Für die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin Bewertung der hydrologischen Verhältnisse und der Sulfatkonzentrationen in der Spree in den Jahren 2014/2015 vom Bereich Neustadt-Ruhlmühle im Freistaat Sachsen bis in den Berliner Raum Kurztitel: Fallanalyse der Sulfatbelastung in der Spree 2014/2015 Auftrag mit Az. VIII E 2 / 21 vom 21.07.2015 Projektnummer IWB 11/15 Nordumfluter am Wehr Schmogrow (Foto: Westphal, 2013) Dresden, am 28.08.2015 Für die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin-VIII E2 Bewertung der hydrologischen Verhältnisse und der Sulfatkonzentrationen in der Spree in den Jahren 2014/2015 vom Bereich Neustadt-Ruhlmühle im Freistaat Sachsen bis in den Berliner Raum Kurztitel: Fallanalyse der Sulfatbelastung in der Spree 2014/2015 Auftraggeber: Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin-VIII E2 Brückenstraße 6, 10179 Berlin Bestellnummer: Auftrag mit Az. VIII E 2 / 21 vom 21.07.2015 Verantwortlicher: Herr Rehfeld-Klein Auftragnehmer: Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann Lungkwitzer Str. 12, 01259 Dresden Projektnummer: 11/15 Bearbeiter: Dr. Wilfried Uhlmann Dipl.-Hydrologe Kai Zimmermann Dresden, am 28.08.2015 Dr. W. Uhlmann (Verfasser) Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Bewertung der hydrologischen Verhältnisse und der Sulfatkonzentrationen in der Spree in den Jahren 2014/2015 vom Bereich Neustadt Ruhlmühle im Freistaat Sachsen bis in den Berliner Raum (Fallanalyse der Sulfatbelastung in der Spree 2014/2015) Seite 1 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis .................................................................................................... 1 Anlagenverzeichnis .................................................................................................. 2 Abkürzungsverzeichnis ........................................................................................... 3 Zusammenfassung ................................................................................................... 4 1 Veranlassung .................................................................................................... 9 2 Aufgabenstellung ........................................................................................... 11 3 Untersuchungsgebiet .................................................................................... 12 3.1 Allgemeines .............................................................................................. 12 3.2 Bilanzräume .............................................................................................. 14 4 Daten ............................................................................................................... 17 4.1 Untersuchungszeitraum ............................................................................ 17 4.2 Klima ......................................................................................................... 17 4.3 Fließgewässer .......................................................................................... 17 4.4 Bergbaufolgeseen ..................................................................................... 19 4.5 Technische Anlagen ................................................................................. 19 5 Klimatische Wasserhaushaltsgrößen .......................................................... 20 6 Hydrologie ...................................................................................................... 26 6.1 Dynamik des Abflussgeschehens ............................................................. 26 6.2 Historische Einordnung des Abflussgeschehens ...................................... 34 6.3 Mengenbilanzen ....................................................................................... 36 7 Sulfat ............................................................................................................... 39 7.1 Sulfatquellen ............................................................................................. 39 7.2 Dynamik der Sulfatkonzentration .............................................................. 41 7.2.1 Technische Anlagen ...................................................................... 41 7.2.2 Bergbaufolgeseen ......................................................................... 46 7.2.3 Zuflüsse ........................................................................................ 51 7.2.4 Diffuse Zuflüsse ............................................................................ 57 7.2.5 Spree ............................................................................................ 58 7.3 Frachtbilanzen .......................................................................................... 72 7.4 Signallaufzeiten ........................................................................................ 