldenbetrieb ist die Messung des Abflusses der Neuhalde vorgesehen, so dass das NA-

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 40 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Modell anhand der Messdatengeprüft und ggf. unter Berücksichtigung der konkreten Standortbedin- gungen angepasst werden kann. Die mit der Oberflächenabdeckung bedeckten Flächen werden unabhängig vom Niederschlag mit einem konstanten Zufluss von 30 mm/a zzgl. 13% Volumenzuwachs durch Aufsalzung berücksichtigt. Die 30 mm/a sind in Unterlage I-11 als max. Restdurchsickerung durch die Oberflächenabdeckung ermittelt worden und bedeuten einen auf der sicheren Seite liegenden Ansatz. In Abhängigkeit der Jährlichkeit des Niederschlages wurden 10 mm bis 30 mm ermittelt.

7.1.2.2 Stoffeintrag durch die Neuhalde

Die Konzentration des anfallenden Haldenwassers wurde als konstant angenommen, d.h. es wurden keine Verdünnungseffekte oder jahreszeitlichen Schwankungen berücksichtigt. Die jeweiligen Kon- zentrationen für Chlorid, Kalium und Magnesium basieren auf den Sättigungskonzentrationen, die mit den Rückständen aus der ESTA-Versuchsanlage ermittelt wurden (Tab. 13).

Tab. 13 Konzentration des Haldenwassers der Neuhalde

Stoff Konzentration [g/l] Chlorid 196 Kalium 13,4 Magnesium 0,3

7.1.3 Haldenwasseranfall durch die Althalde Siegfried-Giesen

Es ist vorgesehen, die Althalde abzudecken und zu begrünen. Spätestens zum Ende der Betriebszeit des Werkes Siegfried-Giesen sollen die Arbeiten abgeschlossen sein. Da noch nicht genau abzuse- hen ist, in welchem Jahr mit der Abdeckung begonnen werden kann und wann die Produktion im neuen Werk aufgenommen wird, ist somit auch die zeitliche Überlagerung derzeit nicht konkret zu benen- nen. Dementsprechend wurden alle Szenarien in der Anfahr- und der Betriebsphase ohne Abdeckung, d.h. mit demselben Anfall an Haldenwasser und Stoffeintrag gerechnet, wie für den Ist-Zustand. Erst für die Nachbetriebsphase wurde mit einer vollständig abgedeckten Halde gerechnet. Analog zur Neuhalde wurde hier von einem konstanten Abfluss von 30 mm/a zzgl. 13% Volumenzuwachs durch Aufsalzung ausgegangen. Die Stoff-Konzentrationen wurden dabei konstant auf die jeweiligen Maxi- malkonzentrationen der für den Ist-Zustand kalibrierten Jahresgänge gesetzt (Tab. 14).

Tab. 14 Althalde Siegfried-Giesen: Maximalwert des kalibrierten Jahresgangs der Haldenwasserkonzentratio- nen

Stoff Konzentration [g/l] Chlorid 160 Kalium 13,8 Magnesium 38,7

7.1.4 Sonstige mineralisierte Wässer

Neben den Haldenwässern können in vergleichsweise sehr geringen Mengen mineralisierte Reini- gungs- und Grubenwässer anfallen. Aufgrund der zu erwartenden geringen Mengen und der für die Haldenwässer gewählten sehr konservativen Herangehensweise, sind diese Mengen in der Gesamtbi- lanz vernachlässigbar und werden hier nicht berücksichtigt. Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 41 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

7.1.5 Verwertung von Haldenwässern

Auf der Basis der geplanten jährlichen Rohsalzmenge, die gefördert und verarbeitet wird, ergibt sich der Bedarf an Haldenwasser, das im Produktionsprozess verwertet werden kann. In der Produktion und zur Anfeuchtung der Produktionsrückstände vor der Aufhaldung werden jährlich im Regelbetrieb ca. 115 Tsd.m³/a Haldenwasser verwertet. Für die Aus- und Vorrichtungssalze werden in den ersten beiden Aufhaldungsjahren, in denen noch keine Produktion erfolgt, ca. 24 Tm³/a zum Anfeuchten vor der Aufhaldung benötigt. Planmäßig wurden in den Berechnungen pro Jahr zwei dreiwöchige Be- triebspausen berücksichtigt, je eine im Sommer und eine im Winter, in denen kein Haldenwasser verbraucht wird. Diese Betriebspausen sind im Modell auf das Datum 01. Aug. -21. Aug. und 20. Dez. – 09. Jan. festgelegt. An den übrigen 323 Tagen wird der Produktionsbedarf weitestgehend konstant aus dem Stapelbecken am Werksstandort abgezogen (vgl. Kap. 7.1.6). Schaltjahre werden nicht gesondert behandelt, wodurch hier der Jahresbedarf effektiv 3% größer ist, als in den übrigen Jahren.

7.1.6 Anlagen und Steuerung der Einleitung

Für die Szenarien-Simulationen wird entsprechend Unterlage E-2 im Modell anstelle der momentan vorhandenen drei Intze-Tanks ein einziges Speicherbecken mit einer Kapazität von ca. 24 Tsd.m³ angesetzt. Direkt an der Neuhalde soll zusätzlich ein kleineres Zwischenspeicherbecken gebaut werden. Dieses ist im Modell angelegt, wird aber als Durchlaufelement simuliert. Im Modell wirkt also die Belastung von der Neuhalde direkt auf das große Becken, ohne Zwischenspeicherung in dem kleinen Becken. Die Kapazität der Abstoßleitung wurde im Modell auf maximal 200 m³/h eingestellt. Die end- gültige Dimensionierung der neu zu verlegenden Leitung erfolgt im Rahmen der Erstellung der Son- derbetriebspläne.

Abb. 24 Systemstruktur des Flussgebietsmodells: Ausschnitt Siegfried-Giesen in den Planungsszenarien Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 42 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Die Steuerung der Einleitung muss während der Betriebsphase zwei gegenläufige Ziele bedienen: 1. bei Einhaltung der Grenzwerte in der Innerste möglichst viel Wasser einzuleiten, um stets ein großes Speichervolumen für Starkregenereignisse oder lange Trockenperioden, in denen nur wenig Wasser eingeleitet werden kann, frei zu haben 2. einen möglichst großen Vorrat an Haldenwasser zu speichern, um auch bei längeren Zeiten mit geringem Anfall an Haldenwasser genügend Wasser für die Produktion verfügbar zu haben Die Grenzwerte, auf die im Rahmen der Szenarienberechnung gesteuert wird, sind gegenüber denen der aktuellen Erlaubnis gesenkt (vgl. Tab. 15). In den ersten Betriebsjahren wird auf 300 mg/l gesteuert (anstelle wie bisher auf 315 mg/l). Für die Szenarien des Regelbetriebs, d.h. Betriebsjahr 7 und 29 wurden sowohl die Ergebnisse einer Steuerung auf 250 mg/l, sowie einer Steuerung auf 200 mg/l untersucht. Für die Nachbetriebsphase wurde der Cl-Grenzwert auf 200 mg/l gesetzt. Um während der Betriebsphase einen Vorrat an Wasser für die Produktion zu haben, wird die so er- mittelte maximal erlaubte Einleitmenge im Modell in den entsprechenden Szenarien nur dann tatsäch- lich eingeleitet, wenn ein bestimmter Füllstand des Beckens überschritten wird. So kann in niederschlagsarmen Zeiten mit geringem Haldenwasseranfall der Bedarf der Produktion noch eine Zeitlang gedeckt werden. Dabei gibt es jeweils zwei maßgebende Zielfüllstände: Bis zu dem unteren Zielfüll- stand wird das Wasser ausschließlich für die Produktion vorgehalten und gar nicht eingeleitet; zwischen dem ersten und zweiten Zielfüllstand wird eine reduzierte Menge gegenüber der bei vorgege- benen Grenzwert erlaubten Menge eingeleitet; ab dem oberen Zielfüllstand wird unter Berücksichti- gung der Grenzwerte voll eingeleitet. Für das Betriebsjahr 4 ist der Zielfüllstand tiefer angesetzt als für die folgenden Betriebsjahre, da hier durch die deutlich größere offene Haldenfläche ein größerer Spit- zenanfall zu erwarten ist, für den stets ausreichend Rückhaltekapazitäten freigehalten werden müs- sen. Einen Monat vor Beginn des Betriebsstopps werden die Zielfüllstände gesenkt, um für die Zeit ohne Verbrauch in der Produktion ein entsprechendes Speichervolumen vorzuhalten. Auch für die Szenarien ohne Produktion wurde so gesteuert, dass erst ab einem gewissen Beckenfüllstand die volle Einleitung bis an den Grenzwert geschieht, um die Konzentrationen in der Innerste im Falle von ausreichendem Rückhalt bzw. Speichervolumen weniger zu beeinflussen.

Tab. 15 Szenarien Randbedingung: Gerechnete Varianten bezüglich angesteuertem Cl-Grenzwert nach Einlei- tung in die Innerste

Variante 1 Variante 2 Betriebsjahr 2 ohne Produktion 300 mg/l - Betriebsjahr 4 Anfahrphase 300 mg/l - Betriebsjahr 7 Regelbetrieb 250 mg/l 200 mg/l Betriebsjahr 29 Regelbetrieb 250 mg/l 200 mg/l Betriebsjahr > 45/ Nachbetriebsphase 200 mg/l -

7.2 Sigmundshall

7.2.1 Abwasseranfall durch Halde

Die Halde Sigmundshall wird in allen gerechneten Szenarien entsprechend dem Ist-Zustand angesetzt. Die Abdeckung der Halde wird auch noch einige Jahre nach der Einstellung der Produktion erfolgen. Konkrete Angaben dazu sind derzeit nicht möglich. Zudem ist zu berücksichtigen, dass das Abdeckmaterial selbst aus einem Teil Rückstandssalz besteht, so dass erst nach der Auswaschung dieses Salzes eine Begrünung möglich ist. Es ist zu erwarten, dass die Halde Sigmundshall langfristig

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 43 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren auch deutlich weniger Haldenwasser liefern wird. Die hier getroffenen Annahmen sind langfristig auf der Grundlage von Monitoringdaten etc. zu verifizieren und ggf. anzupassen.

7.2.2 Abwasseranfall durch das Werk

Da für die ersten Betriebsjahre des Werkes Siegfried-Giesen nicht sicher vorherzusagen ist, ob diese noch in die Zeit vor, oder bereits in die Zeit nach Einstellung der Produktion im Werk Sigmundshall fallen, wurden für die ersten 4 Betriebsjahre jeweils beide Szenarien berücksichtigt. Für die Szenarien mit Produktion Sigmundshall wurden die Abfluss- und Stoffmengen aus Produkti- onsabwässern und Schachtlösungen analog zu dem Modell im Ist-Zustand als Zeitreihen angesetzt. Für die Szenarien ohne Produktion Sigmundshall entfällt dieser Anteil, so dass nur noch Haldenwäs- ser betrachtet werden.

Tab. 16 Szenarien Randbedingung: Gerechnete Varianten bezüglich Abwasseranfall vom Werk Sigmundshall

mit Produktion Sigmundshall ohne Produktion Sigmundshall Betriebsjahr 2 X X Betriebsjahr 4 X X Betriebsjahr 7 X Betriebsjahr 29 X Betriebsjahr > 45/ Nachbetrieb X

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 44 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

8 Auswertungsschema

Der Zeitraum für alle Auswertungen bezieht sich auf eine 30-Jahres-Periode vom 01.11.1981 bis zum 31.10.2011. Für diesen Zeitraum liegen die erforderlichen Messdaten (Niederschlags- und Abflussrei- hen) vor. Das erste Simulationsjahr wurde nicht mit ausgewertet, da der mit dem NA-Modelle simulierte Haldenabfluss in der Anfangszeit noch von den Startbedingungen abhängt. Ausgewertet wurde der Referenzlauf, d.h. die Langzeitsimulation mit dem für den Ist-Zustand kalibrierten Modell (vgl. Kap. 5 und 6), sowie die in Kap. 0 vorgestellten Szenarien. Im Folgenden wird vorgestellt, wie die Ergebnisse der einzelnen Simulationsläufe aufbereitet und dargestellt wurden. Die vollständigen Ergebnisauswertungen befinden sich im Anhang 2, die wichtigsten Ergebnisse werden im Kap. 9 dargestellt und besprochen.

