Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Abschlußbericht F&E Vorhaben FKZ 29822240 Braunkohlentagebauseen in Deutschland Gegenwärtiger Kenntnisstand über wasserwirtschaftliche Belange von Braunkohlentagebaurestlöchern von Prof. Dr. Brigitte Nixdorf Dipl.-Ing. Mike Hemm Dipl.-Biol. Anja Schlundt Dipl.-Biol. Maria Kapfer Dipl.-Biol. Hartwig Krumbeck Brandenburgische Technische Universität Cottbus Lehrstuhl Gewässerschutz in Kooperation mit dem UFZ Magdeburg IM AUFTRAG DES UMWELTBUNDESAMTES Berichts-Kennblatt 1. Berichtsnummer 2. 3. UBA-FB 1. Titel des Berichts Braunkohlentagebauseen in Deutschland Gegenwärtiger Kenntnisstand über wasserwirtschaftliche Belange von Braunkohlen- tagebaurestlöchern 2. Autoren: 8. Abschlußdatum Prof. Dr. Brigitte Nixdorf 31.05.2000 Dipl.-Ing. Mike Hemm 9. Veröffentlichungsdatum Dipl.-Biol. Anja Schlundt Dipl.-Biol. Maria Kapfer 10 UFOPLAN-Nr. Dipl.-Biol. Hartwig Krumbeck 29822240 3. Durchführende Institution (Name, Anschrift): 11. Seitenzahl Brandenburgische Technische Universität Cottbus 519 Seiten Lehrstuhl Gewässerschutz 12. Literaturangaben Seestraße. 45 240 Quellen 15526 Bad Saarow 13. Tabellen 168 Tabellen 4. Fördernde Institution (Name, Anschrift) 14. Abbildungen Umweltbundesamt, Postfach 33 00 22, 14191 Berlin 259 Abbildungen 15. Zusätzliche Angaben Als Anlage ist eine CD-Rom mit dem kompletten Inhalt des Berichtes enthalten. 16. Zusammenfassung Die Seenlandschaft Deutschlands wird durch den Braunkohlenbergbau um über 500 Seen reicher. Technologiebedingt herrscht dabei eine große morphologische Vielfalt innerhalb der Tagebauseen vor, welche die größten und tiefsten Seen Deutschlands hervorbringen wird (Hambacher See, Goitsche, Garzweiler II, Geiseltal), aber auch zahlreiche kleine, meist flachere Gewässer miteinschließt. Etwa 100 Tagebauseen sind größer als 50 ha. Kleinere Tagebauseen wie z.B. die der Ville in Nordrhein Westfalen wurden ebenfalls ausführlich dokumentiert. In dieser Dokumentation wurden über 490 Seen erfaßt, 230 davon wurden in der Dokumentation nach folgenden Kriterien beschrieben: Entstehung, Flutungsregime, Morphometrie und Mixis, Chemismus und Gewässerentwicklung, Besiedlung und Nutzung. Dem Problem der Versauerung durch die Verwitterung sulfidischer Mineralien (Pyrit, Markasit) wurde besondere Aufmerksamkeit gewidmet, weil sich biologische Komponenten und Gewässerzustände (Trophie, Nahrungsketten) abweichend zu den normalen Hartwasserseen Deutschlands verhalten und zahlreiche Nutzungen einschränken. 17. Schlagwörter Tagebauseen, Entstehung, Gewässergüte, Versauerung, Chemismus, Trophie, Besiedlung, Morphometrie, Grundwasser, Gewässergüteentwicklung 18. Preis 19. 20. 2 Report Cover Sheet 1. Report No. 2. 3. UBA-FB 4. Report Title Mining Lakes in Germany Autors: 5. Report Date 31.05.2000 Prof. Dr. Brigitte Nixdorf 6. Publication Date Dipl.-Ing. Mike Hemm Dipl.-Biol. Anja Schlundt Dipl.-Biol. Maria Kapfer 7. UFOPLAN-Ref. No. Dipl.-Biol. Hartwig Krumbeck 29822240 Performing Organisation (Name, Address) 8. No. of Pages 519 pages Brandenburgische Technische Universität Cottbus 9. No. of References Lehrstuhl Gewässerschutz 240 references Seestraße. 45 15526 Bad Saarow 10. No. of Tables 168 tables Funding Agency (Name, Address) 11. No. of Figures 259 figures Umweltbundesamt (Federal Environmental Agency) Postfach 33 00 22, 14191 Berlin 12. Supplementary Notes The complete contens of the report are on CD-Rom. 13. Abstract More than 500 mining lakes of different age and maturity have formed in the lignite mining areas in Germany during the last hundred years. Compared to natural lakes mining lakes have a complex and diverse morphometry. They will be among the largest and deepest lakes in Germany (Hambacher See, Goitsche, Garzweiler II, Geiseltal) and have good chance of avoiding eutrophication. About 100 mining lakes will be greater than 50 ha. 230 lakes are documented in this report concerning morphometry, flooding and mixis regime, hydrochemistry, limnology, colonization, use and development of water quality. They are among the largest (Hambacher See, Goitsche, Garzweiler II, Geiseltal) and most acidic lakes in Germany. The extremely high acidity is from both iron and hydrogen ions due to pyrit oxidation. It influences trophic situation and food webs in mining lakes and reduces a diverse use of these lakes. 17. Keywords Mining lakes, water quality, morphometry, acidification, eutrophication, groundwater, flooding regime, 18. Price 19. 20. 3 0 Inhaltsverzeichnis 0 Inhaltsverzeichnis ........................................................................................ 4 1 Zusammenfassung und Ausblick ............................................................... 9 2 Summary..................................................................................................... 11 3 Danksagung................................................................................................ 12 4 Begriffsbestimmung .................................................................................. 13 5 Braunkohleregionen in Deutschland und ihre Tagebauseen................. 15 5.1 Das Lausitzer Bergbaurevier (Brandenburg und Ostsachsen)....................... 18 5.2 Das Mitteldeutsche Bergbaurevier (Westsachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen) .......................................................................................................... 21 5.3 Das Rheinische Bergbaurevier ......................................................................... 24 5.4 Die Niedersächsischen Braunkohlereviere...................................................... 26 5.5 Das Niederhessische oder das Wetterauer Braunkohlerevier........................ 28 5.6 Das Braunkohlerevier in der Oberpfalz (Bayern)............................................. 30 6 Besonderheiten und Problematik der Tagebauseen............................... 32 6.1 Die Versauerung von Braunkohlentagebauseen ............................................. 32 6.2 Limnologische Besonderheiten von Tagebaugewässern............................... 35 6.2.1 Morphometrie und Mixis............................................................................... 35 6.2.2 Klarheit saurer Tagebauseen und Unterwasserlichtklima............................. 40 6.2.3 Nährstoffressourcen und Besiedlung in sauren Tagebauseen ..................... 40 6.2.4 Weitere chemische Besonderheiten in sauren Tagebauseen....................... 42 6.3 Eutrophierungsgefährdung von Tagebauseen ................................................ 45 6.3.1 Methodische Grundlagen der Trophieermittlung........................................... 45 6.3.2 Verhältnis von Hypo- zu Epilimnionvolumen ................................................ 46 6.3.3 Weitere seebeckenmorphometrische Kenngrößen nach LAWA (1998)........ 46 6.3.4 Nährstoffeinträge in Tagebauseen durch Zuflüsse aus Grund- und Oberflächenwasser sowie weitere potentielle Stoffeintragspfade ................. 47 6.3.5 Anwendung des Vollenweider-Modells zur Trophieprognose extern belasteter Tagebauseen............................................................................................... 48 7 Aufgenommene Parameter, Ansprechpartner......................................... 51 8 Beschreibung der einzelnen Tagebauseen.............................................. 53 8.1 Brandenburg (Mike Hemm) ............................................................................... 54 8.1.1 Bad Erna Hauptteich, Bad Erna Westteich, Casel See, Eichwege See, Groß Düben See, Kromlauer See, Jahnbad Weißwasser, Tschernitz See, Waldsee Weißwasser ................................................................................................. 54 8.1.2 Bergheide See ............................................................................................. 57 8.1.3 Bischdorfer See (RL 23) und Kahnsdorfer See (RL 24)................................ 60 8.1.4 Drehna See (RL 12)..................................................................................... 63 8.1.5 Felixsee (RL 061214)................................................................................... 66 8.1.6 Gräbendorf................................................................................................... 69 8.1.7 Greifenhain .................................................................................................. 72 4 8.1.8 Grünewalde/Plessa Tagebauseen (13 Seen)............................................... 76 8.1.9 Grünewalder See (RL 117) .......................................................................... 80 8.1.10 Helene-See und Katja-See .......................................................................... 84 8.1.11 Hindenberger See (RL A), Stöbritzer See (RL B) & Stoßdorfer See (RL C).. 88 8.1.12 Klinger See .................................................................................................. 94 8.1.13 Lauchhammer-Schwarzheider Tagebauseen (14 Seen) .............................. 97 8.1.14 Lichtenauer See (RL F).............................................................................. 101 8.1.15 Schlabendorfer See (RL 14 und RL 15) ..................................................... 104 8.1.16 Schönfelder See (RL 4).............................................................................. 108 8.1.17 Senftenberger See (Speicherbecken Niemtsch)......................................... 111 8.1.18 Stiebsdorfer See (RL 13) ........................................................................... 115 8.1.19 Tagebausee RL 107 .................................................................................