Abschätzung Des Nutzbaren Grundwasserdargebots Für Die Versorgungsgebiete Von HAMBURG WASSER in Der Metropolregion Hamburg

Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots für die Versorgungsgebiete von HAMBURG WASSER in der Metropolregion Hamburg

(Grundwasserdargebotsstudie)

Diplom Geologe Dr. Jörg Grossmann (Projektleitung) Dipl.-Ing. Wolfgang Pohle Abteilung Wasserwirtschaftliches Ressourcenmanagement Hamburger Wasserwerke GmbH, Billhorner Deich 2, 20539 Hamburg

Oktober 2014

Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Inhalt

Vorwort ...... 7

1 Einführung ...... 8

2 Grundlagen und Methodik ...... 11

2.1 Hydrogeologische Verhältnisse ...... 11

2.2 Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots ...... 12

3 Für HAMBURG WASSER verfügbares nutzbares Grundwasserdargebot ...... 16

3.1 Wasserwerk Baursberg ...... 16

3.2 Wasserwerk Bergedorf ...... 17

3.3 Wasserwerk Billbrook ...... 18

3.4 Wasserwerk Bostelbek ...... 19

3.5 Wasserwerk Curslack ...... 20

3.6 Wasserwerk Glinde ...... 22

3.7 Wasserwerk Großensee ...... 23

3.8 Wasserwerk Großhansdorf ...... 23

3.9 Wasserwerk Haseldorfer Marsch ...... 24

3.10 Wasserwerk Langenhorn ...... 25

3.11 Wasserwerk Lohbrügge ...... 27

3.12 Wasserwerk Neugraben ...... 28

3.13 Wasserwerk Nordheide einschließlich der Fassung Schierhorn ...... 28

3.14 Wasserwerk Schnelsen ...... 30

3.15 Wasserwerk Stellingen ...... 32

3.16 Wasserwerk Süderelbmarsch ...... 33

3.17 Wasserwerk Walddörfer ...... 34

4 Zusammenfassung ...... 34

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Glossar

Grundwasserdargebot: Summe aller positiven Glieder der Wasserbilanz für einen Grundwasserabschnitt. Positive Bilanzglieder sind Grundwasserneubildung aus Niederschlag, Zusickerung aus oberirdischen Gewässern (DIN 4049 Teil 3).

Gewinnbares Grundwasserdargebot: Teil des Grundwasserdargebots, der mit technischen Mitteln entnehmbar ist (DIN 4049 Teil 3).

Nutzbares Grundwasserdargebot: Teil des gewinnbaren Grundwasserdargebots, der für die Wasserversorgung unter Einhaltung bestimmter Randbedingungen genutzt werden kann (DIN 4049 Teil 3).

Gefährdetes Grundwasserdargebot: Teil des nutzbaren Grundwasserdargebots, der durch geogene oder anthropogen eingetragene Stoffe beeinträchtigt werden kann oder beeinträchtigt wird. Aufgrund der Beeinträchtigung muss künftig mit Einschränkungen hinsichtlich der Nutzung gerechnet werden.

Geogene Gefährdung: Beeinträchtigung der Nutzung eines Grundwasserabschnitts durch Ablaugungswässer von Salzstöcken oder aufsteigendes salinares Tiefengrundwasser.

Anthropogene Gefährdung: Beeinträchtigung des genutzten Grundwasserabschnitts durch Schadstoffe aus anthropogenen Quellen.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Verzeichnis der Anlagen

3.1.1 Lageplan der Brunnen und der Grundwassermessstelle R23 im Einzugsgebiet des Ww. Baursberg

3.1.2 Jährliche Entnahmemenge aus den quartären Brunnen des Ww. Baursberg und Grundwasserganglinie der Messstelle R23.1 an der Wedeler Au

3.1.3 Entwicklung der Chloridkonzentrationen am Brunnen 12 (OBKS) des Ww. Baursberg

3.2.1 Lageplan der Brunnen und Grundwassermessstellen BGD2 und BGD3 im Einzugsgebiet des Ww. Bergedorf

3.2.2 Jährliche Entnahmemenge aus den Brunnen des Ww. Bergedorf und Entwicklung der Chloridkonzentrationen an den Grundwassermessstellen BGD2.2 und BGD3.2 des Ww. Bergedorf

3.3.1 Lageplan der Brunnen im Einzugsgebiet des Ww. Billbrook

3.3.2 Grundwasserstandsganglinien im Einzugsgebiet des Ww. Billbrook

3.3.3 Mit dem Grundwassermodell Billbrook berechneter Grundwassergleichplan für eine Jahresentnahmemenge von 7,7 Mio.m3 pro Jahr

3.3.4 Chlorid im Rohmischwasser des Wasserwerks Billbrook und Fördermengen UBKS

3.5.1 Lageplan der Brunnen und ausgewählter Grundwassermessstellen im Einzugsgebiet des Ww. Curslack

3.5.2 Entwicklung der Chloridkonzentrationen den Grundwassermessstellen CU1.1, CU1A.3, CU8.3, ESCH15.2 und ESCH53.2 des Ww. Curslack

3.5.3 Mit dem Grundwassermodell Bille berechneter Grundwassergleichplan für das Gebiet um die Wasserwerke Bergedorf, Curslack und Lohbrügge

3.5.4 Simulationsergebnisse des Grundwassermodells Bille für das Umfeld der UBKS-Brunnen des Ww. Curslack für das Szenario „ohne Ww. Bergedorf und Ww. Lohbrügge“

3.5.5 Grundwasserversalzung im Umfeld der UBKS-Brunnen des Ww. Curslack

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

3.6.1 Lageplan der Brunnen im Einzugsgebiet des Ww. Glinde mit Verlauf der eiszeitlichen Rinnenstrukturen

3.7.1 Lageplan der Brunnen und der Grundwassermessstellen GRS12 und GRS13 im Einzugsgebiet des Ww. Großensee

3.7.2 Grundwasserganglinien der Messstellen GRS12.2 und GRS13.2 im Einzugsgebiet des Ww. Großensee

3.9.1 Lageplan der Brunnen des Ww. Haseldorfer Marsch, der seit 2000 abgeteuften Aufschlussbohrungen und des mit Aeromagnetik erkundeten Gebiets

3.9.2 Übersichtskarte der Flächennutzung und der Grundwasserbelastungen am Beispiel der DSM-Konzentrationen (Stand 2010) im Einzugsgebiet des Ww. Haseldorfer Marsch

3.10.1 Lageplan der OBKS- und UBKS-Brunnen im Einzugsgebiet des Ww. Langenhorn

3.10.2 Konzentrationsganglinien von Chlorid an den OBKS-Brunnen des Ww. Langenhorn

3.10.3 Konzentrationsganglinien von Chlorid an den UBKS-Brunnen des Ww. Langenhorn

3.13.1 Lageplan der Brunnen und der Grundwassermessstellen HL34, HL42 und HL53 im Einzugsgebiet des Ww. Nordheide

3.13.2 Jährliche Entnahmemenge aus den Fassungen West, Ost und Schierhorn des Ww. Nordheide

3.13.3 Grundwasserstandsganglinien an den Messstellen HL53.3 (Fass. West), HL42.2 (Fass. Ost) und HL34.1 (Wilseder Berg) im Einzugsgebiet des Ww. Nordheide

3.13.4 Grundwasserdargebotsreserve nach Ruderlass des Niedersächsischen Ministeriums für Umwelt, Energie und Klimaschutz vom 25.6.2007

3.13.5 Konservative Simulation (advektiv) des Schadstofftransports im Abstrom des Schadensfalls Wintermoor

3.14.1 Lageplan der Brunnen im Einzugsgebiet des Ww. Schnelsen

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

3.14.2 Entwicklung der Chloridkonzentrationen an den Brunnen XVII, XVIII und XIX des Ww. Schnelsen

3.14.3 Entwicklung der Chloridkonzentrationen an den Brunnen 14A,16A, und 20 des Ww. Schnelsen

3.14.4 Entwicklung der Chloridkonzentrationen an den Brunnen 11 und 12 des Ww. Schnelsen

3.15.1 Lageplan der Brunnen und der Grundwassermessstelle S66 im Einzugsgebiet des Ww. Stellingen

3.15.2 Entwicklung der Sulfatkonzentrationen an den Brunnen des Ww. Stellingen

3.15.3 Entwicklung der Sulfatkonzentrationen an der Grundwassermessstelle S66.2 des Ww. Stellingen

3.15.4 Entwicklung der cis-1,2-Dichlorethen-Konzentrationen an den Brunnen 11, 12 und 13 des Ww. Stellingen

3.16.1 Lageplan der Brunnen und der Grundwassermessstelle SEM8/2 im Einzugsgebiet des Ww. Süderelbmarsch

3.16.2 Sulfat- und Chloridkonzentrationen an der Grundwassermessstelle SEM8/2 im Einzugsgebiet des Ww. Süderelbmarsch

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Vorwort

Die nachfolgende Abschätzung über das nutzbare Grundwasserdargebot für die Versorgungsgebiete von Hamburg Wasser (HW) in der Metropolregion Hamburg basiert auf den aktuellen Erkenntnissen über die qualitative und quantitative Grundwassersituation in den Einzugsgebieten der jeweiligen Wasserwerke. Dabei ist die Wechselwirkung mit anderen Grundwasserentnahmen im Umfeld berücksichtigt. Die Studie wurde von HW erstellt und mit der für die Grundwasserbewirtschaftung in Hamburg zuständigen Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt (BSU) detailliert abgestimmt. Die seitens HW angewandten Methoden zur Beurteilung des nutzbaren Grundwasserdargebots entsprechen dem derzeitigen Stand der Bewertungsmöglichkeiten zur Dargebotsabschätzung für die betreffenden Räume. Darüber hinaus verfügt HW über umfangreiche Erfahrungen mit der Bestandsaufnahme und der Beurteilung von Grundwasservorkommen, so dass mit der Abschätzung ein realistisches Bild über die Dargebotssituation in den von HW genutzten Einzugsgebieten vorgelegt werden konnte.

Amt für Umweltschutz der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, Schutz und Bewirtschaftung des Grundwassers

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

1 Einführung Die Trinkwasserversorgung im Versorgungsgebiet von HAMBURG WASSER (HW) mit seinen etwa 2 Millionen Einwohnern erfolgt ganz mit Grundwasser. Genutzt wird ein ausgedehntes, komplexes System sowohl oberflächennaher als auch tieferer Grundwasserleiter. Dabei müssen Einschränkungen der Grundwasserqualität bedingt durch anthropogene und geogene Beeinträchtigungen berücksichtigt werden. Die Kenntnis des für HW nutzbaren Grundwasserdargebots und seiner Entwicklung stellt eine wesentliche Grundlage für die Weiterentwicklung des Versorgungssystems dar. Für das Versorgungsgebiet von HW sind entsprechende Zahlen im Handlungskonzept der HWW 1986 publiziert worden und 1996, 2000, 2003, 2007 sowie 2011 fortgeschrieben worden.

Bei der Weiterentwicklung des Versorgungssystems von HW ist der Ansatz für das Grundwasserdargebot jeweils auf der Basis des aktuellen Kenntnisstandes fortzuschreiben. Aus der Überwachung der Brunnen und dem Monitoring in den Einzugsgebieten ergeben sich immer wieder neue Erkenntnisse. Zudem kann die Beschaffenheit des Grundwassers durch Einträge von Schadstoffen aus anthropogenen Quellen oder von Salzen aus geogenen Quellen verändert werden. Durch neue Aufschlussbohrungen verbessert sich der Kenntnisstand über den hydrogeologischen Aufbau des Gebietes. Zusätzliche Grundwassermessstellen und erweiterte Messreihen ergeben ein genaueres Bild der Strömungsverhältnisse im Grundwasser. Darüber hinaus tragen neue Erkundungs- und Berechnungsverfahren zu einer besseren Analyse der Prozesse bei.

Seit ca. 20 Jahren werden verstärkte Untersuchungen zu den hydrologischen Verhältnissen, insbesondere zur Grundwasserversalzung und zum nutzbaren Grundwasserdargebot, durchgeführt. Die resultierenden Erkenntnisse führen regelmäßig zum Erfordernis von Anpassungen des Dargebotsansatzes für die Einzugsgebiete einiger Fassungen. Damit wird einerseits verhindert, dass die vorhandenen Grundwasservorkommen übernutzt werden, andererseits können so auch bisher nicht erschlossene Teile der Ressourcen erkannt und einer Nutzung zugänglich gemacht werden.

Eine Gegenüberstellung der seit 1980 ermittelten Dargebotszahlen und der Grundwasserentnahme findet sich in der Abbildung 1. Es wird deutlich, dass mit zunehmendem Kenntnisstand die in früheren Studien als gefährdet eingestuften und damit unsicheren Anteile des Grundwasserdargebots sukzessive gestrichen werden mussten. Die im Regionalen Entwicklungskonzept für die Metropolregion Hamburg für das Jahr 1996 aufgelisteten Dargebotszahlen sind in der Abbildung 1 nicht dargestellt,

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

da sie nicht auf der Basis hydrogeologischer Untersuchungen sondern durch Summation der vorhandenen Wasserrechte ermittelt wurden.

Im Dezember 2000 wurde die Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union (Richtlinie 2000/60/EG vom 23.10.2000 – WRRL) verabschiedet. Gemäß den Vorgaben und Zielen in Artikel 4 soll für alle Gewässer der EU ein dort näher definierter “guter Zustand” erreicht werden. Der “gute Zustand” ist anhand von mengenmäßigen, chemischen und ökologischen Kriterien definiert.

200 Jahressumme Gw-Förderung (HW) 190 Gw-Förderung (gleitendes Mittel) + 5% Trockenwetterzuschlag + 10% Sicherheit 180 gesamtes nutzbares Gw-Dargebot (HW)

sicheres nutzbares Gw-Dargebot (HW)

170 /Jahr)

3 160

150

140 Menge(Mio.m 130

120

110

100

1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016

Abbildung 1: Entwicklung der Entnahmemengen und des Grundwasserdargebots für das Versorgungsgebiet von HW in der Metropolregion Hamburg

Ein “guter quantitativer Zustand” setzt voraus, dass die Nutzung von Grundwasser- vorkommen nachhaltig erfolgt, d.h. im Gleichgewicht mit der Grundwasserneubildung steht. Somit darf die mittlere jährliche Entnahme die zur Regeneration der Ressource im Mittel verfügbare Menge nicht überschreiten und keine Schädigung oder Zustandsverschlechterung bei terrestrischen Ökosystemen, die mit dem Grundwasser in Verbindung stehen, eintreten (WRRL Artikel 4 Absatz b und Anhang V 2.1). Die wesentliche Messgröße für die Bewertung des quantitativen Zustandes ist der Grundwasserstand. Dieser darf keinen fallenden bzw. negativen Trend aufweisen.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Dementsprechend unterliegt der Grundwasserstand bei Vorliegen eines guten quantitativen Zustandes keinen anthropogenen Veränderungen, die

 zu einem Verfehlen der ökologischen Qualitätsziele gemäß Wasserrahmenrichtlinie für mit dem Grundwasser in Verbindung stehende Oberflächengewässer,

 zu einer signifikanten Verringerung der Qualität dieser Gewässer oder

 zu einer signifikanten Schädigung von Landökosystemen, die unmittelbar von dem Grundwasserkörper abhängen, führen. Änderungen der Strömungsrichtung, die sich aus Änderungen der Grund- wasseroberfläche ergeben, dürfen nur zeitweise oder, falls kontinuierlich, nur in einem räumlich eng begrenzten Gebiet um die Brunnen auftreten. Solche Richtungs- änderungen dürfen jedoch keinen Zustrom von Salzwasser oder sonstiger qualitativ andersartiger Wässer, zum Beispiel Infiltration von belastetem Oberflächenwasser in Grundwasserleiter, verursachen. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde die Bewertung der Grundwasserkörper entsprechend den in der Wasserrahmenrichtlinie für den quantitativen Zustand formulierten Kriterien vorgenommen.

Der „gute ökologische Zustand” ist durch ein reiches, ausgeglichenes und nachhaltiges Ökosystem charakterisiert, welches aber durchaus anthropogen beeinflusst sein kann. Bei einem „guten chemischen Zustand“ müssen die Grenzwerte nach EU-Recht eingehalten werden und es dürfen keine Tendenzen für eine Verschlechterung zu erkennen sein.

Die seit Ende des 19. Jahrhunderts sukzessive erschlossenen tiefen Grundwasser- ressourcen in den Braunkohlesanden im Raum Hamburg wurden in der zweiten Hälfte des vergangenen Jahrhunderts bis in die 1990-er Jahre übernutzt. Deshalb wurde die Förderung aus den beiden tiefen Grundwasserleitern seit Anfang der 1980-er Jahre schrittweise reduziert. Dies führte generell zu einer Umkehr des bis dahin herrschenden Trends stark fallender Grundwasserstände. In den 1990er Jahren wurden nachfolgend zahlreiche Untersuchungen zur weiteren Konsolidierung des quantitativen Zustandes der verschiedenen betroffenen Grundwasserkörper, insbesondere zur Stabilisierung der Süß-/Salzwassergrenze durchgeführt. Eine Ausnahme stellt das Einzugsgebiet des Wasserwerkes Nordheide dar. Hier ist das nutzbare Grundwasserdargebot bereits im Rahmen der Erkundung des hydrologischen Systems in den 1970er Jahren ermittelt worden. Diese Untersuchungen werden im derzeit laufenden wasserrechtlichen Bewilligungsverfahren fortgeschrieben.

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2 Grundlagen und Methodik

2.1 Hydrogeologische Verhältnisse In der Region Hamburg können generell mindestens drei Grundwasserleiter unterschieden werden:

 Quartäre Ablagerungen der Saale- und Weichselkaltzeit, stellenweise mit pliozänen Sanden,

 Obere Braunkohlesande (OBKS) inklusive niveaugleicher elsterkaltzeitlicher Sedimente in den quartären Rinnen,

 Untere Braunkohlesande (UBKS) inklusive niveaugleicher elsterkaltzeitlicher Sedimente in den quartären Rinnen. Die drei Grundwasserleiter werden durch den Glimmerton (zwischen Quartär und OBKS) und den Hamburger Ton (zwischen OBKS und UBKS) getrennt. Die saale- und weichselkaltzeitlichen Sedimente sind in einigen Bereichen durch Geschiebemergellagen in zwei oder drei Grundwasserleiter gegliedert. Für die vorgestellte Bilanz ist dies ohne Bedeutung.

Der Glimmerton und der zweite Grundwasserleiter (OBKS) fehlen bedingt durch spätpliozäne und pleistozäne Erosionsprozesse im südlichen und östlichen Teil des Untersuchungsgebietes. Auch der Hamburger Ton ist infolge dieser Erosionsprozesse in diesem Bereich größtenteils ausgeräumt. Der Erosionseffekt nimmt infolge des allgemeinen Ansteigens der Schichtenfolge nach Südosten hin zu. Südlich der Linie Neu Wulmstorf-Rönneburg fehlt der Glimmerton bis auf einzelne lokal begrenzte Vorkommen vollständig und auch die OBKS keilen erosionsbedingt aus. Trotz an der Basis des Quartärs verbreiteter Geschiebemergellinsen ist in diesem Bereich keine durchgängige hydraulische Trennung zwischen dem Quartär und den direkt unterlagernden UBKS gegeben. Im nördlichen Teil des Gebietes können hydraulische Verbindungen zwischen den drei Grundwasserleitern im Bereich der Abschnitte der elsterkaltzeitlichen Rinnen existieren, die nicht durch den Lauenburger Ton oder Geschiebemergel blockiert sind. Auch im Bereich von Salzstöcken können die OBKS und die UBKS aufgrund von Erosionsprozessen infolge des Salzaufstieges vollständig fehlen.

Grundwasserströmungsfeld Der oberste Grundwasserleiter ist weitgehend an die Oberflächengewässer angeschlossen. Die Elbe ist regionaler Hauptvorfluter. Das Grundwasserströmungsfeld ist auf die Oberflächengewässer hin ausgerichtet. Die Grundwasserkuppen befinden sich dementsprechend im Bereich topografischer Höhenlagen, die Grundwasserdellen

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im Bereich der Gewässerniederungen, d.h. die Grundwasserströmung erfolgt generell von den Hochlagen zu den Gewässern hin.

Das Strömungsfeld in den Braunkohlesanden ist dem im Quartär ähnlich. Abweichungen treten vor allem im Bereich hydraulischer Fenster oder im Umfeld von Grundwasserentnahmen auf. Die Grundwasserkuppen im Bereich von Hochlagen prägen sich auch in den tieferen Grundwasserleiter aus, genauso wie die Depressionen im Bereich der Mittel- und Unterläufe von Gewässern mit Vorflutfunktion (Alster, Bille, Este, Pinnau, Seeve und Stecknitz/Delvenau).

Grundwasserneubildung Die Grundwassererneuerung erfolgt im gesamten Untersuchungsgebiet flächig durch die Grundwasserneubildung aus Niederschlag. Sie wurde nach einem vom Deutschen Wetterdienst verwendeten Verfahren flächig für das gesamte Arbeitsgebiet (über etwa 2.100 km²) berechnet. Sie liegt je nach Flächennutzung und Bodenart zwischen 200 und 400, im Mittel bei 259 mm pro Jahr. In Bereichen mit geringen Grundwasser- flurabständen, wie z. B. in der Marsch oder in Flussniederungen, liegen die Grundwasserneubildungsraten wegen des kapillaren Aufstiegs von Grundwasser in den durchwurzelten Boden mit Werten zwischen 0 und 150 mm pro Jahr niedriger.

Die tieferen Grundwasserleiter sind an das oberflächennahe System des Quartärs vor allem durch hydraulische Fenster angebunden. Aber auch in Bereichen von Trennschichten (Glimmerton, Hamburger Ton) erfolgt eine relevante Zusickerung. Sie hängt wesentlich von der Mächtigkeit dieser Trennschichten ab. Die Zusickerung durch die Trennschichten ist wegen der großen Ausdehnung der Einzugsgebiete mengenmäßig für eine Grundwasserbilanz relevant. Die Zusickerung aus dem Quartär in die OBKS und von den OBKS in die UBKS erfolgt in erster Linie im Bereich der Höhenlagen. Weitere Zusickerungszonen liegen im Bereich der durch die großen Grundwasserentnahmen verursachten Absenktrichter. Aussickerung von tieferen in höhere Grundwasserleiter bis hin in die Oberflächengewässer ist in erster Linie im Bereich des Hauptvorfluters Elbe bzw. der Hauptzuflüsse zur Elbe festzustellen.

2.2 Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots Höhere Grundwasserleiter Für jedes Grundwassereinzugsgebiet sind die positiven Glieder des Wasserkreislaufs (Zuflüsse in Form von Grundwasserneubildung aus Niederschlag, Zusickerung, Influenz, Uferfiltration) zu bestimmen. Die Neubildung wird über jedes betrachtete Einzugsgebiet zum gesamten Grundwasserdargebot aufsummiert. Ihre Summe

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entspricht dem gesamten Grundwasserdargebot für das betreffende Einzugsgebiet. Uferfiltrat, Infiltration aus Gewässern oder Zusickerung aus tieferen Grundwasserleitern spielen für die Bilanz der quartären Einzugsgebiete von HW-Brunnen in quantitativer Hinsicht keine relevante Rolle. In manchen Gebieten muss die Aussickerung in tiefere Grundwasserleiter als negatives Bilanzglied berücksichtigt werden.

Die Nutzbarkeit des gesamten Grundwasserdargebots kann durch die gebotene Berücksichtigung

 von Feuchtgebieten oder Naturschutzgebieten,

 den Erhalt von Mindestabflüssen in Oberflächengewässern,

 von konkurrierenden Grundwasserentnahmen,

 von empfindlichen Flächennutzungen (z. B. Bebauung, Landwirtschaft) sowie

 von Schadensfällen oder Altlasten eingeschränkt werden. Daher steht für die Trinkwassergewinnung nur das mengenmäßig kleinere nutzbare Grundwasserdargebot zur Verfügung.

Zu prüfende Kriterien für eine nachhaltige Grundwassernutzung sind:

 Stabilität des Grundwasserstands, kein negativer Trend

 keine Umkehr der generellen Strömungsrichtung (im Quartär bedeutet dies insbesondere keine Verlagerung natürlicher Grundwasserscheiden)

 keine erhebliche Beeinträchtigung von grundwasserabhängigen Biotopen

 Vermeidung der Ablenkung von Schadstofffahnen in Richtung auf Förderbrunnen

 Stabilität der Süß-/Salzwassergrenze Wenn diese Kriterien erfüllt sind, übersteigt die aktuelle Grundwasserförderung von HW wie auch die der anderen Betreiber das nutzbare Grundwasserdargebot nicht.

Vorgehensweise bei der Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots:

1. Bei einfach strukturierten Einzugsgebieten und langjährigen Entnahmen wird die Grundwasserabsenkung unter Berücksichtigung der oben genannten Kriterien auf der Basis von Grundwasserstandsganglinien bewertet. Wenn die Nachhaltigkeitskriterien nicht erfüllt sind, wird die Grundwasserförderung schrittweise so lange verändert, bis die Kriterien erfüllt sind.

2. Aufstellung einer Grundwasserbilanz für ein Grundwassereinzugsgebiet. Die Abgrenzung von Grundwassereinzugsgebieten erfolgt auf der Basis von

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hydrogeologischen Strukturmodellen und Grundwassergleichenplänen. Die Grundwasserneubildung wird für die ermittelten Einzugsgebiete durch die flächenhafte Anwendung von Sickerwassermodellen bestimmt.

3. In komplex aufgebauten Einzugsgebieten wird die Grundwasserbilanz mit Hilfe von numerischen Strömungsmodellen erstellt. Die Grundwasserneubildung wird für die ermittelten Einzugsgebiete durch die flächenhafte Anwendung von Sickerwassermodellen bestimmt (siehe Punkt 2).

Tiefe Grundwasserleiter In den Braunkohlesanden erneuert sich das Grundwasser durch Zusickerung aus dem überlagernden quartären Niveau. Die zugehörigen “Regenerationsgebiete” entsprechen meist topografischen Hochlagen und liegen zum überwiegenden Teil außerhalb von Hamburg in Schleswig-Holstein und Niedersachsen.

Das positive Bilanzglied (Grundwasserneubildung) stellt für diese Grundwasserleiter (OBKS und UBKS) die Zusickerung von Grundwasser durch den Glimmerton, den Hamburger Ton oder hydraulische Fenster im Bereich der elsterkaltzeitlichen Rinnen dar. Diesem Zustrom stehen die Aussickerung von Grundwasser sowie die Entnahme durch Brunnen gegenüber. Werden für die OBKS und UBKS Bilanzen bezogen auf Gewässereinzugsgebiete erstellt, können auch laterale Zu- und Abflüsse in beschränktem Maß eine Rolle spielen. Für die OBKS und UBKS gelten bei der Bewertung der Grundwasserentnahme ähnliche Prüfkriterien wie für die quartären Einzugsgebiete:

 Stabilität des Grundwasserstands, kein negativer Trend,

 keine Umkehr der generellen Strömungsrichtung (in den OBKS und UBKS bedeutet das: keine Verlagerung regionaler Wasserscheiden und darüber hinaus keine Umkehr der Strömungsrichtung im Bereich hydraulischer Fenster),

 Stabilität der Süß-/Salzwassergrenze. Mit diesen Kriterien sind die Randbedingungen für eine Prognose des nutzbaren Grundwasserdargebots definiert.

Vorgehensweise bei der Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots: 1. Bei bestehenden langjährigen Entnahmen: Prüfung der Grundwasserabsenkung und der Grundwasserganglinien. Bewertung unter Berücksichtigung der oben genannten Kriterien. Bei einfach strukturierten Einzugsgebieten gegebenenfalls iterative Anpassung der Entnahme bis zur Erfüllung der Kriterien.

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Plausibilitätskontrolle durch Grundwasserbilanz für das Einzugsgebiet unter Berücksichtigung der Zonen mit Zusickerung zu den tieferen Grundwasserleitern.

2. Bei Brunnen in Gebieten mit Grundwasserversalzung iterative Anpassung der Entnahme bis zur Stabilisierung der Süß-/Salzwassergrenze.

3. Grundwasserbilanz auf der Basis von Modellrechnungen mit numerischen Strömungsmodellen und Ermittlung des Grundwasserdargebots für die so ermittelten stabilen Einzugsgebiete.

Abschätzung geogen gefährdeter Mengen

Eine geogene Gefährdung des Grundwassers kann immer dann auftreten, wenn in der Nähe von Fassungen salinares Grundwasser existiert (Chlorid, Sulfat). Die geogene Gefährdung schließt die durch Salzeinfluss verursachten unerwünschten Veränderungen der Grundwasserqualität (Freisetzung von Huminstoffen als Folge erhöhter Chlorid-Konzentrationen) mit ein. Von einer geogenen Gefährdung wird grundsätzlich dann ausgegangen, wenn durch Messungen belegt ist, dass die Süß- /Salzwassergrenze nicht stabil ist. Für betroffene Fassungen ist das Grundwasserdargebot auf der Basis einer schrittweisen Anpassung der Fördermengen neu ermittelt worden. Schneller führt in der Regel die Erstellung von an die Versalzung angepassten Förder- und Fassungskonzepten mit einem numerischen Grundwasserströmungsmodell zum Ziel. Voraussetzung für die Erstellung eines Modells ist eine hinreichende Datenbasis. Der Erfolg dieser Maßnahmen zur Stabilisierung der Süß-/Salzwassergrenze kann nur durch mehrjährige Messreihen überprüft werden. Die Möglichkeit, dass anschließend weitere Anpassungen vorgenommen werden müssen, bleibt bestehen.

Abschätzung anthropogen gefährdeter Mengen Anthropogene Einflüsse auf die Grundwasserqualität sind vor allem im oberflächennahen (quartären) Grundwasserleiter festzustellen. Für die Trinkwassergewinnung relevante Grundwasserbelastungen gehen einerseits von nicht gesicherten Altlasten oder Schadensfällen und andererseits von flächigen Einträgen von Stickstoffverbindungen oder Pflanzenschutzmitteln (PSM) aus. Ursache für flächige Stoffeinträge sind Landwirtschaft, Gartenbau und Verkehr. Kriterien für eine anthropogene Gefährdung des ausgewiesenen Grundwasserdargebots sind:

 die Existenz von Schadensfällen im Zustrombereich einer Grundwasserfassung, die noch nicht gesichert sind,

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

 das wiederholte Auftreten von auffälligen Einzelbefunden an Brunnen oder Messstellen im Einzugsgebiet,

 das Auftreten von Belastungen im Einzugsgebiet durch flächige Stoffeinträge (z. B. steigende Trends bei Nitrat oder PSM).

Die als anthropogen gefährdet ausgewiesenen Mengen entsprechen bei abgrenzbaren Belastungen dem mit diesen potentiell gefährdeten Brunnen gewinnbaren Anteil des Grundwasserdargebots (Rohwasser). Prognosen hinsichtlich des Zeitpunktes des Eintretens der Gefährdung können in der Regel nicht mit befriedigender Genauigkeit gemacht werden.

3 Für HAMBURG WASSER verfügbares nutzbares Grundwasserdargebot Die für die einzelnen Fassungen von HW aktuell ausgewiesenen Grundwasser- dargebotsmengen sind differenziert nach den drei Hauptgrundwasserleitern in der Tabelle 1 zusammengestellt. Für fast alle Einzugsgebiete liegt eine Grundwasserbilanz auf der Basis einer klassischen Mengenbilanz oder eines numerischen Strömungsmodells vor. Der nutzbare Anteil am Grundwasserdargebot wird, wie im Abschnitt 2 erläutert, durch verschiedene Faktoren begrenzt. Eine Übersicht über die in den einzelnen Einzugsgebieten zu berücksichtigenden Einflüsse gibt die Tabelle 2. Erläuterungen zu Ermittlung der Dargebotsmengen für einzelne Fassungen und zu den Einschränkungen durch verschiedene Gefährdungspotentiale finden sich in den folgenden Abschnitten.

3.1 Wasserwerk Baursberg Quartär Das nutzbare Grundwasserdargebot wurde im Rahmen der in den 1990er Jahren durchgeführten hydrogeologischen Untersuchungen für den Wasserrechtsantrag bestätigt. Die Menge entspricht der bis dahin gültigen nutzbaren Dargebotsmenge. Bei den bis in die 1980er Jahre getätigten höheren Entnahmen haben sich teilweise influente Verhältnisse eingestellt. Durch eine Rücknahme der Entnahmemengen konnte der Grundwasserspiegel an der Wedeler Au wieder über das Niveau des Vorfluters angehoben werden (Anlagen 3.1.1 und 3.1.2). Zum anderen ist die Grundwasser- scheide zwischen der Fassung Rissen und der Elbe zu erhalten.

Lokal ist die Nutzbarkeit des quartären Grundwasserkörpers in der nördlichen Hälfte des Einzugsgebiets durch hohe Eisen- und Sulfat-Konzentrationen im Grundwasser

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stark eingeschränkt. Dadurch ist die Verfügbarkeit von Standorten für Ersatzbrunnen eingeschränkt.

OBKS Die Dargebotsmenge wurde ebenfalls im Rahmen der hydrogeologischen Untersuchungen auf der Basis der während des Förderbetriebs gewonnen hydraulischen und hydrochemischen Daten für den Wasserrechtsantrag neu ermittelt. Die Dargebotsmenge für die OBKS wurde aufgrund des bekannten Salzeinflusses durch den Salzstock Othmarschen-Langenfelde (Anlage 3.1.3) auf der Basis der damals vorliegenden Messreihen auf 0,8 Mio.m³ pro Jahr beschränkt. Bei dieser Entnahmemenge ist die Salzkonzentration in den Brunnen und damit die Süß- /Salzwassergrenze stabil. Eine Erhöhung der Entnahme würde zu einer Destabilisierung der Süß-/Salzwassergrenze führen.

3.2 Wasserwerk Bergedorf UBKS Drei Brunnen der Fassung (IX, XI und XIII) weisen leicht erhöhte Salzkonzentrationen auf. An den in der Nähe der Fassung liegenden Messstellen BGD2.2 und BGD3.2, die im Bereich der Süß-/Salzwassergrenze verfiltert sind, sind steigende Trends der Salzparameter feststellbar (Anlagen 3.2.1 und 3.2.2). Es ist anzunehmen, dass dies durch den Aufstieg von im tiefen Niveau der Bergedorfer Rinne verbreitetem Salzwasser (“Upconing”) infolge der hohen Druckabsenkung durch die relativ eng beieinander liegenden Brunnen verursacht wurde. Um den Anstieg zu stoppen, musste die Druckabsenkung verringert werden. Dies konnte durch eine Reduzierung und gleichmäßigere Verteilung der Fördermengen der fünf Brunnen erreicht werden. Die Süß-/Salzwassergrenze im Bereich der Fassung des Wasserwerkes Bergedorf ist seit der Senkung des Grundwasserdargebots auf 1,8 Mio.m³ pro Jahr und der entsprechenden Anpassung der Förderung stabil.

Dennoch wurde der Fassung Bergedorf kein Grundwasserdargebot zugewiesen. Grundlage dafür sind die Ergebnisse der Untersuchung der Strömungsverhältnisse im Umfeld der Fassungen Lohbrügge, Bergedorf und Curslack (Tiefbrunnen) mit dem numerischen Grundwasserströmungsmodell für das Bille-Einzugsgebiet (siehe Abschnitt 3.5). Dabei ist nachgewiesen worden, dass die Stabilität der Süß- /Salzwassergrenze im Süden der Fassung Curslack von der Summe der Entnahme aus den UBKS-Brunnen der drei Wasserwerke Bergedorf, Curslack und Lohbrügge abhängig ist (siehe Abschnitt 3.5 und Anlagen 3.5.3 und 3.5.4 zum Ww. Curslack).

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

3.3 Wasserwerk Billbrook Quartär Das für die Flachbrunnenfassung des Wasserwerks Billbrook verfügbare Dargebot wurde durch einen 1998 durchgeführten Pumpversuch zur Bestimmung der Größe des Einzugsgebietes für das Wasserschutzgebietsgutachten mit 1,2 Mio.m³/a ermittelt. Nachdem die Förderung anfänglich infolge eines Grundwasserschadensfalles auf 0,6 Mio.m³ pro Jahr reduziert werden musste, konnte sie in Folge der Sanierungs- und Selbstreinigungsprozesse später in zwei Schritten wieder auf 1,2 Mio.m³ pro Jahr zurückgeführt werden.

UBKS Die Tiefbrunnen des Wasserwerks Billbrook (Anlage 3.3.1) sind alle in den UBKS oder niveaugleichen Schichten der elsterkaltzeitlichen Rinnen verfiltert. Gefördert wird mit diesen Brunnen aber auch Grundwasser aus den OBKS, das über hydraulische Fenster im Bereich der Fassung den UBKS zusickert. Die Brunnen stehen in der Nähe von zwei Bereichen mit salinarem Grundwasser. Es handelt sich zum einen um den Abstrom von versalzenem Grundwasser vom Salzstock Othmarschen-Langenfelde in Richtung Elbe über hydraulische Fenster im Bereich Wilhelmsburg und vom Salzstock Meckelfeld freigesetztes Salzwasser, welches in den tiefsten Bereichen der Billbrooker Rinne zwischen Meckelfeld und Moorfleet lagert. Bis Mitte der 1990er Jahre ist die Süß- /Salzwassergrenze durch die Entnahme von z.T. über 14 Mio.m³ pro Jahr mobilisiert worden. Dies hat im Fassungsteil Billbrook zur Mobilisierung von Huminstoffen mit entsprechender Färbung des geförderten Grundwassers geführt.

Die Entnahme aus den UBKS-Brunnen wurde wegen der Versalzungsprobleme auf der Basis der Ergebnisse eines Grundwasserströmungsmodells zwischen 1996 und 2000 schrittweise auf Mengen um 7,0 Mio.m³ pro Jahr zurückgenommen. Außerdem wurde der Entnahmeschwerpunkt in nordöstliche Richtung und somit von den Versalzungs- zonen weg verlagert. Infolge der Reduzierung der Grundwasserentnahme aus den Tiefbrunnen sind die Druckspiegel um die Fassung weiträumig stark angestiegen (Anlage 3.3.2). Das 1996 erstellte Grundwassermodell Billbrook musste 2003 für das neue stabile Strömungsregime neu kalibriert werden. Mit dem aktualisierten Grundwassermodell ist der nicht von Salzwasser beeinflusste Grundwasserzustrom von Osten her etwa 10 % höher als mit dem Modell 1996 ermittelt worden. Das für die Tiefbrunnen des Wasserwerks Billbrook zur Verfügung stehende Grundwasserdargebot konnte daher auf 7,7 Mio.m³ pro Jahr erhöht werden (Anlage 3.3.3). Im Rahmen des Monitorings der folgenden Jahre konnte die Unschädlichkeit dieser Erhöhung nachgewiesen werden (Anlage 3.3.4).

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

3.4 Wasserwerk Bostelbek Quartär Die Quartär-Brunnen des Wasserwerks Bostelbek liegen innerhalb der etwa 2,4 km langen Trasse der UBKS-Brunnen direkt südlich der Stader bzw. Cuxhavener Straße. Sie erschließen den quartären Grundwasserleiter im mittleren und tieferen Niveau. Das früher für das Quartär ausgewiesene Dargebot von 1,4 Mio.m³ pro Jahr wurde aus dem oberflächennahen Niveau ohne Deckschichten sowie dem mittleren und tieferen Niveau des Quartärs mit Deckschichten entnommen. Für die aus dem obersten Niveau fördernde Sickergalerie wurden mikrobiologische Belastungen festgestellt, deren Ursache trotz verschiedener Untersuchungen und einer Sanierung eines Regenwasser- rückhaltebeckens bislang nicht ermittelt werden konnte. Die Sickergalerie wird deshalb seit 2012 nicht mehr für die Trinkwassergewinnung eingesetzt. Die Suche nach Ersatz im mittleren und tieferen Quartär ergab nur zwei neue Brunnenstandorte mit gering- mächtigen Sanden begrenzter Ausdehnung und einer geringen Ergiebigkeit. Das Grundwasserdargebot für den quartären Grundwasserleiter musste im Jahr 2007 entsprechend um den Anteil der Sickergalerie in Höhe von 0,3 Mio.m³ pro Jahr auf 1,1 Mio.m³ pro Jahr reduziert werden. Weitere dargebotsrelevante Qualitätsein- schränkungen sind nicht bekannt.

UBKS Die UBKS-Brunnen der Wasserwerke Bostelbek, Neugraben, Süderelbmarsch und Wilhelmsburg (September 2008 stillgelegt) entnehmen zusammen mit Brunnen von Gewerbe- und Industriebetrieben Grundwasser aus einem gemeinsamen nach Süden bis in die Umgebung von Buchholz reichenden Einzugsgebiet. Im Rahmen der in den 1990er Jahren durchgeführten Untersuchung "Grundwasserdargebot im Raum Hamburg-Südwest" wurde für dieses Einzugsgebiet das Grundwasserdargebot geschätzt. Die Dargebotsmenge für die UBKS-Brunnen der Fassung Bostelbek wurde dabei mit 4,0 Mio.m³ pro Jahr angesetzt.

Im Jahr 2003 wurde die Dargebotsmenge für die UBKS-Brunnen des Wasserwerkes Bostelbek auf eine Menge von 2,6 Mio.m³ pro Jahr nach unten korrigiert. Auch nach der Entnahmereduktion im Wasserwerk Billbrook, die zu einem deutlichen Anstieg der Druckspiegel geführt hat, zeigten weiter ansteigende Salzgehalte in der Fassung Wilhelmsburg (Brunnen XVII und XXIV) eine nach wie vor vorhandene Übernutzung des Grundwassers im Raum Süderelbe an. Nach diesen Befunden würde eine Ausschöpfung des bis dahin angesetzten Dargebots von 4,0 Mio.m³ zu einer verstärkten Mobilisierung der Süß-/Salzwassergrenze führen. Die Dargebotsmenge

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

musste deshalb reduziert werden. Die Menge wurde auf die in den vergangenen 20 Jahren maximal getätigte Jahresentnahme beschränkt.

3.5 Wasserwerk Curslack Quartär Das Grundwasserdargebot wurde Mitte der 1990er Jahre im Rahmen der hydrogeologischen Gutachten für den Bewirtschaftungsplan Curslack und für den Wasserrechtsantrag durch eine Wasserbilanz für die Flachbrunnenfassung (Anlage 3.5.1) ermittelt und neu festgelegt. Eine wichtige limitierende Randbedingung bei der Gestaltung der Fassung und der Förderkonzepte ist die Erhaltung der Grundwasserscheide zwischen der Brunnenfassung und der Elbe. Für die aus dem Quartär fördernden Flachbrunnen wurde eine Jahresmenge von 15,5 Mio.m³ pro Jahr ermittelt.

In weiteren Untersuchungen wurde für das hydrologische Winterhalbjahr (November bis April) eine zusätzliche Dargebotsmenge von 3,0 Mio.m³ ermittelt. Diese resultiert aus dem Sachverhalt, dass ein großer Teil der im Winterhalbjahr stattfindenden Grundwasserneubildung innerhalb kurzer Zeit in die Entwässerungsgräben exfiltriert und abfließt. Diese Menge kann demnach nur im Winterhalbjahr entnommen werden. Im Jahr 2000 wurde danach das Grundwasserdargebot für die Quartärbrunnen auf 18,5 Mio.m³ pro Jahr erhöht. Voraussetzung für die Nutzung ist, dass das Verhältnis von flachem Grundwasser aus dem Quartär zu tiefem Grundwasser aus den UBKS etwa 2:1 beträgt, da andernfalls die Aufbereitung des Mischwassers (Fällung von Eisen und Mangen) wegen des hohen Anteils der den Aufbereitungsprozess störenden Huminstoffe im flachen Grundwasser nicht stabil läuft. Wegen der instabilen Süß- /Salzwassergrenze südlich der Fassung Curslack musste aber die Dargebotsmenge für das tiefe Grundwasser (UBKS) 2003 gesenkt werden. Das Mengenverhältnis von 2:1 (flach:tief) war damit nicht mehr gegeben. Da sich 2003 der Umbau der beiden Heberanlagen zur Förderung des quartären Grundwassers in 15 „Klein“-Heber in der Planung befand, wurde die „Wintermenge“ weiter in der Dargebotsbilanz belassen. Mit den „Klein“-Hebern war der Plan verbunden, flaches Grundwasser gezielt aus den Abschnitten der Fassung zu fördern, die einen geringeren Anteil der die Aufbereitung störenden Huminstoffe aufweisen. Der entsprechende Versuchsbetrieb nach der Fertigstellung des neuen Wasserwerks zwischen 2006 und 2008 brachte kein positives Ergebnis. Die tatsächlichen Unterschiede der Wasserqualität des in den „Klein“-Hebern geförderten Grundwassers sind zu gering. Deshalb wurde das Grundwasserdargebot bei der letzten Fortschreibung der Studie (2011) wieder auf den früheren Wert von 15,5 Mio.m³ pro Jahr gesetzt.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

UBKS Im Rahmen der Erstellung des Bewirtschaftungsplans Curslack wurde auch die Höhe des Grundwasserdargebots in den UBKS untersucht. Für die Fassung Knollgraben wurde eine Menge von 2,5 Mio.m³ pro Jahr bestimmt und für die Fassungen Curslack I und II zusammen 6,5 Mio.m³ pro Jahr (davon 1,6 Mio.m³ als geogen gefährdet). Eine aktualisierte Einschätzung zum Grundwasserdargebot ist im Zusammenhang mit der Neuplanung des Wasserwerkes Curslack erstellt worden. Dabei wurde die an verschiedenen Grundwassermessstellen (CU1.1, CU1A.3, CU8.3, ESCH15.2, ESCH53.2 - Anlage 3.5.2) aufgrund von steigenden Chlorid-Konzentrationen festzustellende fortgesetzte Verlagerung der Süß-/Salzwassergrenze (Anlage 3.5.5) zu den Brunnen hin bewertet und als Konsequenz die Höhe des Grundwasserdargebots für die Fassung Curslack auf 3,3 Mio. m³ pro Jahr reduziert. Ein darauf aufbauendes aktualisiertes Fassungskonzept sieht außerdem eine Reduzierung der Förderleistung der einzelnen Brunnen sowie die Verkürzung und Verlagerung der Filterstrecken in ein höheres Niveau vor. Dieses Konzept wird seit dem Jahr 2003 schrittweise umgesetzt.

Ende 2004 wurden erstmalig Sohldruckmessungen in salinar beeinflussten Grundwassermessstellen durchgeführt. Das Verfahren ermöglicht die Messung des Drucks im Filterniveau und erlaubt mittels der dabei gewonnen Messdaten eine wesentlich präzisere Korrektur der Grunddruckspiegel. Seitdem stehen für alle Grundwassermessstellen vergleichbare Druckspiegel zur Verfügung. Die Auswertung der Daten führte zu dem Ergebnis, dass im Bereich der Fassungen Bergedorf, Curslack (Tiefbrunnen) und Lohbrügge ein gemeinsamer weiträumiger Absenktrichter existiert (Anlage 3.5.3).

Die Entwicklung im Bereich der Tiefbrunnen der Fassung Curslack ist damit auch von der Förderung in den Wasserwerken Bergedorf und Lohbrügge abhängig. Die in den UBKS verfilterten Brunnen dieser Wasserwerke liegen zusammen mit den UBKS- Brunnen des Wasserwerkes Großensee in einem gemeinsamen Grundwasser- einzugsgebiet, das in etwa dem Einzugsgebiet der Bille entspricht. Es besteht eine Wechselwirkung zwischen den Brunnen des Wasserwerkes Bergedorf und den Brunnen des unterstromig gelegenen Wasserwerkes Lohbrügge einerseits und den westlichen Tiefbrunnen des Wasserwerkes Curslack andererseits. Das nördlich angrenzende Grundwassereinzugsgebiet des Wasserwerkes Großensee ist nach Süden zum Einzugsgebiet Bergedorf-Curslack-Lohbrügge hin durch eine Grundwasserscheide begrenzt. Änderungen der Entnahme im Wasserwerk Großensee oder in dem südlich angrenzenden Grundwassereinzugsgebiet Bergedorf-Curslack- Lohbrügge können zu einer Verschiebung der Grundwasserscheide führen.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Der Grundwassergleichenplan zeigt, dass der Zustrom von Grundwasser auf die Tiefbrunnen des Wasserwerkes Curslack hin unter anderem von Südwesten her erfolgt. Dort gibt es vollständig versalzene Bereiche im genutzten Grundwasserleiter (Anlage 3.5.3). Bis dahin wurde von einer Grundwasserscheide zwischen den Brunnen der Fassung Curslack und dem südwestlich gelegenen salinar beeinflussten Bereich ausgegangen.

Eine genauere Untersuchung der Strömungsverhältnisse im Umfeld der Fassung Curslack erfolgte mit einem numerischen Grundwasserströmungsmodell für das Bille- Einzugsgebiet. Ziel der Simulationsrechnungen war die Ermittlung einer Förder- konstellation, bei der der Grundwasserzustrom von Süden, insbesondere auf den westlichen Teil der Fassung Curslack minimiert wird. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der horizontale Zustrom von salinarem Grundwasser zu den Tiefbrunnen der Fassung Curslack durch die Außerbetriebnahme der Fassungen Bergedorf und Lohbrügge erheblich reduziert werden könnte (Anlage 3.5.4). Die Einstellung der Grundwasserförderung in den Wasserwerken Bergedorf und Lohbrügge könnte demnach für eine mittel- bis langfristige Stabilisierung der Süß-/Salzwassergrenze im Bereich der Fassung Curslack erforderlich werden. Messungen an neu gebauten Grundwassermessstellen sollen hier weitere Erkenntnisse bringen.

Im Zeitraum 2011/2012 hat HW die Möglichkeiten einer Erhöhung des Dargebots für die Fassung Knollgraben geprüft. Im Ergebnis musste dieser Gedanke wegen der Süß- /Salzwasserproblematik und ökologischer Risiken aufgegeben werden.

3.6 Wasserwerk Glinde UBKS Sowohl im oberen als auch in den tieferen Grundwasserleitern wurden in der Vergangenheit anthropogene Belastungen nachgewiesen. Sie deuten auf Einflüsse aus den Altablagerungen (Sulfat, CKW) und auf den Einsatz von PSM (Mecoprop, Isoproturon, Bentazon) hin. Aufgrund dieser Verunreinigungen bestehen wegen fehlender Deckschichten vor allem für die Brunnen der Mittelgruppe (Brunnen 4, 6, 7, 8, 9), die in einer eiszeitlich entstandenen Rinnenstruktur liegen (Anlage 3.6.1), Risiken. Der Brunnen 6 ist im Randbereich der sogenannten quartären Rinne im Niveau der OBKS verfiltert. Aufgrund der Absenkung der Druckspiegel fand über hydraulische Fenster und mäßig durchlässige Geschiebemergellagen eine verstärkte Zusickerung von oberflächennahem Grundwasser aus dem Quartär statt. Das Grundwasser im Zustrombereich des Brunnens 6 wies anthropogene Einflüsse auf. Am Brunnen 8, in den UBKS wurden bereits mehrfach Mecoprop und Bentazon nachgewiesen. Die

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Entnahmemengen der oben genannten Brunnen sind gemäß den Forderungen der EU- Wasserrahmenrichtlinie so weit reduziert worden, dass die Zusickerung von anthropogen belastetem Wasser minimiert wird. Entsprechend ist für diese Brunnen (4, 6, 7, 8 und 9) in der wasserrechtlichen Bewilligung die zulässige Jahresentnahme auf 500.000 m3 begrenzt worden. Das Förderkonzept sieht für diese Brunnen deshalb nur noch einen Betrieb bei Spitzenbedarf vor.

3.7 Wasserwerk Großensee UBKS Die Zusickerung zu den in den UBKS verfilterten Brunnen erfolgt wegen des verbreitet auftretenden mächtigen Glimmertons über wenige relativ weit entfernte hydraulische Fenster am Salzstock Siek, der Witzhaver-Trittauer Rinne und im Bereich Koberg/Nusse. Seit Mitte der 1990er Jahre waren im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Großensee in den OBKS und UBKS als Folge einer Übernutzung sinkende Grundwasserstände zu beobachten (Anlagen 3.7.1 und 3.7.2). Die Reduzierung der Grundwasserentnahme im Verlauf des Jahres 2001 auf 5,0 Mio.m³ pro Jahr hat zu einem Anstieg der Druckspiegel geführt. An den Grundwassermessstellen im Umfeld ist seit Mitte 2003 eine Stabilisierung der Grundwasserstände auf dem Niveau von Anfang der 1990er Jahre festzustellen. Die Stabilisierung der Grundwasserstände wurde durch eine statistische Auswertung der Wasserstände ausgewählter Grundwassermessstellen im Einzugsgebiet Großensee bestätigt. Simulationen mit dem Grundwassermodell für das Bille-Einzugsgebiet zeigen, dass bis zu einer Entnahmemenge von 5,5 Mio.m³ pro Jahr die Einzugsgebietsgrenzen und Druckspiegel weitgehend stabil bleiben. Daher wurde die Dargebotsmenge 2011 von 5,0 auf 5,5 Mio.m³ pro Jahr erhöht.

Im Rahmen des Untersuchungsprogramms Südost-Holstein ist im tiefsten Niveau der UBKS Salzwasser festgestellt worden. Diese versalzenen bzw. salzbeeinflussten Bereiche erstrecken sich über große Teile des Einzugsgebietes. Nach einer Auswertung aller verfügbaren Beschaffenheitsdaten ist eine Instabilität der Süß- /Salzwassergrenze im Umfeld der Fassung nicht erkennbar.

3.8 Wasserwerk Großhansdorf Quartär Das Grundwassereinzugsgebiet des Wasserwerkes Großhansdorf grenzt im Norden direkt an das Einzugsgebiet des Wasserwerkes Bargteheide. Veränderungen der Entnahme in einem der Einzugsgebiete verschieben die dazwischen liegende

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Trennstromlinie und damit die Grenzen des jeweils benachbarten Einzugsgebiets insgesamt. In dem Einzugsgebiet liegen außerdem weitere Brunnen für die Trinkwasserversorgung und das Gewerbe sowie zur Beregnung. In den letzten fünf Jahren lag das Maximum der Grundwasserentnahme bei 10,2 Mio.m³ pro Jahr. In dem von der TU Hannover erstellten Grundwasserströmungsmodell Südost-Holstein wurde die Jahresentnahme im Jahr 1990 in Höhe von 9,1 Mio.m³ angesetzt. Bereits eine Erhöhung der Entnahme um 1,5 Mio.m³ pro Jahr ergab in der Modellsimulation eine deutliche Ausweitung des Einzugsgebietes. Bei weiteren Erhöhungen der Entnahme ist damit auch mit einer stärkeren Absenkung der Grundwasserdruckfläche und entsprechenden Auswirkungen auf Oberflächengewässer zu rechnen. Daher wurde das nutzbare Grundwasserdargebot von den Gutachtern in Höhe des oben genannten Entnahmemaximums von 10,2 Mio.m³ pro Jahr angesetzt.

Gering durchlässige Deckschichten über dem obersten Grundwasserleiterniveau sind weit verbreitet. Im genutzten Grundwasserleiterniveau sind daher im Vorfeld der Brunnen nur vereinzelt organische Schadstoffe und PSM festgestellt worden.

3.9 Wasserwerk Haseldorfer Marsch Quartär Die Gesamtmenge von 9,6 Mio.m³ pro Jahr wurde im Rahmen des hydrogeologischen Gutachtens für die Bewilligung aus dem Jahr 2000 ermittelt. Limitierende Randbedingung ist die zu erhaltende Grundwasserscheide zwischen der Elbe und der Fassungsreihe.

Im quartären Grundwasserleiter sind im Einzugsgebiet organische Schadstoffe, Schwermetalle und PSM festgestellt worden. Quellen sind verschiedene Altstandorte sowie von Baumschulen, Obstbauern und Landwirten genutzte Flächen. Einige Brunnen mussten wegen hoher PSM-Belastungen außer Betrieb genommen werden und sind inzwischen zurück gebaut worden. Es wurde intensiv, auch in praktischen Aufbereitungsversuchen untersucht, ob eine Entfernung der Schadstoffe durch zusätzliche Aufbereitungsschritte möglich ist. Danach ist eine wirksame Entfernung der PSM mittels Aktivkohlefiltern wegen der hohen natürlichen Gehalte an Huminstoffen im Dauerbetrieb nicht möglich.

Mit dem aktuellen Fassungskonzept des Wasserwerks wird das Ziel verfolgt, die Entnahme entlang der sich von Südosten nach Nordwesten erstreckenden Fassungsachse möglichst gleichmäßig zu verteilen und damit die Anstrom- geschwindigkeit auf besonders belastete Abschnitte der Fassung zu reduzieren.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Entnahmekonzentrationen sollten durch die Erschließung von weniger gefährdeten neuen Standorten entschärft werden. In diesem Zusammenhang wurden auch potenzielle zusätzliche Brunnenstandorte in der nordwestlichen Verlängerung der Fassung geophysikalisch erkundet. Trotz einer Reihe von Aufschlussbohrungen und einer ausgedehnten aeromagnetischen Erkundung konnten nur wenige neue Standorte für Ersatzbrunnen gefunden werden (Anlage 3.9.1). Im Ergebnis, also der Summierung der Ergiebigkeiten der nicht oder schwach belasteten Brunnenstandorte musste das Grundwasserdargebot auf 8,0 Mio.m³ pro Jahr verringert werden.

Mit einer grundsätzlichen Verbesserung der Situation kann aufgrund der fast flächenhaften Verbreitung von PSM im Grundwasser, der geringen Fließgeschwindigkeit des Grundwassers und der Nutzungsstruktur im Einzugsgebiet (Dominanz von Baumschulen) trotz des seit 1999 bestehenden Wasserschutzgebiets Haseldorfer Marsch mittel- bis langfristig nicht gerechnet werden (Anlage 3.9.2). Deshalb ist die in der Grundwasserdargebotsstudie aus dem Jahr 2003 ausgewiesene, zunächst zeitliche beschränkte Reduzierung des Grundwasserdargebots bei der Fortschreibung der Dargebotsstudie 2011 festgeschrieben worden.

Die Gemeinde Uetersen ist als Weiterverteiler inzwischen Vertragspartner der HOWA, die das Wasserwerk Haseldorfer Marsch betreibt. Die von Uetersen regelmäßig bezogene Wassermenge von 1,2 Mio.m3/a muss deshalb als Grundwasserdargebot beim Vertragspartner HOWA angesiedelt werden. Das für das Wasserwerk Haseldorfer Marsch für HW ausgewiesene Grundwasserdargebot reduziert sich damit auf 6,8 Mio.m3/a. Gleichzeitig wird der Bedarf von Uetersen nicht mehr beim Bedarf der von HW belieferten Weiterverteiler berücksichtigt. Deshalb ist diese Änderung bezüglich der Bilanz Grundwasserdargebot – Rohwasserbedarf neutral.

3.10 Wasserwerk Langenhorn Quartär Das für das Quartär ermittelte nutzbare Dargebot beträgt für die Flachbrunnen 1,6 Mio.m³ pro Jahr. In dieser Höhe wurde es im Rahmen der Festsetzung des Wasserschutzgebietes angesetzt. Das Einzugsgebiet der im Quartär verfilterten Brunnen des Wasserwerkes Langenhorn grenzt im Norden an das der oberflächennahen Fassungen der Stadtwerke Norderstedt. Eine Erhöhung der Entnahme aus den Quartärbrunnen des Wasserwerks Langenhorn würde zu einer Verlagerung der gemeinsamen Einzugsgebietsgrenze führen.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

An verschiedenen Grundwassermessstellen wurden PSM nachgewiesen. In einem Fall wurde die nördlich der Brunnen 1 und 2 gelegene U-Bahnstrecke als Quelle identifiziert. In den anderen Fällen von PSM-Nachweisen konnten trotz entsprechender Recherchen keine Quellen gefunden werden. Es handelt sich daher um räumlich und zeitlich unsystematisch verteilte Einzelbefunde ohne steigenden Trend. Betroffen ist nach allen bisherigen Erkenntnissen mit Ausnahme der Messstelle LA24 ausschließlich der oberste Grundwasserleiter. Die Brunnen sind dagegen im tieferen Quartär verfiltert. Im östlichen Teil des Einzugsgebietes nehmen die Konzentrationen ab. Eine Anpassung der Fördermengen und damit des Grundwasserdargebots bzw. des Wasserrechts ist nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand in den nächsten Jahren nicht erforderlich. Des Weiteren ist im Einzugsgebiet ein Schadensfall (Jägerflag, Lösungsmittel) bekannt. Der Bereich wird derzeit saniert.

OBKS Das Grundwasserdargebot musste wegen steigender Salzgehalte (Anlagen 3.10.1 und 3.10.2) an allen Brunnen im Jahr 2000 auf 1,2 Mio.m³ pro Jahr und 2003 weiter auf 0,9 Mio.m³ gesenkt werden. Der Versalzungstrend konnte damit nicht nachhaltig unterbunden werden. Ein Teil des Dargebots ist deshalb als gefährdet zu betrachten. Die gefährdete Menge wird mit 0,3 Mio. m³/a veranschlagt. Zur Schließung dieser und möglicherweise weiterer sich hier abzeichnender Dargebotslücken werden derzeit neue Brunnenstandorte im Einzugsgebiet erkundet. Das Erkundungsgebiet liegt im Raum Lemsahl/Mellingstedt. Derzeitigen wird damit gerechnet, dass eine Grundwasser- förderung hier unschädlich für die Stabilität der Süß-/Salzwassergrenze ist.

UBKS An den in den UBKS verfilterten Brunnen werden steigende Salzkonzentrationen festgestellt (Anlagen 3.10.1 und 3.10.3). Außerdem stellt die mit der Versalzung vermutlich in ursächlichem Zusammenhang stehende Huminstoffbelastung ein Problem für die Trinkwasseraufbereitung dar. Als Quellen für Salzwasserzufluss kommt sowohl der laterale Anstrom von Ablaugungswässern aus dem Umfeld der Salzstruktur Quickborn als auch der Aufstieg salinarer Porenwässer aus der Vierlandestufe in Folge der durch die Brunnen verursachten Druckabsenkung unter den Brunnen in Betracht. Das Grundwasserdargebot musste wegen der steigenden Salzgehalte im Jahr 2000 auf 2,0 Mio.m³ pro Jahr gesenkt werden. Die Menge entspricht der in den 1990er Jahren durchschnittlich entnommenen Jahresmenge. Zur Reduktion eines möglichen ‚Upconing‘-Effekts wurden schrittweise hydraulische Maßnahmen ergriffen. Die Pumpenleistung in den einzelnen Brunnen wurde reduziert. Beim Ersatz des Brunnens 12 durch den Brunnen 17 wurde die Filterstrecke in ein höheres Niveau des

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Grundwasserleiters verlegt. Der nächste Schritt ist die Verfüllung des tiefsten Abschnitts des Filters von Brunnen 11, gefolgt von Brunnen 16.

Für den Fall, dass die Summe dieser Maßnahmen nicht zu einer Stabilisierung der Salzkonzentrationen führen, wird eine weitere Senkung des Grundwasserdargebots und entsprechende Anpassung der Fördermengen und des Wasserrechts erforderlich werden. Vor dem Hintergrund der derzeit weiter steigenden Salzkonzentrationen ist damit zu rechnen, dass der Dargebotsansatz in einer Größenordnung von 1,0 Mio.m³/a reduziert werden muss. Dieser Mengenanteil wird als gefährdet eingestuft. Wie bereits im vorangehenden Kapitel erläutert, werden in dem Zusammenhang vorsorglich neue Brunnenstandorte im Raum Lemsahl/Mellingstedt erkundet.

3.11 Wasserwerk Lohbrügge UBKS Die Brunnen liegen unmittelbar am Südrand der Bergedorfer Rinne in den UBKS. Die Rinne ist zwischen Bergedorf und der Einmündung in die Billbrooker Rinne im Westen auf der ganzen Länge komplett mit Lauenburger Ton verfüllt. Die Fassung Lohbrügge kann daher nur aus Südwesten bis Südosten anströmendes Grundwasser fördern. Nach den Grundwasserständen im Bereich der Fassung des Wasserwerkes Lohbrügge und in den Bereichen Billwerder und Allermöhe zu urteilen, erfolgt der Grundwasser- anstrom zur Fassung überwiegend aus südlicher Richtung. Dies weist auf eine nordwärts gerichtete Bewegung der Süß-/Salzwassergrenze im Bereich Reitbrook hin. Dort gibt es in 1,5 bis 2 km Entfernung vollständig versalzene Grundwasserabschnitte. Zwischen den versalzenen Bereichen und dem Absenktrichter der Brunnen im Raum Lohbrügge existiert keine Grundwasserscheide. Im Bereich der Brunnen sind auch zur Basis des Grundwasserleiters hin (Brunnen V und Messstelle LOH1) erhöhte Chloridkonzentrationen festzustellen. Zur Stabilisierung der Süß-/Salzwassergrenze im Bereich der Fassung des Wasserwerkes Lohbrügge ist die Entnahme auf 1,4 Mio.m³ pro Jahr beschränkt worden.

Eine genauere Untersuchung der Strömungsverhältnisse im Umfeld der Fassungen Lohbrügge, Bergedorf und Curslack (Tiefbrunnen) ist mit dem numerischen Grundwasserströmungsmodell für das Bille-Einzugsgebiet erfolgt (siehe Abschnitt 3.5 und Anlagen 3.5.3 und 3.5.4 zum Ww. Curslack). Demnach besteht die Gefahr einer weiteren Verlagerung der Süß-/Salzwassergrenze. Die Grundwassernutzung ist in diesem Fall nicht nachhaltig im Sinne der EU-Wasserrahmenrichtlinie. Deshalb und wegen der aufgezeigten Wechselwirkung der Brunnen bei Lohbrügge mit der Fassung Curslack wird für das Wasserwerk Lohbrügge kein Grundwasserdargebot mehr

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

ausgewiesen. Zur Absicherung bzw. Überprüfung dieser Einschätzung wurden seit 2012 drei neue Messstellen südlich, südöstlich und südwestlich des Wasserwerks Lohbrügge gebaut.

3.12 Wasserwerk Neugraben Quartär Im Rahmen der in den 1990er Jahren durchgeführten Untersuchung "Grundwasserdargebot im Raum Hamburg-Südwest" wurde auch für die Quartär- Brunnen des Wasserwerks Neugraben das nutzbare Grundwasserdargebot ermittelt. Nachfolgende Erkundungsbohrungen unter anderem im Quartär westlich und nordwestlich der bestehenden Fassung erbrachten keine weiteren Erschließungsmöglichkeiten und entsprechend kein zusätzliches nutzbares Dargebot.

OBKS und UBKS Die OBKS- und UBKS-Brunnen der Wasserwerke Neugraben und Süderelbmarsch entnehmen zusammen mit Brunnen von Gewerbe- und Industriebetrieben Grundwasser aus einem gemeinsamen nach Süden bis in die Umgebung von Buchholz reichenden Einzugsgebiet. Im Rahmen der in den 1990er Jahren durchgeführten Untersuchung "Grundwasserdargebot im Raum Hamburg-Südwest" wurde für dieses Einzugsgebiet das Grundwasserdargebot geschätzt. Die Dargebotsmenge für die OBKS- und UBKS- Brunnen des Wasserwerks Neugraben wurde dabei mit 5,5 Mio.m³ pro Jahr angesetzt. Auf eine Differenzierung zwischen den beiden Wasserleitern wird verzichtet, da weitgehende hydraulische Verbindungen bestehen. Eine Aufteilung der Menge könnte nur grob geschätzt werden. Sie wäre außerdem für die Grundwasserbewirtschaftung nicht relevant. Anpassungen der Dargebotsmenge wegen der Versalzung der tiefen Grundwasserleiter im Raum Süderelbe und Wilhelmsburg (siehe Abschnitt 3.16 zum Wasserwerk.Ww. Süderelbmarsch) wurden für die näher an der Süß- /Salzwassergrenze liegenden Brunnen des Wasserwerks Süderelbmarsch vorgenommen.

3.13 Wasserwerk Nordheide einschließlich der Fassung Schierhorn

UBKS Das gemeinsame Einzugsgebiet der Wasserwerke Nordheide und Schierhorn (Anlage 3.13.1) ist im Rahmen der hydrogeologischen Erkundung des Gebiets in den 1970er Jahren detailliert untersucht worden. Dabei wurde mit einem numerischen Grundwassermodell die Auswirkung der beantragten Entnahmemenge von 25,0 Mio.m³

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

pro Jahr simuliert. Später wurden im Rahmen des Wasserwerksbetriebs in zwei Pumpversuchsphasen 1985 und 2002 aus allen drei Fassungen in der Summe über 22 Mio.m³ bzw. über 20 Mio.m³ Grundwasser pro Jahr entnommen (Anlage 3.13.2). Durch die den Förderbetrieb der beiden Wasserwerke seit Anfang der 1980er Jahre begleitende Beweissicherung, die Pumpversuche und eine für das aktuelle Wasserrechtsverfahren erstellte Umweltverträglichkeitsstudie ist ein nutzbares Grundwasserdargebot von mindestens 20 Mio.m³ pro Jahr nachgewiesen worden. Dies wird unter anderem durch die stabilen Grundwasserstände in den genutzten UBKS belegt (Anlage 3.13.3). Künftig sollen aus den Fassungen Nordheide-West 6,5 Mio.m³ pro Jahr, aus der Fassung Nordheide-Ost 10,1 Mio.m³ pro Jahr und aus der Fassung Schierhorn 1,8 Mio.m³ pro Jahr gefördert werden. In der Summe beläuft sich die Grundwasserentnahme aus allen drei Fassungen bei Ausschöpfung aller Sicherheiten auf maximal 18,4 Mio.m³ pro Jahr. Dies ist nach den Ergebnissen der Beweissicherung und einer Analyse der hydrogeologischen Verhältnisse ohne erhebliche Beeinträchtigung der relevanten Schutzgüter möglich.

Die Menge wird durch das nach den Vorgaben des Runderlasses des Niedersächsischen Ministeriums für Umwelt Energie und Klimaschutz vom 25.6.2007 nachgewiesene nutzbare Grundwasserdargebot abgedeckt. Die darin definierten Teilkörper des Grundwassersystems im Bereich der Grundwasserentnahme durch das WW Nordheide sind zusammen mit dem Einzugsgebiet der Brunnen in Anlage 3.13.4 dargestellt.

In der darin ebenfalls enthaltenen Tabelle werden die nutzbaren Dargebotsreserven der betroffenen Teilkörper aufgelistet. Die aufgeführten genehmigten Mengen basieren auf dem Stand 2004. Für das Wasserwerk Nordheide wurde als genehmigte Menge 27 Mio. m³/a berücksichtigt. Die auf dieser Basis ermittelte nutzbare Dargebotsreserve beträgt 19,08 m³/a. Diese Zahl wird sich bei einer zukünftig als genehmigt zu berücksichtigenden Menge von 18,4 Mio. m³/a entsprechend erhöhen.

Somit ist der gute mengenmäßige Zustand der betroffenen Grundwasserkörper gemäß Europäischer Wasserrahmenrichtlinie gewährleistet.

In den beiden Grundwassermessstellen NB10.1 und WR2.1 südlich des Brunnens W3 der Fassung West ist eine Belastung mit Chlorkresol nachgewiesen worden. Der Fall wird heute vom Landkreis Harburg bearbeitet. Im Rahmen der bisherigen Erkundung wurden als Quellen die Sickergruben des ehemaligen Krankenhauses Wintermoor ermittelt. Die vermutete Schadstofffahne ist noch nicht abgegrenzt worden. An den Brunnen wurde bisher kein Chlorkresol gefunden. Nach derzeitigem Kenntnisstand muss nicht mit einer Beeinträchtigung der im Abstrom liegenden Brunnen W2 und W3

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

bzw. W6 gerechnet werden. Entsprechende Simulationen (Bahnlinienberechnungen) mit dem Grundwassermodell Nordheide mit verschiedenen Förderszenarien sind durchgeführt worden (Anlage 3.13.5). Für den Fall des Auftretens von Schadstoffen, kann in diesen Brunnen eine Beeinträchtigung der Rohwasserqualität durch ein entsprechend angepasstes Förderkonzept vermieden werden. Die Notwendigkeit einer Kürzung des Grundwasserdargebots ist derzeit nicht zu erkennen.

3.14 Wasserwerk Schnelsen OBKS In einzelnen Brunnen der drei Fassungen des Wasserwerks Schnelsen war in den 1990er Jahren ein Anstieg der Salzkonzentrationen festzustellen. Deshalb wurde im Jahr 2000 das Grundwasserdargebot für das Wasserwerk Schnelsen auf 5,4 Mio.m³ pro Jahr reduziert.

Die in westlicher Position gelegenen Brunnen 17 (2014 ersetzt durch Brunnen 25), 18 und 19 sowie die Brunnen 7, 14A, 15, 16A, 20, 21 und 22 (Anlage 3.14.1) stehen in quartären Sedimenten im Niveau der OBKS in der Ellerbeker Rinne und in den OBKS und fördern aus einem gemeinsamen Einzugsgebiet. Dieses erstreckt sich in den OBKS nach Norden hin auf die Struktur Quickborn zu bzw. verläuft entlang deren westlichem Rand. Im Bereich der Ellerbeker Rinne sickert außerdem über hydraulische Fenster und gering mächtige Geschiebemergellagen Grundwasser aus dem Quartär zu. Insbesondere über die gut durchlässigen Rinnensedimente, aber auch über die Braunkohlesande besteht die Möglichkeit der hydraulischen Beeinflussung durch die im Westen bzw. im Norden liegenden Grundwasserfassungen (Wasserwerke Renzel, Rellingen und Quickborn).

Die am westlichen Ende der Fassung gelegenen Brunnen 18 und 19 weisen deutlich erhöhte Chloridgehalte mit einem steigenden Trend auf (bis 100 mg/l – Anlage 3.14.2). Auch bei der nahe dem Brunnen 17 (2014 ersetzt durch Brunnen 25), gelegenen und im Niveau der UBKS verfilterten Messstelle SCHN46 ist seit Mitte der 1990er Jahre ein Anstieg der Chloridkonzentrationen auf über 400 mg/l festzustellen. Diese Beobachtungen deuten auf einen nach wie vor vorhandenen Anstieg der Süß- /Salzwassergrenze in das Niveau der OBKS im Bereich der drei westlichen Brunnen. Versalzungsprobleme bestehen auch an benachbarten Fassungen anderer Versorgungsunternehmen (Rellingen). Das für die Brunnen 17, 18 und 19 angesetzte Grundwasserdargebot ist 2007 auf 1,2 Mio.m³ pro Jahr reduziert worden. Seitdem deutet sich hier eine Stabilisierung der Salzkonzentrationen an. Mit dem Ziel einer Minimierung des ‚Upconing‘-Effekts werden jetzt alternative Fassungskonzepte für die

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Grundwasserförderung in der Ellerbeker Rinne geprüft. Damit soll das diesen Brunnen zugewiesene Dargebot langfristig gesichert werden.

Die im mittleren Teil der Fassung gelegenen Brunnen 16A und 20 weisen ebenfalls erhöhte bzw. stark erhöhte Salzgehalte auf (Anlage 3.14.3). An den Brunnen 14A und 16A sind steigende Trends zu beobachten. Das Grundwasserdargebot für die Brunnen der Mittelgruppe ist deshalb im Jahr 2007 auf 3,0 Mio.m³ pro Jahr reduziert worden. Da die Trends weiterhin festzustellen sind, sind weitere Reduzierungen zukünftig möglicherweise erforderlich. Auf der Basis des in Arbeit befindlichen Grundwasser- modells Schnelsen wird zukünftig eine bessere Beurteilung der Situation möglich werden. Wegen der bestehenden Unsicherheiten wird jetzt eine Menge von 0,5 Mio. m³/a als gefährdet eingestuft.

Die Brunnen der Fassung Wendlohe fördern Grundwasser aus einem räumlich eng begrenzten Grundwasserkörper in einem Nebenzweig der Ellerbeker Rinne (OBKS bzw. quartäre Sedimente im Niveau der OBKS). Der Grundwasserkörper erstreckt sich nach Norden entlang der westlich angrenzenden Struktur Quickborn. Der Zustrom zu den Brunnen ist durch geringe Durchlässigkeit der Rinnenränder und die teilweise Füllung der Rinne mit gering durchlässigen Sedimenten beschränkt. Über geologische Verwerfungen bestehen vermutlich Kontakte zu tieferen Niveaus mit versalzenem Grundwasser. An den Brunnen 11 und 12 waren deutlich steigende Salzkonzentrationen festzustellen (Anlage 3.14.4). Der Brunnen 12 wird, nachdem die Chloridkonzentrationen Ende der 1980er Jahre auf fast 300 mg/l angestiegen sind, nur noch als Reservebrunnen genutzt.

Die Brunnen 10 und 13 wurden 2013 wegen fortgeschrittener Alterung durch die Brunnen 23 und 24 ersetzt. Hier ist die Gefährdungslage durch Salzwasser noch nicht geklärt. Möglicherweise ist langfristig eine geringe Förderung möglich. Die Brunnen sollen in den kommenden Jahren versuchsweise mit einer Gesamtjahresmenge von ca. 0,5 Mio. m³/a betrieben werden. Die Nachhaltigkeit dieser Maßnahme soll durch das Zusammenwirken mit einer mittelfristig geplanten Wiederaufnahme der Förderung aus den UBKS begünstigt werden. Mit dieser Entnahme wird ein dem Salzwasserzustrom zu den Brunnen 23 und 24 entgegenwirkender hydraulischer Effekt beabsichtigt. Damit kann hier zukünftig möglicherweise mit einem zusätzlichen Dargebot aus den UBKS gerechnet werden. Es wird erwartet, dass dieses Wasser zwar eine relativ hohe, aber trendfreie Chloridkonzentration aufweist. Auch in diesem Fall werden von dem Grundwassermodell Schnelsen belastbare Prognosen erwartet.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

3.15 Wasserwerk Stellingen Quartär Die Rohwasserqualität in der Fassung Stellingen wird an allen Brunnen durch erhöhte Sulfatgehalte beeinträchtigt (Anlagen 3.15.1 und 3.15.2). Die Sulfatbelastungen stammen aus anthropogenen und aus geogenen Quellen. Der geogene Sulfatzustrom aus der Tiefe ist durch eine iterative Anpassung der Fördermengen Ende der 1990er Jahren unterbunden worden. Das Grundwasserdargebot wurde entsprechend schrittweise von 5,5 Mio.m³/a im Jahr 2000 auf 4,5 Mio.m³/a und 2003 auf 4,0 Mio.m³ /a abgesenkt. Bei dieser Entnahmemenge ist langfristig mit einer stabilen Süß- /Salzwassergrenze zu rechnen. Die Sulfatkonzentrationen an der stark belasteten Kontroll-Messstelle S66.2 im tieferen Quartär sind seitdem etwas zurückgegangen (Anlage 3.15.3).

Weitere Schadstoffe anthropogenen Ursprungs wie Chlorkohlenwasserstoffe oder Biozide und deren Metabolite sind im gesamten Raum Stellingen/Eidelstedt nachgewiesen worden. Die Hauptquellen wurden im Einzugsgebiet der Wasserwerksbrunnen STE.11, STE.12 und STE.13 identifiziert. Entsprechende Sanierungsmaßnahmen laufen hier zum Teil schon seit Jahren mit Erfolg. Trotz der eingeleiteten Maßnahmen ist die künftige Entwicklung der Grundwasserqualität nicht sicher zu beurteilen. Aufgrund der Sanierungsmaßnahmen, der Selbstreinigungs- prozesse und des heute weitgehend praktizierten vorbeugenden Grundwasserschutzes, der durch die anstehende Ausweisung eines Wasserschutzgebiets für die Teileinzugsgebiete der Mittel- und Nordgruppe gesichert werden soll, kann davon ausgegangen werden, dass die Belastungen langfristig abnehmen. So sind am überwiegenden Teil der Brunnen und Grundwassermessstellen keine negativen Trends mehr feststellbar. Mittelfristig muss allerdings weiter mit Belastungen auf dem bestehenden Niveau gerechnet werden. Die Notwendigkeit weiterer Kürzungen beim Grundwasserdargebot ist derzeit nicht zu erkennen.

Wegen der Fortschritte der hydraulischen Grundwassersanierungsmaßnahmen wird heute nur noch ein kleiner Teil der wasserrechtlich genehmigten Mengen durch die Sanierungsbrunnen der BSU entnommen. Deshalb ist beabsichtigt, das Wasserrecht entsprechend anzupassen, also um 500.000 m³ zu reduzieren. Da die Sanierungsbrunnen im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Stellingen liegen und aus demselben quartären Wasserleitersystem fördern, steht diese Menge künftig dem Wasserwerk zur Verfügung. Entsprechend wird der Dargebotsansatz für das Werk auf 4,5 Mio. m³/a erhöht und der für die Sanierungsbrunnen entsprechend reduziert.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

3.16 Wasserwerk Süderelbmarsch Quartär Im Rahmen der Untersuchung "Grundwasserdargebot im Raum Hamburg-Südwest" wurde für die Quartärbrunnen des Wasserwerks Süderelbmarsch das nutzbare Grundwasserdargebot zu insgesamt 7 Mio. m³/a ermittelt. Bei dieser für die sogenannten Flachbrunnenfassungen ausgewiesenen Dargebotsmenge wurde das im Jahr 2001 ausgewiesene FFH-Gebiet „Moorgürtel“ nicht berücksichtigt. In diesem Zusammenhang musste das Dargebot im Moorgürtel in 2005 aus Gründen des Biotopschutzes um 1 Mio.m³ pro Jahr gesenkt werden.

Im quartären Grundwasserleiter sind an verschiedenen Grundwassermessstellen organische Schadstoffe in niedrigen Konzentrationen festgestellt worden. Eine Einschränkung des Förderbetriebes ergibt sich daraus nicht.

Bei einer Erkundungsbohrung im Bereich des Tiefbrunnen 2 südwestlich von Moorburg wurden an der Basis der OBKS erhöhte Sulfatgehalte nachgewiesen (um 250 mg/l). Auch an Grundwassermessstellen nördlich der Fassung wurden erhöhte Salzgehalte festgestellt. An zwei östlich davon im Bereich Harburg gelegenen und im gleichen Grundwasserleiter verfilterten Industriebrunnen wurden ansteigende Sulfat- Konzentrationen ermittelt. Zur Stabilisierung der Süß-/Salzwassergrenze wurde der Grundwasserentnahme aus den tiefen Grundwasserleitern Ende der 1990er Jahre reduziert und in der Folge das Dargebot für die OBKS zu 2 Mio.m³/a bestimmt.

Für die UBKS-Brunnen wurde im Ergebnis der in 1990er Jahren durchgeführten Untersuchung eine Dargebotsmenge von 3,5 Mio.m³/a angesetzt.

Wegen steigender Salzgehalte in der Fassung Wilhelmsburg (Brunnen XVII und XXIV) wurde in einer Untersuchung im Jahr 2003 die Notwendigkeit einer Verringerung des Dargebotsansatzes für die UBKS deutlich. Mit dem Ziel einer Stabilisierung der Süß-

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

/Salzwassergrenze wurde daraufhin die Aufgabe der Fassung Wilhelmsburg beschlossen und der Dargebotsansatz für die Fassung Bostelbek reduziert. Für das Werk Süderelbmarsch war kein Veränderungsbedarf erkennbar.

Inzwischen ist deutlich geworden, dass für den Zweck der Dargebotsbeschreibung eine Differenzierung zwischen den beiden Wasserleitern nicht erforderlich bzw. wasserwirtschaftlich sinnvoll ist, da weitgehende hydraulische Verbindungen bestehen. Die bisher vorgenommene Aufteilung basierte auf groben Schätzungen und hat sich in der Praxis als nicht relevant erwiesen. Für OBKS und UBKS werden die Dargebote deshalb zu 5,5 Mio. m³/a zusammengefasst.

3.17 Wasserwerk Walddörfer OBKS und UBKS Im Rahmen der Erstellung des hydrogeologischen Gutachtens für die Antragsunterlagen des derzeit gültigen Wasserrechts wurde auch das Grundwasserdargebot neu ermittelt. Einerseits wurde dabei die Entwicklung der Grundwasserspiegel und der Wasserqualität und damit der bisherige Förderbetrieb bewertet, andererseits waren die Entwicklung der Versalzungssituation in den nördlich (OBKS- und UBKS-Brunnen des Wasserwerks Langenhorn) und südlich (aus den OBKS durch Zusickerung sowie aus den UBKS gespeiste UBKS-Brunnen des Wasserwerks Billbrook) angrenzenden Einzugsgebieten zu berücksichtigen. Eine Erhöhung der Entnahme im Wasserwerk Walddörfer würde die dort angespannte Situation weiter verschärfen. Die früher ermittelte Dargebotsmenge wurde somit bestätigt.

4 Zusammenfassung Mit der vorliegenden Studie wird der Kenntnisstand über das nutzbare Grundwasserdargebot, Stand Juni 2014 in den von HAMBURG WASSER genutzten Einzugsgebieten zusammengefasst.

Bei der Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots sind die Kriterien der Wasserrahmenrichtlinie angewendet worden. Für den größten Teil der Wasserwerke wurden die Dargebotsmengen durch modellgestützte Berechnungen ermittelt. Bei den von Grundwasserversalzung betroffenen Fassungen sind zur Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots darüber hinausgehende Maßnahmen erforderlich. In diesen Fällen erfolgte die Dargebotsbestimmung durch eine schrittweise Anpassung der Fördermengen und Beobachtung der Lage der Süß-/Salzwassergrenze.

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Tabelle 1: Nutzbares Grundwasserdargebot für die Grundwasserfassungen von HAMBURG WASSER (Stand Oktober 2014)

Grundwasserdargebot (Mio. m3/a) Wasserwerk Fassung Quartär OBKS UBKS Summe Baursberg 4,8 0,8 - 5,6 Bergedorf - - 0 0 Billbrook- Billstedt 1,2 - 7,7 8,9 Bostelbek 1,1 - 2,6 3,7 Curslack Curslack 15,5 - 3,3 18,8 Knollgraben - - 2,5 2,5 Glinde - - 7 7 Großensee - - 5,5 5,5 Großhansdorf 10,2 - - 10,2 Haseldorfer Marsch 6,8 - - 6,8 Langenhorn (1 1,6 0,9 2 4,5 Lohbrügge - - 0 0 Neugraben 1,2 5,5 6,7 Nordheide West - - 6,5 6,5 Ost - - 10,1 10,1 Schierhorn - - 1,8 1,8 Schnelsen West - 1,2 - 1,2 Mitte (2 - 3 - 3 Wendlohe - 0 - 0 Stellingen 4,5 - - 4,5 Süderelbmarsch 6 5,5 11,5 Walddörfer - 7,3 7,7 15 Summe 133,8

(1 0,3 Mio. m3/a der OBKS-Menge und 1 Mio. m³/a der UBKS-Menge sind geogen gefährdet

(2 0,5 Mio. m3/a sind geogen gefährdet

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Abschätzung des nutzbaren Grundwasserdargebots

Tabelle 2: Prüfkriterien für die Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebotes

Leitern - Scheide Scheide

ng grundwasser Verunreinigungen durch Verunreinigungen durch Entnahmen Versalzu - - - - urch geologische Strukturen Destabilisierungeine der

Prufkriterium Schonung abhängiger Feuchtgebiete Erhalt des Mindestabflusses Oberflächengewässernin Erhalt einer Gw zwischen Elbe und Brunnen Gw Schadensfälle Gw diffuse Stoffeinträge d begrenztes Einzugsgebiet konkurrierende Gw Vermeidung Zusickerung der aus höheren Gw k Gw Wasserwerk/Fassung Gw-Leiter Baursberg Quartär X X X X OBKS X Bergedorf UBKS X X X Billbrook Quartär X X UBKS X X Bostelbek Quartär X X UBKS X X Curslack Quartär X X X UBKS X X /Knollgraben UBKS X X X Glinde UBKS X X X Großensee UBKS X X X

Großhansdorf Quartär X X X

Haseldorfer Marsch Quartär X X X X Langenhorn Quartär X X X X OBKS X UBKS X Lohbrügge UBKS X X Neugraben Quartär X X OBKS X UBKS X Nordheide /West UBKS X X X /Ost UBKS X X /Schierhorn UBKS X X Schnelsen /West OBKS X /Mitte OBKS X /Wendlohe OBKS X X Stellingen Quartär X X X X Süderelbmarsch Quartär X X X OBKS X X X UBKS X X X Walddörfer OBKS X UBKS X

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