8.1 Konzentrationen im Gewässer

Für alle Szenarien wurden an folgenden Gütemessstellen im Neustadt Gewässer jeweils die Konzentrationen für Chlorid, Kalium und Einleitung SI Magnesium ausgewertet und mit dem Referenzlauf (d.h. der ca. 18 km Langzeitsimulation mit dem für den Ist-Zustand kalibrierten Mo- Westaue dell) verglichen (vgl. Abb. 1 und Abb. 25):

– Sarstedt (Innerste, ca. 6 km nach Einleitung Siegfried- Bordenau/ Giesen) Ricklingen ca. 27 km – Herrenhausen (Leine nach Zufluss der Innerste, vor der Einleitung Sigmundshall, ca. 28 km nach Einleitung

Siegfried-Giesen) Herrenhausen – Bordenau/ Ricklingen (Leine nach Zufluss der Innerste, vor der Einleitung Sigmundshall, ca. 55 km nach Einlei- ca. 22 km ca. 6 km tung Siegfried-Giesen) Innerste – Neustadt (Leine nach Einleitung Sigmundshall, ca. 73 km nach Einleitung Siegfried Giesen) Einleitung SG Sarstedt Leine Die Konzentrationen der drei Stoffe wurden als 30-Jahres Ganglinien graphisch dargestellt. Abb. 25 Fließstrecke ab Einleitung SG Die simulierten Konzentrationen wurden außerdem statistisch ausgewertet und als Dauerlinie dargestellt. Anhand von Dauerlinien lässt sich leichter eine Änderung der Konzentrationsverteilungen je Szenario im Vergleich zum Ist-Zustand erkennen. Die Dauerlinie wurde aus den Daten der gesamten 30-Jahres Periode erstellt. Zudem wurden die 25- 50-, 75-, 90-, 95- und 99 Perzentile jeweils für die einzelnen hydrologischen Jahre bestimmt und jeweils das Minimum und Maximum ermittelt und zusammen mit der Dauerlinie abgebildet. Die Variabilität von Jahr zu Jahr, die sich aus natürlichen Schwankungen der Abfluss- und Niederschlagsverhältnisse ergibt, wird so erkennbar. Als Auswertungs- und Beurteilungspunkte im Modell wurden die Gütemessstellen, d.h. die Kalibrie- rungspunkte, ausgewertet, da an diesen Punkten die höchste Genauigkeit der Ergebnisse vorliegt. Weil im Bereich des Zusammenflusses von Leine und Innerste keine Gütemessstelle liegt, ist an dieser Stelle kein Beurteilungspunkt gesetzt. Der nächstgelegene Beurteilungspunkt ist der Pegel Her- renhausen. Um die Differenz zwischen Zusammenfluss von Leine und Innerste und dem Pegel Her- renhausen zu ermitteln, wurde die Basisstatistik für die Konzentrationen direkt nach dem Zusammen-

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 45 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren fluss von Leine und Innerste für ein Beispielszenario (BJ 2) ausgewertet. Diese weicht vom Pegel Herrenhausen um max. ±4 % ab. Aufgrund dessen sind die ermittelten Konzentrationen am Pegel Herrenhausen auch für den Zusammenfluss von Leine und Innerste repräsentativ.

8.2 Frachtbilanz im Gewässer

Für die Gütemessstelle Sarstedt und die Messstelle Neustadt wurde jeweils die über den Simulations- zeitraum mittlere Jahresfracht aufgeteilt nach ihren Quellen dargestellt. So kann man einen Eindruck über die Relevanz der einzelnen Quellen an der jeweiligen Messstelle gewinnen.

8.3 Abwasseranfall und -entsorgung

Für die Standorte Siegfried-Giesen und Sigmundshall wurden aus den Simulationsergebnissen jeweils die Jahressummen der anfallenden und entsorgten Abwasser- und Stoffmengen ermittelt.

8.4 Beckenauslastung

Die Auslastung des Beckenvolumens wird zum einen als Ganglinie dargestellt, zum anderen werden jeweils die maximalen Füllstände pro hydrologischem Jahr ausgewertet.

8.5 Extremniederschläge

Innerhalb der 30-Jahres-Periode befindet sich ein Niederschlagsereignis im Juli 2002, welches nach Kostra 2000 für das Rasterfeld, in dem die Halde Siegfried-Giesen liegt, beinahe einem 100-jährlichen Niederschlagsereignis entspricht (Tab. 17) (itwh KOSTRA-DWD, 2000). Allerdings sollte gemäß Kostra für Planungszwecke bei Wiederkehrperioden von 100 Jahren ein Toleranzbetrag von ± 20% Berücksichtigung finden (itwh KOSTRA-DWD, 2000). Dadurch, dass seit 2000 gehäuft extreme Nie- derschlagsereignisse aufgetreten sind, kann außerdem davon ausgegangen werden, dass der 100- jährliche Niederschlag durch Kostra 2000 tendenziell unterschätzt wird. Durch die Auswertung der in den jeweiligen Szenarien simulierten Beckenfüllstände (in der 30-Jahres- Periode einschließlich des beinahe 100-jährlichen Ereignisses) kann auch auf größere Nieder- schlagsereignisse rückgeschlossen werden. Dabei gilt die Annahme, dass ausreichende Pumpkapazi- täten vorhanden sind. Je schneller die Abflussreaktion der Halden bei Extremereignissen ist, umso größer müssen die Pumpkapazitäten sein. Die Langzeitsimulation besitzt zugleich den Vorteil, dass Abflüsse im Vorfluter und Niederschlagsereignisse gleichzeitig gemäß ihrer tatsächlich aufgetretenen Kombination betrachtet werden. So ist tatsächlich in vielen Szenarien nicht das größte Niederschlags- ereignis für den höchsten Beckenfüllstand verantwortlich, sondern die Kombination aus einer längeren Trockenphase und somit nur geringen Möglichkeiten Abwasser einzuleiten, in Kombination mit mittleren bis größeren Niederschlägen. Tab. 17 Extremniederschläge: Vergleich max. Niederschlag aus Zeitreihe für Standort Siegfried- Giesen mit 100-jährlichem Kostra 2000 Niederschlag

Extremster Niederschlag aus der ver- 100-jährlicher Niederschlag nach Dauerstufe wendeten Zeitreihe (Juli 2002) Kostra 2000 für Rasterfeld S: 34 Z: 39 [mm] [mm] 1 Tag 88 90 2 Tage 98 100 3 Tage 108 110

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 46 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

9 Ergebnisse zur Prognose der Salzbelastung

Die vollständigen Auswertungsergebnisse sind jeweils im Anhang 2 aufgeführt. Nachfolgend werden einzelne Ergebnisse dargestellt und besprochen. Die Ergebnisse werden dabei zunächst getrennt für die einzelnen Szenarien dargestellt, bevor eine Präsentation der zeitlichen Entwicklung in der Übersicht folgt. Wichtig bei der Interpretation der Er- gebnisse ist der unterschiedliche zeitliche Bezug der einzelnen Szenarien: Während das Betriebsjahr 2 und 4 jeweils die ungünstigsten Szenarien innerhalb der nur 6 Jahre dauernden Anfahrphase darstellen, repräsentieren das Betriebsjahr 7 und 29 den deutlich längeren Zeitraum des Regelbetriebs von 38 Jahren. Die Nachbetriebsphase deckt sogar einen unbestimmt langen Zeitraum ab. Sowohl bei der Bewertung von Veränderungen in den Einleitmengen und Konzentrationen im Vorfluter als auch bei der Beurteilung von Risiken in Bezug auf Extremereignisse, muss dieser zeitliche Bezug mit be- rücksichtigt werden. Statistisch gilt dabei folgender Grundsatz, dass in einem einzelnen Jahr, z.B. einem dem Betriebsjahr 4 entsprechendes Jahr, ein 50-jährliches Niederschlagsereignis mit einer Eintrittswahrscheinlichkeit von 2% auftreten wird. Demgegenüber wird in einer 38 Jahre umfassenden Periode, wie beispielsweise das Betriebsjahr 7 repräsentiert, ein 50-jährliches Niederschlagsereignis mit 76% Wahrscheinlichkeit auftreten.

Anfahrphase Nachbetrieb Regelbetrieb (38 Jahre) (6 Jahre) (>> 50 Jahre) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

9.1 Einzelszenariobetrachtung

9.1.1 Referenz (Ist-Zustand)

Die Ganglinien der Stoff-Konzentrationen in der Innerste zeigen für das Referenzszenario (= Szenario des Ist-Zustandes, d.h. 30-Jahres-Langzeitsimulation unter aktuellen Bedingungen, wie kalibriert) einen typischen Jahresverlauf mit niedrigen Konzentrationen im Winter und höheren Konzentrationen im Sommer (Bsp. Cl, vgl. Abb. 26). Mit der Einleitung durch Siegfried-Giesen werden die Konzentrati- onen in der Innerste erhöht, wobei diese Erhöhung für Kalium und Magnesium größer als die natürli- che Variabilität ist, die sich durch unterschiedliche Nass- und Trockenjahre ergibt. (Bsp. Cl, vgl. Abb. 27). Diese durch unterschiedliche Abflussbedingungen im Vorfluter und unterschiedlichen Nie- derschlag verursachte natürliche Variabilität zeigt sich über die Bandbreite der ausgewerteten Einzel- jahre . Durch den Zusammenfluss von Innerste und Leine werden die Konzentrationen deutlich verdünnt. Dabei erreichen Kalium und Chlorid ähnliche Konzentrationsverteilungen wie in der Innerste vor der Einleitung, für Magnesium bleiben die Konzentrationen gegenüber dem Niveau vor der Einleitung erhöht. Im weiteren Verlauf erhöhen sich die Konzentrationen leicht bis Bordenau/ Ricklingen durch diffuse Einträge. Nach der Einleitung durch das Werk Sigmundshall bei Neustadt steigen die Konzent- rationen deutlich an. Für Magnesium wurde dabei ein ähnliches Niveau wie in der Innerste bei Sarstedt erreicht, Chlorid liegt noch deutlich darüber (Abb. 28 bis Abb. 30).

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 47 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

350 Innerste, Groß Giesen Innerste, Sarstedt 300

250

200

150

-Konzentration [mg/l] -Konzentration 100 Cl

0 01.11.1981 01.11.1985 01.11.1989 01.11.1993 01.11.1997 01.11.2001 01.11.2005 01.11.2009

Abb. 26 Referenz: Simulierte Cl-Konzentration in der Innerste als Ganglinie; Vergleich vor Einleitung (bei Groß Giesen) und nach der Einleitung (Sarstedt)

1.0 0.9 0.8 0.7 Innerste, Groß Giesen - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 Innerste, Groß Giesen - Einzeljahre Min-Max 0.4 Innerste, Sarstedt - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Innerste, Sarstedt - Einzeljahre Min- 0.1 Max Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 27 Referenz: Simulierte Cl-Konzentration in der Innerste als Dauerlinie; Vergleich vor Einleitung (bei Groß Giesen) und nach der Einleitung (Sarstedt)

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 48 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1.0 0.9 0.8 0.7 Leine, Neustadt 0.6 0.5 Leine, Bordenau / R. 0.4 Leine, Herrenhausen 0.3 0.2 Innerste, Sarstedt 0.1 Innerste, Groß Giesen Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 100 200 300 400 500 600 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 28 Referenz: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilungen für verschiedene Messstellen in Innerste und Leine

1.0 0.9 0.8 0.7 Leine, Neustadt 0.6 Leine, Bordenau/ R. 0.5 0.4 Leine, Herrenhausen 0.3 Leine, Sarstedt 0.2 0.1 Innerste, Groß Giesen

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 20 40 60 80 100 120 K-Konzentration [mg/l]

Abb. 29 Referenz: Simulierte K-Konzentrationsverteilungen für verschiedene Messstellen in Innerste und Leine

1.0 0.9 0.8 0.7 Leine, Neustadt 0.6 Leine, Bordenau / R. 0.5 0.4 Leine, Herrenhausen 0.3 Innerste, Sarstedt 0.2 0.1 Innerste, Groß Giesen

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Mg-Konzentration [mg/l]

Abb. 30 Referenz: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilungen für verschiedene Messstellen in Innerste und Lei- ne

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 49 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

9.1.2 Betriebsjahr 2

Im Betriebsjahr 2 fällt die größte Menge an Haldenwasser an, die in die Innerste einzuleiten ist, da in diesem Jahr noch kein Verbrauch in der Produktion erfolgt und für die Phase ohne Produktion die größte offenliegende Fläche erreicht wird (vgl. Tab. 11). Es ist derzeit noch nicht sicher prognostizier- bar, ob das Werk Sigmundshall bis dahin stillgelegt ist. Aufgrund dessen werden zwei Szenarien betrachtet, jeweils mit und ohne aktiver Produktion des Werkes Sigmundshall. Die Ergebnisse für das Szenario ohne Produktion Siegfried-Giesen sind im Anhang 2 dokumentiert. Die aus der größeren Haldenwassermenge resultierende höhere Chlorid- und Kaliumfracht führt für das Betriebsjahr 2 zu einer Erhöhung der Konzentrationen in der Innerste. Cl-Konzentrationen über 200 mg/l treten in diesem Szenario ca. 25% häufiger auf als im Ist-Zustand (Abb. 31), werden aber durch eine Zwischenspeicherung und geregelte Einleitung unter 300 mg/l gehalten. Kalium- Konzentrationen über 20 mg/l treten im Betriebsjahr 2 an ca. 10% der Zeit des gesamten Simulations- zeitraums auf (Abb. 32) im Vergleich zu < 1% im Referenz-Szenario auf. Die Kalium-Konzentrationen bleiben im Betriebsjahr 2 stets unter 25 mg/l. Die Konzentrationsverteilungen von Chlorid und Kalium variieren aufgrund der unterschiedlichen hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen stark. So beträgt das 90-Perzentil der Chlorid-Konzentrationen für den Gesamtzeitraum 260 mg/l, liegt aber in einzelnen Jahren bis zu 19% niedriger bzw. bis zu 6% darüber. Das 90-Perzentil der Kalium- Konzentrationen beträgt über den Gesamtzeitraum knapp 20 mg/l und liegt in einzelnen Jahren bis zu 20% tiefer bzw. bis zu 10% höher. Für Magnesium ist bereits im Betriebsjahr 2 der Netto-Anfall geringer als für den Referenz-Zustand (zusätzlicher Anfall durch Neuhalde im Mittel 20 t/a, dabei Verbrauch durch Produktion 500 t/a, vgl. Anhang 2 Abb. 29 d und Anhang 2 Abb. 30 d), so dass die Magnesium-Konzentrationen für dieses und für alle weiteren Szenarien zurückgehen. Nach der Mündung der Innerste in die Leine ist der Effekt der veränderten Einleitung im Betriebsjahr 2 bereits deutlich abgeschwächt. Die Variabilität der Perzentile zwischen den Jahren, bedingt durch unterschiedliche hydrologische und meteorologische Randbedingungen, ist in der Leine bei Herren- hausen bzw. Bordenau/ Ricklingen größer, als die durch das geänderte Einleitregime hervorgerufene Änderung. Für die Konzentrationen an Chlorid, Kalium und Magnesium in der Leine bei Neustadt im 2. Betriebs- jahr ist es entscheidend, ob zu diesem Zeitpunkt noch im Werk Sigmundshall Produktionswässer eingeleitet werden. Ist dies der Fall, ergeben sich keine relevanten Veränderungen gegenüber dem Ist- Zustand. Deutliche Verbesserungen sind aber nach Ende der Einleitung von Produktionsabwässern durch das Werk Sigmundshall trotz zusätzlicher Einleitung aus Siegfried-Giesen zu erwarten. Die vorgesehene Beckenkapazität von 24 Tsd.m³ ist über den Simulationszeitraum ausreichend. Der maximale Füllstand beträgt 57% und dies trotz des geringen Verbrauchs an Haldenwasser im Be- triebsjahr 2 und dem damit verbundenen großen jährlichen Netto-Anfall an Abwasser. Verglichen mit den anderen betrachteten Szenarien ist die freiliegende Fläche für das Betriebsjahr 2 mit 8 ha geringer. Dadurch ist auch der simulierte Spitzenabfluss von der Neuhalde geringer und somit die Belas- tung auf das Becken nicht so groß.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 50 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 2 mit Prod. SI - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 2 mit Prod. SI - Einzeljahre Min- Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 31 Betriebsjahr 2: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 2 mit Prod. SI - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 2 mit Prod. SI - Einzeljahre Min- Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 5 10 15 20 25 30 K-Konzentration [mg/l]

Abb. 32 Betriebsjahr 2: Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

1,0 0,9 0,8 0,7 BJ 2 ohne Prod. SI - Gesamtzeitraum 0,6 0,5 BJ 2 ohne Prod. SI - Einzeljahre Min- Max 0,4 Referenz - Gesamtzeitraum 0,3 0,2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0,1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Mg-Konzentration [mg/l]

Abb. 33 Betriebsjahr 2: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 51 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Kurzzusammenfassung Betriebsjahr 2: Grundlagen des Szenarios:

– repräsentiert die ersten zwei Betriebsjahre der Anfahrphase ohne Produktion SG – ungünstigstes Szenario aus Sicht der Haldenwassermenge Ergebnisse der Langzeitsimulation:

– die Ergebnisse werden für 2 Jahre so oder günstiger eintreten – Ergebnisse stark abhängig von den meteorologischen und hydrologischen Randbedingungen während dieser Jahre (siehe Spannweite in folgenden Ergebnissen)

– Jährliche Einleitmengen liegen im Rahmen der derzeitigen wasserrechtlichen Erlaubnis – Veränderung der jährlichen Einleitmenge o zwischen +40% und +80% (Haldenwassermenge) o zwischen +66% und +120% (Chlorid-Fracht) o zwischen +49% und +94% (Kalium-Fracht)

– Reduktion der jährlich eingeleiteten Magnesium-Fracht zwischen -10% und -31% – Änderung der Konzentrationen in Innerste und Leine bezogen auf den Gesamtsimulationszeit- raum von 30 Jahren:

Sarstedt Herrenhausen Neustadt Mittel 90P Mittel 90P Mittel 90P Ist-Zustand [mg/l] 141 207 94 132 168 262 Szenario [mg/l] 172 260 100 140 173 269 Chlorid Änderung [mg/l] +31 +53 +7 +9 +6 +7 Änderung [%] +22% +25% +7% +7% +3% +3% Ist-Zustand [mg/l] 11 17 6 8 23 41 Szenario [mg/l] 13 20 6 9 23 41 Kalium Änderung [mg/l] +2 +3 +0 +1 +0 +0 Änderung [%] +17% +19% +7% +6% +2% +1% Ist-Zustand [mg/l] 25 35 19 24 26 38 Szenario [mg/l] 22 30 18 23 26 37 Magnesium Änderung [mg/l] -2 -5 -0 -1 -0 -1 Änderung [%] -9% -14% -2% -4% -2% -2%

– Statistische Kennwerte der Konzentrationen im Gewässer in vielen Simulationsjahren im Be- reich der Variabilität des Ist-Zustandes, z.B.: o Mittelwert Cl bei Sarstedt in 30% (9 von 30 Jahren) o 90-Perzentil Cl bei Sarstedt in 27% (8 von 30 Jahren) o Mittelwert K bei Sarstedt in 57% (17 von 30 Jahren) o 90-Perzentil K bei Sarstedt in 60% (18 von 30 Jahren)

– Konzentrationen in der Innerste bei Sarstedt stets unter 300 mg/l Cl und 25 mg/l K

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 52 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

– Entlastungszeiträume bleiben erhalten, d.h. Konzentrationen sind innerhalb eines Jahres nicht konstant hoch, sondern sinken auch in den ungünstigsten Jahren zwischenzeitlich auf niedri- ge Werte ab (z.B. 150 mg/l Cl bei Sarstedt) (siehe auch Anhang 2)

– In der Leine bei Herrenhausen liegen Änderungen in den Konzentrationen bereits im Bereich der Modellgenauigkeit

– Ausreichende Sicherheiten in den Rückhaltekapazitäten des Beckens vorhanden Fazit:

– In den ersten zwei Jahren der Anfahrphase ohne Produktion ist mit einer kurzzeitigen Erhö- hung der Einleitmengen von Siegfried-Giesen und einer Erhöhung der Konzentrationen in der Innerste zu rechnen, ohne Werte von 300 mg/l Cl bzw. 25 mg/l K zu überschreiten.

– Die Verteilung der Chlorid-Konzentrationen liegt in 9 von 30 Jahren innerhalb des natürlichen Schwankungsbereichs zwischen den Jahren und ist somit in diesen Jahren gegenüber dem Ist-Zustand nicht außergewöhnlich erhöht (für Kalium sind es 57% der Jahre)

– Auswirkungen auf die Konzentrationen in der Leine sind gering (Betrag der Änderung der ausgewerteten Basisstatistik < 8%)

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 53 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

9.1.3 Betriebsjahr 4

Das 4. Betriebsjahr ist das Jahr mit der größten offenliegenden Fläche (vgl. Tab. 11). Es wird aus heutiger Sicht davon ausgegangen, dass im günstigsten Fall eine Fläche von 13 ha offen liegt und 3 ha abgedeckt sind. Unter Berücksichtigung, dass es im ersten Abdeckabschnitt zu zeitlichen Verzö- gerungen bei der Herstellung der Abdeckung (z. B. auch beim witterungsabhängigen Dichtungsbau kommt) bzw. auch die volle Wirksamkeit der Abdeckung auf der gesamten Fläche erst im Folgejahr erreicht wird, wird im ungünstigsten Fall von einer offenliegenden Fläche von bis zu 16 ha ausgegangen. Die großen, offenliegenden und damit potentiell schnell reagierenden Flächen im Betriebsjahr 4 führen zu den, verglichen mit den anderen Betriebszuständen, größten Spitzenlasten von der Neuhal- de. Demgegenüber steht ein großer Verbrauch an Haldenwasser in Produktion und Anfeuchtung, so dass im Betriebsjahr 4 in den meisten Jahren die insgesamt eingeleiteten Jahres-Abwassermengen und –frachten deutlich zurückgehen werden. In den Salz-Konzentrationen in der Innerste macht sich das durch eine Reduktion der niedrigen Kon- zentrationen verglichen mit dem Ist-Zustand bemerkbar (Abb. 34 und Abb. 35). So treten beispielsweise Cl-Konzentrationen unter 100 mg/l im Betriebsjahr 4 auf die 30-Jahre bezogen 14% häufiger auf als im Ist-Zustand. Gleichzeitig steigt aber die Häufigkeit von höheren Konzentrationen an. Chlorid- Konzentrationen über 200 mg/l treten beispielsweise auf die 30-Jahres Periode bezogen im Betriebs- jahr 4 um 11% häufiger auf als im Ist-Zustand. Die maximalen simulierten Konzentrationen für Chlorid liegen im Betriebsjahr 4 dabei knapp unter dem Grenzwert von 300 mg/l. Durch den zeitlich sehr variablen und hohen Anfall von Haldenwasser der Neuhalde muss in diesem Szenario noch häufiger bis an den Grenzwert eingeleitet werden, damit die Beckenkapazitäten nicht überlastet werden. Diese waren mit einer Auslastung von bis zu 17 Tsd.m³ über den Simulationszeitraum ausreichend. Auf die offenliegende Fläche gerechnet, ist der Puffer für zusätzlich anfallenden Niederschlag jedoch geringer als in anderen Szenarien, wodurch das Betriebsjahr 4 in dieser Hinsicht als maßgebendes Jahr zu bewerten ist. Ein noch größeres Becken zu bauen, wäre allerdings wirtschaftlich nicht vertretbar, da es sich mit dem Betriebsjahr 4 um einen nur einmalig auftretenden Zustand während der gesamten Betriebszeit handelt und folglich die Wahrscheinlichkeit des Auftretens extremer Niederschlagsreig- nisse in genau dieser Zeit gering ist. Die Beckensteuerung muss insbesondere für das Betriebsjahr 4 zwei gegenläufige Ziele bedienen: 1. Speicherung des Haldenwasser im Becken für die Produktion und Anfeuchtung der A+V Salze 2. Gewährleistung eines ausreichenden Puffers im Becken für Zwischenspeicherung bei Starkregenereignissen Der Bedarf an Haldenwasser für die Produktion und Anfeuchtung der A+V-Salze ist in diesem Be- triebsjahr mit insgesamt 139 Tsd.m³/a sehr hoch und kann in niederschlagsarmen Zeiten nicht durch den Trockenwetterabfluss von Alt- und Neuhalde gedeckt werden. Daher ist es ein Ziel, in dem Be- cken einen Haldenwasservorrat zurückzuhalten, um den Wasserbedarf der Produktion auch in Tro- ckenperioden zu decken. Gleichzeitig ist die offene Fläche der Neuhalde im Betriebsjahr 4 mit bis zu max. 16 ha am größten und der Haldenwasseranfall während Starkereignissen entsprechend hoch. Daher muss auseichend Volumen zur Zwischenspeicherung solcher Ereignisse zur Verfügung stehen. Somit stehen beide Ziele in einem direkten Konflikt zueinander. Die vorliegende Steuerung stellt einen Kompromiss zwischen beiden Zielen dar, wobei die Vermei- dung eines Überlaufs höhere Priorität erhalten hat. Daraus ergibt sich, dass der Bedarf an Haldenwasser für die Produktion weitestgehend gedeckt ist aber nicht zu 100% in allen Jahren.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 54 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Dennoch erzeugt die Kompromisslösung für die meisten Jahre einen nur unwesentlich ungünstigeren Zustand in Bezug auf Jahreseinleitungsmengen in die Innerste als der Ist-Zustand. Diese Betriebsweise des Beckens basiert auf den aktuellen und äußerst konservativen Annahmen bezüglich des Abflussverhaltens der Neuhalde. Im späteren Betrieb, mit zunehmender Erfahrung in Bezug auf das Abflussverhalten der Neuhalde, wird eine erneute Überprüfung der Steuerung des Be- ckens sinnvoll sein.

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 4 mit Prod. SI - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 4 mit Prod. SI - Einzeljahre Min- Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 34 Betriebsjahr 4: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 4 mit Prod. SI - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 4 mit Prod. SI - Einzeljahre Min- Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 5 10 15 20 25 30 K-Konzentration [mg/l]

Abb. 35 Betriebsjahr 4: Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 55 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1,0 0,9 0,8 0,7 BJ 4 mit Prod. SI - Gesamtzeitraum 0,6 0,5 BJ 4 mit Prod. SI - Einzeljahre Min- Max 0,4 Referenz - Gesamtzeitraum 0,3 0,2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0,1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Mg-Konzentration [mg/l]

Abb. 36 Betriebsjahr 4: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 56 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Kurzzusammenfassung Betriebsjahr 4: Grundlagen des Szenarios:

– repräsentiert die Jahre 3-6 der Anfahrphase mit Produktion SG – mit Abstand ungünstigstes Szenario aus Sicht der Haldenwassermenge – mit max. 16 ha größte offenliegende Fläche im gesamten Betriebszeitraum – unter günstigen technischen Randbedingungen kann ggf. im 4. Betriebsjahr eine Fläche von 3 ha bereits abgedeckt sein, wodurch sich die Haldenwassermengen entsprechend reduzie- ren würden. Ergebnisse der Langzeitsimulation:

– die Ergebnisse werden in der Anfahrphase für die Dauer von 4 Jahren so oder günstiger eintreten

– Ergebnisse stark abhängig von hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen wäh- rend dieser Jahre (siehe Spannweite in folgenden Ergebnissen)

– Jährliche Einleitmengen liegen im Rahmen der derzeitigen wasserrechtlichen Erlaubnis – Veränderung der jährlichen Einleitmenge: o zwischen -54% und +59% (Haldenwassermenge) o zwischen -36% und +106% (Chlorid-Fracht) o zwischen -47% und +73% (Kalium-Fracht) o zwischen -92% und -57% (Magnesium-Fracht)

– Änderung der Konzentration in Innerste und Leine bezogen auf den Gesamtsimulationszeit- raum von 30 Jahren:

Sarstedt Herrenhausen Neustadt Mittel 90P Mittel 90P Mittel 90P Ist-Zustand [mg/l] 141 207 94 132 168 262 Szenario [mg/l] 143 261 94 133 168 261 Chlorid Änderung [mg/l] +1 +54 +1 +2 +1 -1 Änderung [%] +1% +26% +1% +1% +0% -0% Ist-Zustand [mg/l] 11 17 6 8 23 41 Szenario [mg/l] 11 19 6 8 23 41 Kalium Änderung [mg/l] -0 +3 -0 +0 -0 -0 Änderung [%] -4% +17% -1% +0% -0% -1% Ist-Zustand [mg/l] 25 35 19 24 26 38 Szenario [mg/l] 17 23 17 21 25 36 Magnesium Änderung [mg/l] -8 -12 -2 -3 -1 -2 Änderung [%] -32% -34% -9% -11% -5% -6%

– Statistische Kennwerte der Konzentrationen im Gewässer in vielen Simulationsjahren im Be- reich der Variabilität des Ist-Zustandes, z.B.: o Mittelwert Cl bei Sarstedt in 93% (28 von 30 Jahren) o 90-Perzentil Cl bei Sarstedt in 10% (3 von 30 Jahren) Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 57 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

o Mittelwert K bei Sarstedt in 100% (30 von 30 Jahren) o 90-Perzentil K bei Sarstedt 70% (21 von 30 Jahren)

– Konzentrationen stets unter 300 mg/l Cl und 25 mg/l K – Entlastungszeiträume bleiben erhalten, d.h. Konzentrationen sind innerhalb eines Jahres nicht konstant hoch, sondern sinken auch in den ungünstigsten Jahren zwischenzeitlich auf niedri- ge Werte ab (z.B. 150 mg/l Cl bei Sarstedt) (siehe auch Anhang 2)

– In der Leine bei Herrenhausen sind Änderungen in den Konzentrationen bereits kleiner als die Modellgenauigkeit

– Ausreichende Sicherheiten in den Rückhaltekapazitäten des Beckens vorhanden Fazit:

– In den Jahren 3-6 der Anfahrphase mit Produktion stellt das gerechnete BJ 4 das mit Abstand ungünstigste Szenario in Bezug auf die offenliegenden Flächen dar (min. 23% größer als für die anderen Betriebsjahre)

– Im Betriebsjahr 4 wird sich die Jahreseinleitmenge von Siegfried-Giesen je nach hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen erhöhen oder senken (41:59)

– Cl- und K-Konzentrationen in der Innerste werden dabei in den niedrigen Konzentrationsbe- reichen gesenkt und in den hohen Konzentrationsbereichen erhöht, ohne Werte von 300 mg/l Cl bzw. 25 mg/l K zu überschreiten.

– Der Mittelwert der Cl- und K-Konzentrationen liegt in 28 bzw. 30 von 30 Jahren innerhalb des natürlichen Schwankungsbereichs zwischen den Jahren und ist somit in diesen Jahren ge- genüber dem Ist-Zustand nicht außergewöhnlich erhöht. Für das 90-Perzentil der Cl- und K- Konzentrationen sind es 3 bzw. 21 von 30 Jahren.

– Auswirkungen auf die Konzentrationen in der Leine sind vernachlässigbar gering

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 58 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

9.1.4 Betriebsjahr 7

Ab dem 7. Betriebsjahr ist die offenliegende Fläche der Neuhalde geringer (zwischen 7 und 9 ha; vgl. Tab. 11) als in der Anfahrphase (bis zu 13 ha, im ungünstigsten Fall auch 16 ha; vgl. Tab. 11). Damit verbunden ist ein insgesamt geringerer Haldenwasseranfall von der Neuhalde und ein geringerer Spitzenabfluss. Dadurch kann ab diesem Jahr eine Cl-Konzentration von max. 200 mg/l in Bezug auf die den Berechnungen zugrunde liegende 30-jährige Messreihe eingehalten werden. Die Salz-Konzentrationen werden durch den Verbrauch von Haldenwasser in der Produktion sowie durch die gesteuerte Einleitung gegenüber dem Ist-Zustand abgesenkt (Abb. 37 und Abb. 38). Vo- raussetzung hierfür ist jedoch ein ausreichendes Speichervolumen. Für das Betriebsjahr 7 ergibt sich dabei ein maximaler Beckenfüllstand von 15,5 Tsd.m³ im Simulationszeitraum und somit noch ein ausreichend großer Puffer für noch längere Niedrigwasserperioden mit geringen Einleitmöglichkeiten oder größere Niederschlagsereignisse. Von den Betriebsjahren 8 bis 38 werden bei vergleichbaren Niederschlags- und Abflussbedingungen (vgl. Tab. 11) ca. 2/3 günstiger ausfallen als das gerechnete Szenario Betriebsjahr 7. Dies liegt an der günstigeren Flächenbelegung der Neuhalde. Das übrige Drittel wird ähnlich oder günstiger ausfallen als das Szenario Betriebsjahr 29 (s. Kap. 9.1.5).

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 37 Betriebsjahr 7 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 5 10 15 20 25 30 K-Konzentration [mg/l]

Abb. 38 Betriebsjahr 7 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 59 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1,0 0,9 0,8 0,7 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0,6 0,5 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0,4 Referenz - Gesamtzeitraum 0,3 0,2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0,1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Mg-Konzentration [mg/l]

Abb. 39 Betriebsjahr 7 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Kurzzusammenfassung Betriebsjahr 7: Grundlagen des Szenarios:

– repräsentiert den Regelbetrieb der Jahre 7 bis 44 der Betriebsphase mit Produktion SG – innerhalb dieser 38 Betriebsjahre mittleres Szenario Ergebnisse der Langzeitsimulation:

– Ergebnisse werden für 2/3 der 38 Jahre so oder günstiger eintreten – Ergebnisse abhängig von hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen in diesem Jahr (siehe Spannweite in folgenden Ergebnissen), jedoch fast immer Reduktion der Einleit- mengen und immer Reduktion der Konzentrationen

– Jährliche Einleitmengen liegen im Rahmen der derzeitigen wasserrechtlichen Erlaubnis – Veränderung der jährlichen Einleitmenge: o zwischen -100% und -15% (Haldenwassermenge) o zwischen -100% und +6% (Chlorid-Fracht) o zwischen -100% und -8% (Kalium-Fracht) o zwischen -100% und -60% (Magnesium-Fracht)

– Reduktion der Konzentrationen in Innerste und Leine bezogen auf den Gesamtsimulations- zeitraum von 30 Jahren (ohne Produktion Werk Sigmundshall, nur Haldenwasser):

Sarstedt Herrenhausen Neustadt Mittel 90P Mittel 90P Mittel 90P Ist-Zustand [mg/l] 141 207 94 132 168 262 Szenario [mg/l] 117 169 89 122 129 188 Chlorid Änderung [mg/l] -24 -38 -5 -9 -38 -74 Änderung [%] -17% -18% -5% -7% -23% -28% Ist-Zustand [mg/l] 11 17 6 8 23 41 Kalium Szenario [mg/l] 9 13 5 7 12 19

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 60 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Änderung [mg/l] -2 -4 -0 -1 -11 -23 Änderung [%] -20% -22% -8% -10% -48% -55% Ist-Zustand [mg/l] 25 35 19 24 26 38 Szenario [mg/l] 16 21 17 21 21 29 Magnesium Änderung [mg/l] -9 -14 -2 -3 -5 -9 Änderung [%] -34% -41% -9% -12% -19% -24%

– Statistische Kennwerte der Konzentrationen im Gewässer für jedes der Einzeljahre im Simula- tionszeitraum gegenüber dem Ist-Zustand reduziert, d.h. auch bei ungünstigen hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen

– Konzentrationen stets unter 200 mg/l Cl und 20 mg/l K – In der Leine bei Herrenhausen liegen Reduktionen in den Konzentrationen nur knapp über dem Bereich der Modellgenauigkeit

– In der Leine bei Neustadt starke Reduktion der Konzentrationen und Frachten aller drei Stoff- parameter (Cl, K und Mg) durch Wegfall der Produktion SI (Reduktion von Mittelwert und 90- Perzentil > 19%)

– Ausreichende Sicherheiten in den Rückhaltekapazitäten des Beckens vorhanden

Fazit:

– Für die lange Betriebsphase (38 Jahre) stellt das Betriebsjahr 7 ein mittleres Szenario dar, 2/3 der Jahre werden so oder günstiger ausfallen

– Für das Betriebsjahr 7 und vergleichbare Betriebsjahre ist mit einer Reduktion der Einleitmen- gen von Siegfried-Giesen und einem Absenken der Konzentrationen in der Innersten zu rechnen

– Cl- und K-Konzentrationen in der Innerste werden dabei in allen Konzentrationsbereichen gesenkt und Werte von 200 mg/l Cl bzw. 20 mg/l K nicht überschritten

– Die Reduktion der Konzentrationen betrifft alle im Simulationszeitraum auftretenden Einzeljah- re

– Auswirkungen auf die Cl- und K-Konzentrationen in der Leine vor Neustadt sind gering (Be- trag der Änderung der ausgewerteten Basisstatistik < 10%)

9.1.5 Betriebsjahr 29

Das Betriebsjahr 29 stellt hinsichtlich der Kombination aus offenliegender Fläche und bereits abgedeckter Fläche der Neuhalde das ungünstigste Betriebsjahr im Regelbetrieb dar (vgl. Tab. 11), d.h. alle weiteren Betriebsjahre zwischen Betriebsjahr 7 und 38 werden mit einem geringeren Haldenwas- seranfall erwartet. Von den 31 Jahren gibt es ca. 9 Jahre mit ca. 9 ha freiliegender Neuhaldenfläche, in denen jedoch die abgedeckte Haldenfläche kleiner als im 29. Betriebsjahr prognostiziert wird, so dass der Gesamthaldenwasseranfall im 29. Betriebsjahr am größten ist. Es wird angenommen, dass im Betriebsjahr 29 bereits mit der Abdeckung der Althalde SG begonnen wird, so dass der Anfall von Haldenwasser der Althalde sich gegenüber dem Ist-Zustand bereits verringert. Da das konkrete zeitliche Zusammenfallen der Haldenschüttung der Neuhalde und der geplanten Abdeckung der Althalde Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 61 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren derzeit nicht absehbar ist, wird die Abdeckung der Althalde in den Berechnungen nicht berücksichtigt. Somit werden sich tendenziell die tatsächlichen Verhältnisse aller Voraussicht nach günstiger darstellen, als hier prognostiziert. Wie für das Betriebsjahr 7 wurde auch für das Betriebsjahr 29 die max. Cl-Konzentration zunächst auf 200 mg/l als Steuergröße bzw. Einleitgrenzwert festgelegt. Da sich damit in einigen Jahren sehr hohe Beckenfüllstände einstellen, wurde zum Vergleich auch eine Variante mit einer Steuerung auf 250 mg/l gerechnet.

9.1.5.1 Variante - Cl-Grenzwert: 200 mg/l

Im Betriebsjahr 29 ergibt sich eine deutliche Reduktion der Salz-Konzentrationen in der Innerste nach Einleitung bei einer Steuerung auf 200 mg Cl/l (Abb. 40 und Abb. 41).

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 29 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 29 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 40 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 29 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 29 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 5 10 15 20 25 30 K-Konzentration [mg/l]

Abb. 41 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 62 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1,0 0,9 0,8 0,7 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0,6 0,5 BJ 7 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0,4 Referenz - Gesamtzeitraum 0,3 0,2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0,1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Mg-Konzentration [mg/l]

Abb. 42 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 200 mg/l): Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Mit einer maximalen Beckenauslastung von 19,4 Tsd.m³ bleibt der kleinste Puffer in allen Szenarien frei, um eventuelle längere Trockenperioden mit erhöhter Vorbelastung in der Innerste oder längere Betriebsstopps zu überbrücken. Es wird daher empfohlen, ab dem Erreichen eines bestimmten Füll- ständes auf 250 mg/l Chlorid nach Einleitung zu steuern, um das Risiko für ein Überlaufen des großen Beckens zu verringern. Der Füllstand, ab dem der Grenzwert auf 250 mg/l hochgesetzt werden sollte, lässt sich erst mit Betriebserfahrung der Neuhalde abschließend bestimmen.

9.1.5.2 Variante - Cl-Grenzwert: 250 mg/l

Bei einer Steuerung im Betriebsjahr 29 anstelle von 200 mg/l auf 250 mg/l Chlorid liegen die Konzent- rationen gegenüber dem Ist-Zustand immer noch niedriger. Der maximale Beckenfüllstand innerhalb des Simulationszeitraums liegt mit 14,9 Tsd.m³ deutlich unterhalb der Auslastung bei einem Grenzwert von 200 mg/l mit 19,4 Tsd.m³.

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 29 Cl-GW 250 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 29 Cl-GW 250 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 43 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 250 mg/l): Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 63 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ 29 Cl-GW 250 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ 29 Cl-GW 250 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 5 10 15 20 25 30 K-Konzentration [mg/l]

Abb. 44 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 250 mg/l): Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

1,0 0,9 0,8 0,7 BJ 29 Cl-GW 250 mg/l - Gesamtzeitraum 0,6 0,5 BJ 29 Cl-GW 250 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0,4 Referenz - Gesamtzeitraum 0,3 0,2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0,1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Mg-Konzentration [mg/l]

Abb. 45 Betriebsjahr 29 (Cl-GW 250 mg/l): Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 64 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Kurzzusammenfassung Betriebsjahr 29: Grundlagen des Szenarios:

– repräsentiert 38-jährige Betriebsphase mit Produktion SG – innerhalb dieser 38 Betriebsjahre ungünstigstes Szenario

Ergebnisse der Langzeitsimulation:

– die Ergebnisse werden für die Dauer von 38 Jahren so oder günstiger eintreten – Ergebnisse stark abhängig von hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen in diesem Jahr, jedoch fast immer Reduktion der Einleitmengen und der Konzentrationen

– Jährliche Einleitmengen liegen im Rahmen der derzeitigen wasserrechtlichen Erlaubnis – Veränderung der jährlichen Einleitmenge: o zwischen -99% und -2% (Haldenwassermenge; Mittel: -38%) o zwischen -99% und 24% (Chlorid-Fracht; Mittel: -23%) o zwischen -99% und 8% (Kalium-Fracht; Mittel: -33%) o zwischen -100% und -56% (Magnesium-Fracht; Mittel: -73%)

– Änderung der Konzentrationen in Innerste und Leine bezogen auf den Gesamtsimulationszeit- raum von 30 Jahren (Variante Cl-GW 200 mg/l):

Sarstedt Herrenhausen Neustadt Mittel 90P Mittel 90P Mittel 90P Ist-Zustand [mg/l] 141 207 94 132 168 262 Szenario [mg/l] 123 177 90 123 130 189 Chlorid Änderung [mg/l] -19 -30 -4 -8 -37 -73 Änderung [%] -13% -15% -4% -6% -22% -28% Ist-Zustand [mg/l] 11 17 6 8 23 41 Szenario [mg/l] 9 14 6 8 12 19 Kalium Änderung [mg/l] -2 -3 -0 -1 -11 -22 Änderung [%] -17% -18% -6% -9% -47% -55% Ist-Zustand [mg/l] 25 35 19 24 26 38 Szenario [mg/l] 17 21 17 21 21 29 Magnesium Änderung [mg/l] -8 -14 -2 -3 -5 -9 Änderung [%] -33% -39% -9% -12% -19% -24%

– Statistische Kennwerte der Konzentrationen im Gewässer in 29 von 30 Einzeljahren im Simu- lationszeitraum gegenüber dem Ist-Zustand reduziert, d.h. auch bei ungünstigen hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen

– Konzentrationen stets unter 200 mg/l Cl und 20 mg/l K (bzw. 250 mg/l Cl und 21 mg/l K bei Steuerung auf Cl-GW 250 mg/l)

– In der Leine bei Herrenhausen sind Änderungen in den Konzentrationen im Bereich der Mo- dellgenauigkeit

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 65 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

– In der Leine bei Neustadt starke Reduktion in Konzentrationen und Frachten aller drei Stoffpa- rameter (Cl, K und Mg) durch Wegfall der Produktion SI (Reduktion von Mittelwert und 90- Perzentil > 19%)

– Ausreichende Sicherheiten in den Rückhaltekapazitäten des Beckens bei optionaler Steue- rung auf eine Cl-Konzentration von 250 mg/l vorhanden

Fazit:

– Für die lange Betriebsphase (38 Jahre) stellt das Betriebsjahr 29 das ungünstigste Szenario dar, d.h. dass alle anderen Jahre unter denselben Randbedingungen besser ausfallen werden (für eine mittlere Einschätzung der Betriebsphase siehe Betriebsjahr 7)

– In der Betriebsphase ist im Allgemeinen mit einer deutlichen Reduktion der Jahreseinleitmen- gen von Siegfried-Giesen bis hin zum Einleitstopp zu rechnen. In den ungünstigsten Jahren mit sehr hohen Niederschlägen könnten sich die eingeleiteten Chlorid- und Kalium-Frachten etwas erhöhen

– Cl- und K-Konzentrationen in der Innerste werden dabei in 29 von 30 Jahren gesenkt und Werte von 250 mg/l Cl bzw. 21 mg/l K nicht überschritten

– Auswirkungen auf die Cl- und K-Konzentrationen in der Leine vor Neustadt sind gering (Be- trag der Änderung der ausgewerteten Basisstatistik < 10%)

9.1.6 Nachbetriebsphase

Es wird davon ausgegangen, dass in der Nachbetriebsphase sowohl Alt- als auch Neuhalde vollstän- dig abgedeckt sind. Dadurch entsteht nur noch ein geringer, relativ gleichmäßiger Basisabfluss, der über die Zwischenspeicherung geregelt in die Innerste eingeleitet werden muss. Die sich ergebenden Konzentrationen in der Innerste sind gegenüber dem Ist-Zustand deutlich reduziert (Abb. 47 - Abb. 487). Der maximale simulierte Beckenfüllstand beträgt für dieses Szenario 6,9 Tsd.m³.

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ > 45 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ > 45 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cl-Konzentration [mg/l]

Abb. 46 Nachbetriebsphase: Simulierte Cl-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 66 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

1.0 0.9 0.8 0.7 BJ > 45 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0.6 0.5 BJ > 45 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0.4 Referenz - Gesamtzeitraum 0.3 0.2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0.1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0.0 0 5 10 15 20 25 30 K-Konzentration [mg/l]

Abb. 47 Nachbetriebsphase: Simulierte K-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

1,0 0,9 0,8 0,7 BJ > 45 Cl-GW 200 mg/l - Gesamtzeitraum 0,6 0,5 BJ > 45 Cl-GW 200 mg/l - Einzeljahre Min-Max 0,4 Referenz - Gesamtzeitraum 0,3 0,2 Referenz - Einzeljahre Min-Max 0,1

Unterschreitungswahrscheinlichkeit [-] Unterschreitungswahrscheinlichkeit 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Mg-Konzentration [mg/l]

Abb. 48 Nachbetriebsphase: Simulierte Mg-Konzentrationsverteilung in der Innerste bei Sarstedt

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 67 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Kurzzusammenfassung Betriebsjahr > 45: Grundlagen des Szenarios:

– stellvertretend für die gesamte Nachbetriebsphase, d.h. für die Zeit nach der Stilllegung der Produktion SG

– Alt- und Neuhalde vollständig abgedeckt

Ergebnisse der Langzeitsimulation:

– Ergebnisse abhängig von hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen in diesem Jahr, jedoch immer Reduktion der Einleitmengen und Konzentrationen

– Jährliche Einleitmengen liegen im Rahmen der derzeitigen wasserrechtlichen Erlaubnis – Veränderung der jährlichen Einleitmenge: o zwischen -82% und -44% (Haldenwassermenge) o zwischen -75% und -23% (Chlorid-Fracht) o zwischen -78% und -34% (Kalium-Fracht) o zwischen -94% und -80% (Magnesium-Fracht)

– Änderung der Konzentrationen in Innerste und Leine bezogen auf den Gesamtsimulationszeit- raum von 30 Jahren:

Sarstedt Herrenhausen Neustadt Mittel 90P Mittel 90P Mittel 90P Ist-Zustand [mg/l] 141 207 94 132 168 262 Szenario [mg/l] 115 157 88 122 129 188 Chlorid Änderung [mg/l] -27 -50 -5 -9 -39 -74 Änderung [%] -19% -24% -6% -7% -23% -28% Ist-Zustand [mg/l] 11 17 6 8 23 41 Szenario [mg/l] 9 12 5 7 12 19 Kalium Änderung [mg/l] -3 -4 -1 -1 -11 -23 Änderung [%] -23% -27% -9% -11% -48% -55% Ist-Zustand [mg/l] 25 35 19 24 26 38 Szenario [mg/l] 15 19 17 21 21 29 Magnesium Änderung [mg/l] -9 -16 -2 -3 -5 -9 Änderung [%] -38% -45% -10% -13% -20% -25%

– Konzentrationen stets unter 200 mg/l Cl und 20 mg/l K – In der Leine bei Herrenhausen leichtes Absenken der Konzentrationen für Cl im Bereich der Modellgenauigkeit für K und Mg knapp darüber

– In der Leine bei Neustadt starke Reduktion in Konzentrationen und Frachten aller drei Stoffpa- rameter (Cl, K und Mg) durch Wegfall der Produktion SI

– Ausreichende Sicherheiten in den Rückhaltekapazitäten des Beckens Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 68 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Fazit:

– Nachbetriebsphase repräsentiert einen unbestimmt langen Zeitraum ab Stilllegung des Hart- salzwerkes Siegfried-Giesen, daher sind sämtliche Änderungen in diesem Zeitraum gegen- über dem Ist-Zustand langanhaltend wirksam

– In der Nachbetriebsphase ist eine weitere und deutliche Reduktion der Jahreseinleitmengen von Siegfried-Giesen zu erwarten

– Cl- und K-Konzentrationen in der Innerste werden dabei gesenkt und Werte von 200 mg/l Cl bzw. 20 mg/l K nicht überschritten

– In der Leine bei Herrenhausen leichtes Absenken der K- und Mg-Konzentrationen, Änderung der Cl-Konzentrtationen gering (Änderung der ausgewerteten Basisstatistik < 7%)

9.2 Zeitliche Entwicklung in der Übersicht

9.2.1 Einleitmengen und Konzentrationen im Gewässer

In der Innerste bei Sarstedt kommt es in den ersten Jahren (Phase 1-Anfahrphase) durch die zusätzli- che Einleitung von mineralisierten Wässern der Neuhalde zu einer Erhöhung der 90-Perzentile der Chlorid- und Kalium- Konzentrationen gegenüber dem Ist-Zustand (Abb. 49 b, Abb. 50 b und Tab. 18). Dabei liegen die 90-Perzentile der Chlorid-Konzentrationen mit Werten unter 300 mg/l deutlich unter dem aktuellen genehmigten Grenzwert von 350 mg/l. Für Magnesium liegen die Konzentrationen bereits in der Anfahrphase niedriger als für den Ist-Zustand (Abb. 51 und Tab. 19). Ursache hierfür ist der größere Verbrauch in der Produktion bzw. in der Anfeuchtung der A+V-Salze Dies resultiert daraus, dass die Haldenwässer der Althalde (mit hohen Mg-Konzentrationen) und der Neuhalde (mit niedrigen Mg-Konzentrationen) in einem gemeinsamen Becken gesammelt und vermischt werden, bevor sie für die Anfeuchtung abgezogen werden. So wird ein Teil der Wässer mit höherer Mg-Fracht in der Produktion verwertet. Die Abbildungen (Abb. 49 - Abb. 54) beziehen sich dabei auf die Varian- ten „mit Produktion SI“ für Betriebsjahr 2 und 4 und auf die Variante „Cl-Grenzwert: 200 mg/l“ für die Betriebsjahre 7 und 29 (vgl. Tab. 15 und Tab. 16). In der Betriebsphase (Phase 2-Regelbetrieb) werden die Konzentrationen durch den hohen Verbrauch an Haldenwasser in der Produktion und eine entsprechende Steuerung der Einleitung auf Werte unter 200 mg/l Chlorid abgesenkt. Für Kalium liegen die 90-Perzentile in der Betriebsphase unter 20 mg/l.

Tab. 18 Statistische Kennwerte der simulierten Konzentrationen in der Innerste bei Sarstedt für die Szenarien

Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 Cl-Grenzwert 350 300 300 200 250 200 250 200 Chlorid Mittelwert 141 172 143 117 118 123 123 115

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 69 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

[mg/l] Median 135 162 117 111 110 116 115 114 90-Perzentil 207 260 261 169 171 177 185 157 Mittelwert 11 13 11 8,8 8,8 9,1 9,2 8,5 Kalium Median 11 12 8,8 8,3 8,2 8,7 8,6 8,4 [mg/l] 90-Perzentil 17 20 19 13 13 14 14,2 12 Mittelwert 25 23 17 16 16 17 17 15 Magnesium Median 24 22 16 16 16 16 16 15 [mg/l] 90-Perzentil 35 30 23 21 21 21 22 19

Veränderung zum Ist- Reduktion um mehr als Erhöhung um mehr als Wert gleich +/- 10% Zustand 10% 10%

Tab. 19 Mittlere und max. jährliche Einleitmengen des Standorts Siegfried-Giesen in die Innerste für die Szena- rien unter Berücksichtigung des Verbrauchs in der Produktion

Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 Cl-Grenzwert 350 300 300 200 250 200 250 200 Max. Haldenwasseranfall 194 119 22 [Tsd.m³/a] Mittlerer Haldenwasseran- 77 123 84 42 42 51 51 fall [Tsd.m³/a] 22* Chlorid i. M. [Tsd.t/a] 10,4 20,2 15,1 7,0 7,1 8,7 8,8 4,1 Kalium i. M. [Tsd.t/a] 0,9 1,5 1,1 0,5 0,5 0,6 0,6 0,3 Magnesium i. M. [Tsd.t/a] 2,5 2,1 0,7 0,6 0,6 0,7 0,7 0,2

Veränderung zum Ist- Reduktion um mehr als Erhöhung um mehr als Wert gleich +/- 10% Zustand 10% 10% *Die Prognoseberechnungen wurden nur für den max. Haldenwasseranfall für eine Restdurchsickerung der Oberflächenabde- ckung der Halde von 30 mm/a durchgeführt. Im Mittel werden 20 mm erwartet, was einem Haldenwasseranfall von rd. 16 Tsd. m³/a entspricht. Nach der Mündung der Innerste in die Leine sind die Konzentrationsänderungen praktisch nicht mehr spürbar. Die 90-Perzentile der Magnesium-Konzentrationen werden ab dem Betriebsjahr 4 um etwas mehr als 10% gesenkt und in der Nachbetriebsphase wird auch der Median der Magnesium- Konzent- rationen und das 90-Perzentil der Kalium- Konzentrationen um mehr als 10% reduziert (Tab. 20).

Tab. 20 Statistische Kennwerte der simulierten Konzentrationen in der Leine bei Herrenhausen für die Szenari- en und zum Vergleich die Vorbelastung in der Leine bei Poppenburg

Poppen- Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 burg Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 70 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Cl-Grenzwert 350 300 300 200 250 200 250 200 Mittelwert 80 94 100 94 89 89 90 90 88 Chlorid Median 77 90 97 90 85 85 86 86 85 [mg/l] 90-Perzentil 116 132 140 133 122 123 123 125 122 Mittelwert 4,5 5,9 6,3 5,8 5,5 5,5 5,5 5,6 5,4 Kalium Median 4,4 5,7 6,1 5,6 5,3 5,2 5,3 5,3 5,2 [mg/l] 90-Perzentil 5,8 8,3 8,8 8,3 7,5 7,5 7,6 7,7 7,4 Mittelwert 18 19 18 17 17 17 17 17 17 Magnesium Median 17 18 18 17 16 16 17 17 16 [mg/l] 90-Perzentil 22 24 23 21 21 21 21 21 21

Veränderung zum Ist- Reduktion um mehr als Erhöhung um mehr als Wert gleich +/- 10% Zustand 10% 10%

In der Leine bei Neustadt, d.h. nach Einleitung durch Sigmundshall, ist der Effekt durch die veränderte Einleitung am Standort Siegfried-Giesen gering (Abb. 52 - Abb. 54 und Tab. 21). Die Magnesium- Konzentrationen sinken ab dem 4. Betriebsjahr. Mit der Einstellung der Produktion in Sigmundshall und der Reduktion der Einleitung an mineralisierten Abwässern vom Werk Sigmundshall auf die Haldenwässer werden die Konzentrationen für alle drei Stoffe im Vergleich zum Ist-Zustand deutlich gesenkt. Das 90-Perzentil der Chlorid- Konzentrationen liegt prognostisch für den 30-Jahres-Simulationszeitraum knapp unter 200 mg/l, wobei dieser Wert in einzelnen Jahren überschritten wird. Ebenso liegt das 90-Perzentil der Kalium- Konzentrationen auf den 30-Jahres Simulationszeitraum bezogen in der Regel unter 20 mg/l (Abb. 53 b).

Tab. 21 Statistische Kennwerte der simulierten Konzentrationen in der Leine bei Neustadt für die Szenarien

mit Produktion SI ohne Produktion SI Ist BJ 2 BJ 4 BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 Cl- 350 300 300 300 300 200 250 200 250 200 Grenzwert Mittelwert 167 173 168 139 134 129 130 130 131 129 Chlorid Median 158 165 160 134 129 124 124 125 125 123 [mg/l] 90-Perzentil 262 269 261 204 197 188 188 189 190 188 Mittelwert 23 23 23 13 12 12 12 12 12 12 Kalium Median 20 21 20 12 12 11 12 12 12 11 [mg/l] 90-Perzentil 41 41 41 20 19 19 19 19 19 19

Magnesium Mittelwert 26 26 25 22 21 21 21 21 21 21 [mg/l] Median 25 25 24 22 21 21 21 21 21 20

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 71 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

90-Perzentil 38 37 36 30 29 29 29 29 29 29

Veränderung zum Ist- Reduktion um mehr als Erhöhung um mehr als Wert gleich +/- 10% Zustand 10% 10%

Tab. 22 Summe der Mittleren Jährlichen Einleitmengen der Standorte Siegfried-Giesen und Sigmundshall in die Innerste bzw. Leine für die Szenarien

mit Produktion SI ohne Produktion SI Ist BJ 2 BJ 4 BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 Cl-Grenzwert 350 300 300 300 300 200 250 200 250 200 Haldenwasser [Tsd.m³/a] 667 713 674 335 296 254 255 264 264 234 Chlorid [Tsd.t/a] 93,8 103,6 98,5 60,6 55,4 47,4 47,4 49,1 49,1 44,4 Kalium [Tsd.t/a] 19,5 20,1 19,7 7,7 6,4 5,8 5,8 5,9 5,9 5,6 Magnesium [Tsd.t/a] 12,5 12,0 10,7 6,8 6,4 6,3 6,3 6,4 6,4 5,9

Veränderung zum Ist- Reduktion um mehr als Erhöhung um mehr als Wert gleich +/- 10% Zustand 10% 10%

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 72 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

(a) (b)

Chlorid - 90-Perzentil - Innerste, Sarstedt Chlorid - Median - Innerste, Sarstedt 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 -Konz [mg/l] -Konz [mg/l] -Konz Cl 50 Cl 50 0 0 Ist Ist BJ 2 BJ 4 BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 7 BJ BJ 29 BJ 29 BJ ab 45 ab 45 ab nur Diffus nur Diffus nur

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 49 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Cl-Konzentrationen bei Sarstedt (a) 90-Perzentil; (b) Median

(a) (b)

Kalium - 90-Perzentil - Innerste, Sarstedt Kalium - Median - Innerste, Sarstedt 25 20

20 15 15 10 10

K-Konz [mg/l] K-Konz 5 [mg/l] K-Konz 5 0 0 Ist Ist BJ 2 BJ 4 BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 7 BJ BJ 29 BJ 29 BJ ab 45 ab 45 ab nur Diffus nur Diffus nur

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 50 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: K-Konzentrationen bei Sarstedt (a) 90-Perzentil; (b) Median

(a) (b)

Magnesium - 90-Perzentil - Innerste, Sarstedt Magnesium - Median - Innerste, Sarstedt 45 30 40 35 25 30 20 25 20 15

-Konz [mg/l] -Konz 15 -Konz [mg/l] -Konz 10 10 Mg 5 Mg 5 0 0 Ist Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ BJ 29 BJ ab 45 ab BJ 29 BJ ab 45 ab nur Diffus nur nur Diffus nur

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 51 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Mg-Konzentrationen bei Sarstedt (a) 90-Perzentil; (b) Median

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 73 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

(a) (b)

Chlorid - 90-Perzentil - Leine, Neustadt Chlorid - Median - Leine, Neustadt 350 250 300 200 250 200 150 150 100 -Konz [mg/l] -Konz -Konz [mg/l] -Konz Cl Cl 100 50 50 0 0 Ist Ist BJ 2 BJ 4 BJ BJ 2 BJ 4 BJ BJ 7 BJ BJ 7 BJ BJ 29 BJ BJ 29 BJ ab 45 ab ab 45 ab

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 52 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Cl-Konzentrationen bei Neustadt (a) 90-Perzentil; (b) Median

(a) (b)

Kalium - 90-Perzentil - Leine, Neustadt Kalium - Median - Leine, Neustadt 60 35 50 30 25 40 20 30 15 20

K-Konz [mg/l] K-Konz [mg/l] K-Konz 10 10 5 0 0 Ist Ist BJ 2 BJ 4 BJ 2 BJ 4 BJ BJ 7 BJ 7 BJ BJ 29 BJ 29 BJ ab 45 ab 45 ab

Min - Max Einzeljahr Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 53 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: K-Konzentrationen bei Neustadt (a) 90-Perzentil; (b) Median

(a) (b)

Magnesium - 90-Perzentil - Leine, Neustadt Magnesium - Median - Leine, Neustadt 50 35 30 40 25 30 20 20 15 -Konz [mg/l] -Konz [mg/l] -Konz 10 Mg 10 Mg 5 0 0 Ist Ist BJ 2 BJ 4 BJ 2 BJ 4 BJ BJ 7 BJ 7 BJ BJ 29 BJ 29 BJ ab 45 ab 45 ab

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode Min - Max Einzeljahr

Abb. 54 Ergebnisse der Szenarien in der zeitlichen Übersicht: Mg-Konzentrationen bei Neustadt (a) 90- Perzentil; (b) Median

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 74 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

9.2.2 Beckenauslastung und Sicherheiten

Das vorgesehene Beckenvolumen von 24 Tsd.m³ reicht aus, um während der 30-Jahresperiode anfallende Haldenwassermengen solange zwischen zu speichern, bis sie entweder im Produktionsprozess verbraucht werden oder unter Einhaltung der Grenzwerte eingeleitet werden können. Auch die plan- mäßigen Produktionsstopps können mit den vorgesehenen Beckenvolumina überbrückt werden. Da die Laufzeit des Hartsalzwerkes aber länger als die simulierte 30-Jahres-Periode ist und auf verschiedenen, erst in der Zukunft zu verifizierenden Modellannahmen beruht, wird empfohlen, über die 30- Jahres-Periode hinausgehende Sicherheiten einzuplanen. Die Größe der Sicherheiten ist dabei Er- messenssache. Grundsätzlich ist jedoch zu sagen, dass der Puffer an freien Beckenvolumen für die Betriebsjahre, die einen länger anhaltenden Zustand repräsentieren, wie die Betriebsjahre 7 und 29, größer sein solltre, als für die Szenarien, die nur über einen kurzen Zeitraum wirken, wie das Betriebs- jahr 4. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Extremereignisses ist umso größer, je länger der betrachtete Zeitraum ist. Um Aussagen über extremere als in der 30-Jahresperiode enthaltenen Situationen machen zu kön- nen, wurde das freie Beckenvolumen jeweils auf die offenliegende (und damit abflusswirksamen) Hal- denfläche bezogen, um eine Größenordnung für den Niederschlag zu erhalten, der noch zusätzlich aufgenommen werden kann (Tab. 24). Ebenso wurde das freie Beckenvolumen auf den Wasserbedarf in der Produktion bezogen, um eine Abschätzung zu erhalten, wieviel zusätzliche Tage an Produkti- onsstopp überbrückt werden können (Tab. 24). Als Richtwerte für die einzuplanenden Sicherheiten um Extremniederschläge abzufangen, kann für die einmalig in der Laufzeit auftretenden und nur ein Jahr wirksamen Szenarien, wie Betriebsjahr 2 und 4, der 50-jährliche Kostra-Niederschlag mit dem empfohlenen Toleranzbetrag von 15% dienen (Dauer- stufe 3 Tage: 100,2 mm +/- 15 mm; (itwh KOSTRA-DWD, 2000)). Für die den gesamten Regelbetrieb repräsentierenden Szenarien Betriebsjahr 7 und 29 wurde als Richtwert der 100-jährliche Kostra- Niederschlag mit dem empfohlenen Toleranzbetrag von 20% angenommen (Dauerstufe 3 Tage: 110 mm +/- 22 mm; (itwh KOSTRA-DWD, 2000)). Ebenso sollte für das Betriebsjahr 2 und 4 zu jeder Zeit in der 30-Jahres Simulationsperiode genügend Beckenvolumen vorgehalten werden, um eine un- planmäßige Verlängerung des Betriebsstopp um 2 Wochen abzufangen. Für die Betriebsjahre 7 und 29 ist ein Richtwert von 3 Wochen vorgesehen. Diese zusätzlichen Sicherheiten sind deswegen wichtig, da sie K+S einen Handlungsspielraum lassen, um auf unplanmäßige Ausnahmesituationen zu reagieren.

Tab. 23 Richtwerte für die in den Szenarien zusätzlich zur 30-Jahres Langzeitsimulation einzuplanende Sicher- heiten für das Beckenvolumen

BJ 2 und BJ 4 BJ 7 und BJ 29 ab 45

Puffer für extremere Niederschläge mm 7 24 - Puffer für längeren Produktionsstopp D 14 21 -

Mit Ausnahme des BJ 29 sind die in Tab. 23 definierten Sicherheiten durch ein genügend großes freies Beckenvolumen gegeben. Das Betriebsjahr 29 mit einer Steuerung auf einen Cl-Grenzwert von 200 mg/l stellt eine Ausnahme dar, in welchem das freie Beckenvolumen kleiner ist, als der angestreb- te Sicherheitspuffer. Für den Regelbetrieb ab Betriebsjahr 7 wird deshalb empfohlen, einen Grenzwert von 250 mg/l zu beantragen, bis zu dem in den extremeren Jahren eingeleitet werden kann.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 75 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Tab. 24 Maximale Auslastung der Beckenkapazität in der 30-Jahres-Simulationsperiode in den Szenarien und abgeleitete zusätzliche Sicherheiten

BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45

Randbedingungen der Szenarien: Angesteuerte Cl-Konzentration nach mg/l 300 300 200 250 200 250 200 Einleitung offenliegende Haldenfläche Alt- und ha 26,7 34,7 27,2 27,2 27,7 27,7 - Neuhalde Jahresbedarf an Haldenwasser in Tsd.m³/ 24 139 115 115 115 115 - Produktion/ Anfeuchtung (323 d) Simulationsergebnisse: Größter Beckenfüllstand in Simulati- Tsd.m³ 14,2 17 15,5 13,4 19,4 14,5 6,9 onsperiode Freies Beckenvolumen Tsd.m³ 9,8 7 8,5 10,6 4,6 9,5 17,1

Der Puffer für extreme Niederschläge als in der Simulationsperiode enthalten variiert zwischen 16 bis 39 mm. Die Angabe in mm ergibt sich aus dem Niederschlag, der auf die offenliegenden und abflus- wirksamen Haldenfläche fällt. Ein Niederschlag von 16 mm im BJ 29 (Grenzwert = 200 mg/l) kann durch das freie Beckenvolumen noch gespeichert werden. Tritt ein längerer Produktionsstopp als geplant ein, so ermöglicht das freigehaltene Beckenvolumen eine Speicherung des nicht entnommenen Wasserbedarfs von 12 bis 131 Tagen. Auch hier liefert das BJ 29 (Grenzwert = 200mg/l) die geringste Anzahl an Tagen. Für eine Abschätzung des zeitlichen Handlungsspielraums bei Extremniederschlägen (50 bzw. 100- jährlich) wurde das freie Beckenvolumen mit dem geschätzten Zufluss aus dem Extremereignis und einer max. Einleitkapazität von 200 m³/h bilanziert. Die Anzahl an Stunden variiert zwischen 23 bis 85 und liegt ebenfalls beim BJ 29 mit 23h am geringsten.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 76 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

9.2.3 Grenzwertbeantragung

Mit der Wiederinbetriebnahme des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen, ist eine stufenweise Absenkung des Chlorid-Grenzwertes geplant.

Anfahrphase Nachbetrieb Regelbetrieb (38 Jahre) (6 Jahre) (>> 50 Jahre)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

300 mg/l 250 mg/l (Steuergröße 200 mg/l) 200 mg/l

Für die einzelnen Betriebsjahre müssen die Grenzwerte so festgelegt werden, dass die Entsorgungs- sicherheit für die anfallenden Haldenabwässer gewährleistet ist, bei möglichst geringen negativen Umweltauswirkungen. Zur Überbrückung von kürzeren Trockenzeiten, bzw. Zeiten mit hohem Anfall steht außerdem ein 24 Tsd.m³ großes Becken zur Verfügung. In diesem Becken wird anfallendes Haldenwasser gespeichert und geregelt unter Einhaltung des jeweiligen Grenzwerts in die Vorflut eingeleitet. Dabei müssen sowohl geplante Betriebsstopps abgefangen werden, als auch Planungssi- cherheiten für Ausnahmensituationen wie Extremniederschlagsereignisse oder außerplanmäßige Be- triebsstopps bestehen.

Anfahrphase: Für diese Phase kann der aktuelle Chlorid-Grenzwert von 350 mg/l bereits auf einen Wert von 300 mg/l abgesenkt werden. Eine weitere Absenkung des Grenzwertes ist in der Anfahrphase nicht möglich, da in den ersten Jahren noch kein Verbrauch von Haldenwasser in der Produktion stattfindet und durch die langen Böschungen der flachen Neuhalde große Flächen offenliegen, die einen hohen Anfall an Haldenwasser erzeugen.

Regelbetrieb: Für diese Phase kann der Chlorid-Grenzwert von aktuell 350 mg/l auf einen Wert von 250 mg/l abgesenkt werden. Als Zielwert für die Steuerung wird ein Wert von 200 mg/l angestrebt. Empfohlen wird jedoch ein Grenzwert von 250 mg/l. Dieser ist erforderlich, um nicht beeinflussbare Ausnahmesituati- onen wie Extremereignisse oder unplanmäßige Stillstandszeiten der Produktion bewältigen zu kön- nen.

Nachbetriebsphase: In dieser Phase entsteht der Anfall an mineralisiertem Haldenwasser durch eine angenommene gleichmäßige Durchsickerung durch die Oberflächenabdeckung auf Alt- und Neuhalde. Der dauerhaft angesetzte Wert von max. 30 mm/a ist sehr konservativ. Für diese Phase kann der Chlorid-Grenzwert auf 200 mg/l reduziert werden.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 77 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

10 Diskussion

Die durchgeführten Berechnungen zu den Auswirkungen der Wiederinbetriebnahme des Hartsalzwer- kes Siegfried-Giesen auf die Oberflächengewässer Innerste und Leine, erfolgten unter anderem auf der Basis folgender Randbedingungen:

– der geplanten Fördermengen und Produktionskapazitäten – der zu erwartenden Rohsalz- und Rückstandszusammensetzung – dem prognostizierten Wasserbedarf in der Produktion – dem geplanten Schüttregime der Halde – ungünstigen Annahmen bezüglich des Abflussverhaltens der Neuhalde. Im Vergleich zu bestehenden Werken, in denen die Mengen und Zusammensetzung der anfallenden Salzabwässer, insbesondere der Haldenwässer, anhand von langjährigen Messungen und Beobach- tungen auch prognostisch gut bewertet werden können, liegen für das Werk Siegfried-Giesen keine Erfahrungen vor. Aufgrund der gewählten Haldenart (abdeckbare Flachhalde mit einer Höhe von ca. 80 m und Böschungsneigungen von ca. 18° gegenüber den üblichen Kompakthalden mit Böschungs- neigungen von ca. 36° bis 38°) ist diese auch nicht mit der vorhandenen Althalde vergleichbar. Im Rahmen der durchgeführten Berechnungen waren insbesondere folgende Sachverhalte zu berück- sichtigen:

– veränderte Haldengeometrie und daraus resultierende unterschiedliche Schüttmächtigkeiten – Verbrauch von Haldenwasser in der Produktion unter Berücksichtigung von Produktionsstill- standszeiten

– Zusammensetzung der Rückstände – Variierender Haldenwasseranfall in Abhängigkeit des Niederschlages – Berücksichtigung des unterschiedlichen Haldenwasseranfalls von abgedeckter und nicht abgedeckten Haldenbereichen

Aufgrund der fehlenden Erfahrungen wurden für die verschiedenen Eingangsparameter konservative Ansätze gewählt, so dass die Ergebnisse auf der sicheren Seite liegen. So wurde gegenüber der Alt- halde mit einem schnelleren Abfluss des Niederschlages aus dem Haldenkörper gerechnet, da die Fließwege aufgrund der geringeren Schüttmächtigkeiten gerade in den flachen Böschungsbereichen deutlich kürzer sind. Zudem ist zu beachten, dass aufgrund der zeitnahen Abdeckung und Begrünung der Halde insbesondere auch ein vergleichsweise großer offenliegender Haldenbereich aus den sukzessiv herzustellenden Beschüttungsabschnitten resultiert, die als Schutz vor mechanischen und Wit- terungseinflüssen mit einer ca. 1 m mächtigen Schicht aus Rückstandssalz unmittelbar nach dem Einbau der Basisabdichtung abgedeckt werden. Das Speichervermögen des Rückstandssalzes ist aufgrund der geringen Mächtigkeit in diesen Bereichen dementsprechend begrenzt. Die Zusammensetzung der Produktionsrückstände wurde auf der Basis der Rückstände aus der ES- TA-Versuchsanlage ermittelt. Die Zusammensetzung der Rückstände beeinflusst insbesondere das Wassereinbindevermögen des Rückstandssalzes. Das Schüttregime der Halde wurde unter technologischen Gesichtspunkten mit dem Ziel einer zeitnahen Abdeckung der Halde und den zu erwartenden jährlichen Rückstandsmengen geplant. Der Haldenwasserbedarf für die Produktion basiert auf den geplanten Produktionsmengen.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 78 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Die Verdunstung wurde im Sinne eines konservativen Modells, die anhand von Versuchen auf anderen Halden mit ca. 10% angesetzt werden kann, nicht berücksichtigt.

Zusätzlich sind die Abflusssituation im Vorfluter und die auftretenden Niederschläge zu beachten, die einerseits maßgeblich den zeitabhängigen Haldenwasseranfall und andererseits unter Berücksichti- gung des Einleitgrenzwertes die mögliche Einleitmenge beeinflussen. Die natürliche Variabilität dieser Randbedingungen wurde durch eine Langzeitsimulation über 30 Jahre abgebildet, wobei von historischen Messzeitreihen ausgegangen wurde. Die große Variabilität dieser Parameter hat insgesamt den größten Einfluss auf den Haldenwasseranfall und das Einleitregime sowie auf die erforderlichen Spei- chermöglichkeiten. Im Rahmen der Gesamtoptimierung des Systems Haldenwassernanfall- Zwischenspeicherung-Einleitung in die Vorflut ist ebenfalls zu beachten, dass ausreichend Halden- wasser für die Produktion zur Verfügung steht. Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren, wurden die potentiellen Umweltauswirkungen der Einleitung von Haldenwasser in die Innerste für verschiedene Betriebszustände untersucht. Sie bilden die Grundlage für die Beantragung von Einleitgrenzwerten im Rahmen des Wasserrechtsantrages. Die durchgeführten prognostischen Berechnungen basieren auf einem konservativen Ansatz und umfassen somit die zu erwartenden ungünstigsten Zustände. Im Rahmen des laufenden Betriebes ist vorgesehen, durch ein entsprechendes Monitoring die getroffenen Annahmen zu überprüfen und das Modell je nach Notwendigkeit mit dem Ziel der weiteren Opti- mierung des Einleitregimes fortzuschreiben. Eine detailliertere Prognose ist zum gegenwärtigen Zeit- punkt nicht möglich.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 79 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

11 Zusammenfassung

K+S plant die Wiederinbetriebnahme des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen. Um die sich daraus ergebenden, veränderten Einleitbedingungen und deren Auswirkungen auf die Konzentrationen im Vorflu- ter zu untersuchen, wurde ein Flussgebietsmodell der Leine einschließlich der Innerste aufgestellt. In diesem Modell sind neben den Vorflutern auch die Halden, Anlagen und Einleitungen durch K+S an den Standorten Siegfried-Giesen und Sigmundshall abgebildet. Das Modell bildet die Grundlage für die Bewertung der langfristig zu erwartenden Umweltwirkungen der Einleitung von Haldenwasser in die Innerste und Leine. An relevanten Stoffen wurden Chlorid, Kalium und Magnesium betrachtet. Das Modell wurde auf der Basis des Istzustandes unter Berücksichtigung der aktuellen Einleitung von Haldenwasser der Althalde Siegfried-Giesen, sowie von Halden- und Produktionsabwässern des Wer- kes Sigmundshall erstellt und an Messwerten kalibriert. Für die zu errichtende Neuhalde des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen wurden repräsentative Be- triebsphasen definiert, für die die Umweltwirkungen infolge der Einleitung der Salzabwässer in die Innerste untersucht wurden. Dazu erfolgten Berechnungen zur Konzentrationsverteilung der relevanten Hauptparameter sowie zu den zu erwartenden jährlichen Frachten. Ausgehend von einem am Ist-Zustand kalibrierten Modell wurden Szenarien für repräsentative Be- triebsphasen des neuen Hartsalzwerks Siegfried-Giesen untersucht. Insgesamt sind Annahmen konservativ getroffen, d.h. auf der sicheren Seite liegend. Die Betriebsphasen sind im Einzelnen: Anfahrphase:

– Betriebsjahr 2: höchste jährliche Haldenwassermenge, die in die Vorflut abgegeben werden muss, kein Verbrauch durch Produktion

– Betriebsjahr 4: größte offenliegende Fläche, damit größter Haldenwasseranfall, von dem jedoch ein Teil in der Produktion verwertet wird Regelbetrieb:

– Betriebsjahr 7: erstes Jahr im Regelbetrieb, nur Aufhaldung von Produktionsrückständen, reduzierte Größe der offenliegende Fläche, die im Regelbetrieb nur geringen Schwankungen unterliegt

– Betriebsjahr 29: ungünstigstes Jahr im Regelbetrieb Nachbetriebsphase:

– Betriebsjahr > 45: Nachbetriebsphase: Halde abgedeckt und kein Verbrauch von Haldenwas- ser in der Produktion Mit diesen fünf Betriebszuständen sind aus den verschiedenen Phasen (Anfahrphase, Betriebsphase und Nachbetriebsphase) jeweils die ungünstigsten Fälle abgedeckt. Alle Szenarien wurden über einen 30-Jahreszeitraum simuliert, wobei die Randbedingungen zur Hyd- rologie und Meteorologie durch Messzeitreihen auf Tageswertbasis vorgegeben waren. Ausgehend von den Simulationsergebnissen erfolgte eine statistische Auswertung der Tagesmittelkonzentrationen an verschiedenen Punkten im Gewässer nach der Einleitung, eine Analyse von jährlich eingeleiteten Abwassermengen und Frachten sowie eine Darstellung der Auslastung der Beckenkapazität. In den Szenarien Betriebsjahr 2 und 4 der Anfahrphase kam es zu einer Häufung von Tagen mit Kon- zentrationen von >200 mg/l Cl bzw. >17 mg/l K in der Innerste gegenüber dem Ist-Zustand. Der ge- genüber der aktuellen Erlaubnis bereits reduzierte Chlorid-Grenzwert von 300 mg/l konnte dabei eingehalten werden. Die Magnesium-Konzentrationen wurden bereits in der Anfahrphase gegenüber Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 80 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren dem Ist-Zustand reduziert. Ab dem Betriebsjahr 7 reduzierten sich die Konzentrationen von allen drei Stoffen deutlich auf Werte unter 200 mg/l für Chlorid, unter 20 mg/l für Kalium und unter 30 mg/l für Magnesium. In den einzelnen Betriebsphasen kann der Cl-Grenzwert aufgrund der sich reduzierenden einzuleiten- den Haldenwassermenge sukzessive gesenkt werden. Um die Entsorgungssicherheit zu gewährleis- ten ist in der Anfahrphase ein Cl-Grenzwert von 300 mg/l ausreichend, für den Regelbetrieb kann dieser auf 250 mg/l gesenkt werden, bei einem anzustrebenden Zielwert von 200 mg/l Chlorid und in der Nachbetriebsphase ist ein weiteres Absenken auf 200 mg/l möglich. Auf den folgenden Seiten ist zusammenfassend die zeitliche Entwicklung der Konzentrationen als 90 Perzentile für die Standorte Sarstedt und Neustadt dargestellt.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 81 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abb. 55 Sarstedt, Chlorid, 90 Perzentil, zeitliche Entwicklung:

Chlorid - 90-Perzentil - Innerste, Sarstedt

300

250

200

150 -Konz [mg/l] -Konz

Cl 100

0 Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 ab nur Diffus nur

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 56 Sarstedt, Magnesium, 90 Perzentil, zeitliche Entwicklung:

Magnesium - 90-Perzentil - Innerste, Sarstedt

45 40 35 30 25 20 -Konz [mg/l] -Konz 15 Mg 10 5 0 Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 ab nur Diffus nur

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 82 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abb. 57 Sarstedt, Kalium, 90 Perzentil, zeitliche Entwicklung:

Kalium - 90-Perzentil - Innerste, Sarstedt

10 K-Konz [mg/l] K-Konz

0 Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 ab nur Diffus nur

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 58 Neustadt, Chlorid, 90 Perzentil , zeitliche Entwicklung:

Chlorid - 90-Perzentil - Leine, Neustadt

350

300

250

200

150 -Konz [mg/l] -Konz Cl 100

0 Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 ab

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 83 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

Abb. 59 Neustadt, Magnesium, 90 Perzentil, zeitliche Entwicklung:

Magnesium - 90-Perzentil - Leine, Neustadt

50 45 40 35 30 25

-Konz [mg/l] -Konz 20

Mg 15 10 5 0 Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 ab

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Abb. 60 Neustadt, Kalium, 90 Perzentil, zeitliche Entwicklung:

Kalium - 90-Perzentil - Innerste, Sarstedt

10 K-Konz [mg/l] K-Konz

0 Ist BJ 2 BJ 4 BJ 7 BJ 29 ab 45 ab nur Diffus nur

Min - Max Einzeljahr Gesamtperiode

Darmstadt, 17. Dezember 2014

(Dipl.-Geoökol. Christina Schornberg) (Dr.-Ing.Hubert Lohr)

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 84 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren

12 Literaturverzeichnis itwh KOSTRA-DWD. (2000). Koordinierte Starkniederschlags- Regionalisierungs- Auswertungen. NLWKN. (1981 - 2000). Deutsches Gewässerkundliches Jahrbuch, Weser und Emsgebiet, Abflußjahr 1980 - 1998. Norden.

Unterlage I – Bearbeitungsgrundlagen I-13 Flussgebietsmodell Leine Seite 85