77 7.5 Bewertung der bisherigen Maßnahmen .................................................... 80 8 Schlussfolgerungen ....................................................................................... 82 9 Empfehlungen ................................................................................................ 86 9.1 Sulfatmonitoring ........................................................................................ 86 9.2 Sulfatprognosen ........................................................................................ 88 9.2.1 Klären der Aufgabenstellung ......................................................... 88 9.2.2 Modellanforderung ........................................................................ 89 9.2.3 Datenanforderungen ..................................................................... 90 10 Quellenverzeichnis ........................................................................................ 91 Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Bewertung der hydrologischen Verhältnisse und der Sulfatkonzentrationen in der Spree in den Jahren 2014/2015 vom Bereich Neustadt Ruhlmühle im Freistaat Sachsen bis in den Berliner Raum (Fallanalyse der Sulfatbelastung in der Spree 2014/2015) Seite 2 Anlagenverzeichnis Anlage 1 Übersichtskarten des Untersuchungsgebietes .............................. 6 Blatt Anlage 2 Klimatische Wasserhaushaltsgrößen im Untersuchungsgebiet ..................................................................... 4 Blatt Anlage 3 Auswertung der hydrologische Verhältnisse im Untersuchungsgebiet Anlage 3.1 Langfristige Entwicklung der hydrologischen Verhältnisse .............................................................23 Blatt Anlage 3.2 Entwicklung der hydrologischen Verhältnisse im Untersuchungszeitraum ....................................... 8 Blatt Anlage 4 Entwicklung der Sulfateinträge der Emittenten Anlage 4.1 Entwicklung der Sulfatkonzentration und der Ausleitmenge von technischen Anlagen ................... 4 Blatt Anlage 4.2 Entwicklung der Sulfatfracht von technischen Anlagen .................................................................... 5 Blatt Anlage 4.3 Entwicklung der Sulfatkonzentration und der Ausleitmenge von Bergbaufolgeseen ....................... 6 Blatt Anlage 4.4 Entwicklung der Sulfatfracht aus Bergbaufolgeseen .................................................... 5 Blatt Anlage 5 Entwicklung der Sulfatkonzentration in der Spree und in deren Zuflüssen Anlage 5.1 Entwicklung der Sulfatkonzentration in den Zuflüssen der Spree ................................................. 7 Blatt Anlage 5.2 Entwicklung der Sulfatkonzentration in der Spree ........................................................................ 6 Blatt Anlage 6 Bilanzierung der Sulfatfracht in der Spree Anlage 6.1 Im Untersuchungszeitraum....................................... 1 Blatt Anlage 6.2 Im hydrologischen Jahr 2014 ................................... 1 Blatt Anlage 7 Übersicht der verwendeten Daten Anlage 7.1 Fließgewässer .......................................................... 5 Blatt Anlage 7.2 Bergbaufolgeseen .................................................... 2 Blatt Anlage 7.3 Technische Anlagen ................................................. 2 Blatt Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (Dresden) Bewertung der hydrologischen Verhältnisse und der Sulfatkonzentrationen in der Spree in den Jahren 2014/2015 vom Bereich Neustadt Ruhlmühle im Freistaat Sachsen bis in den Berliner Raum (Fallanalyse der Sulfatbelastung in der Spree 2014/2015) Seite 3 Abkürzungsverzeichnis AG ....................... Arbeitsgemeinschaft; Auftraggeber; Aktiengesellschaft AG-FG ................. Arbeitsgemeinschaft Flussgebietsbewirtschaftung AK ........................ Arbeitskreis AN ....................... Auftragnehmer BMBF .................. Bundesministerium für Bildung und Forschung DWD .................... Deutscher Wetterdienst FWA .................... Frankfurter Wasser- und Abwassergesellschaft mbH FZL ...................... Flutungszentrale Lausitz (bei der LMBV) GGM .................... Gewässergütemanagement GSM Spree .......... Gütesteuermodell Spree GWBA ................. Grubenwasserbehandlungsanlage (Sprachgebrauch VE-M) GWRA ................. Grubenwasserreinigungsanlage (Sprachgebrauch LMBV) GWWA................. Grundwasserwiederanstieg INKA-BB .............. Innovationsnetzwerk Klimaanpassung Berlin-Brandenburg IWB ...................... Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann, Dresden KW ....................... Kraftwerk LBGR ................... Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg LfULG .................. (Sächsisches) Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft