Die Broschüre bildet den fachlichen Standard bei der Ausweisung von Trinkwasserschutzgebieten für sächsische Sickerleitungsquellen und deren Speisungsgebiete ab. Sie gibt Hilfestellung bei der Erarbeitung von Fachgutachten und ist an Wasserbehörden, Wasserversorgungsträger, Ingenieurbüros und an die interessierte Öffentlichkeit gerichtet. Als Methodensammlung und als Leitfaden zur Erstellung und Bewertung von Fachgutachten unterstützt sie die Ausweisung von rechtssicheren Trinkwasserschutzgebieten für Sickerleitungsquellen

Bochynek, Claudia

Kuhn, Karin

Schubert, Henrike

Zweig, Maren

Sächsische Landesbibliothek - Staats- und Universitätsbibliothek Dresden (SLUB): Qucosa

 Anlage 2  Fallbeispiel Bemessungsgrundlagen  QG Fichtenwald, Vogtlandkreis    Auszug nach C&E Consulting und Engineering GmbH (2012a):  Untersuchungen im Auftrag des LfULG zur Ergänzung der Datenbasis  für Bearbeitung von Wasserschutzgebietsgutachten in Quellgebieten*                 * im Auszug angegebene Anlagen sind hier nicht beigefügt   |  2      1 Beschreibung des Untersuchungs-gebietes 1.1 Administrative Übersicht  Regierungsbezirk: Chemnitz Landkreis: Vogtlandkreis Gemeinde: Pausa, Mehltheuer Gemarkungen: Unterpirk, Oberreichenau Gewässer (-Kennzahl): Weida (5664131) TK 25: Blatt 5437 Mühltroff, Blatt 5438 Plauen Nord Lage QS Fichtenwald nach Gauß-Krüger-Koordinaten: RW: ca. 4500172 HW: ca. 5604000 Höhe: ca. 440 m - 485 m ü. NN Anzahl der Schächte: 1  Das Quellgebiet Fichtenwald umfasst eine Fläche von 0,26 km2 und wird vom Zweckverband Wasser und Abwasser Vogtland betrieben. Als Teil des Vogtlandkreises gehört es zu den Gemeinden Pausa und Mehl-theuer und befindet sich nordöstlich der Ortslage Unterpirk bzw. südlich von Pausa (Abbildung 1). Die Fas-sungsanlage QG Fichtenwald wurde auf dem Flurstück 444 der Gemarkung Unterpirk angelegt. Sie dient der Trinkwasserversorgung der Stadt Pausa und umfasst einen Quellschrot.   Abbildung 1: Lageplan des QG Fichtenwald   |  3     1.2 Flächennutzung und Infrastruktur Das Quellgebiet Fichtenwald wird zu 70 % landwirtschaftlich als Ackerfläche genutzt. Im Norden des Gebie-tes, im Bereich des Quellschrotes „QS Fichtenwald“, ist ein schmales Laubwaldgebiet anzutreffen, das etwa 10 % der Gesamtfläche des Einzugsgebietes umfasst. Als Dauergrünland genutzt werden ca. 20 % der Flä-che des Einzugsgebietes. Die Flächennutzung ist in Abbildung 2 dargestellt.   Im Südosten grenzt das Untersuchungsgebiet an die Ortslage Unterpirk. Die Staatsstraße S316 von Unter-pirk in Richtung Pausa quert das QG Fichtenwald auf einer Länge von etwa 320 m. Ein Übersichtsplan der Flächennutzung ist in Anlage 4 enthalten.  Flächennutzung im Quellgebiet FichtenwaldAckerland70%Dauergrünland20%Wald10% Abbildung 2: Prozentuale Verteilung der Flächennutzung (LfULG 2012)   1.3 Geologischer Überblick  Den geologischen Untergrund im Untersuchungsgebiet QG Fichtenwald bilden die Quarzite des unteren Silur. Diese werden durch dunkle Schiefer und Kieselschiefer des Obersilur überlagert, an die sich Tentakuli-tenschiefer des mittleren Devon anschließen. Das Devon bildet die Unterlage für die karbonatischen, gebän-derten Sandsteine und Tonschiefer der Greiz-Formation sowie für die kalkigen Grauwacken des Karbon, die durch glaziale Ablagerungen überdeckt werden. In der Geologischen Karte des Quellgebietes wurden die verschiedenen Einheiten wie folgt ausgehalten (HÜK200, LfUG 2005).  Im Osten und Nordosten des Quellgebietes Fichtenwald sind vorrangig glazifluviatile Sedimente der Weich-selvereisung anzutreffen. Diese werden als steinführende gemischtkörnige Ablagerungen beschrieben und überlagern die Greiz-Formation des Karbon. Im Westen und Südwesten schließen sich die dunkelgrau ge-bänderten Tonschiefer der silurischen Gräfenthal-Gruppe an, während im Westen die Kiesel- und Alaun-schiefer sowie die Kalksteine des Silurs auslaufen. Der Süden des Quellgebietes ist geprägt durch unter- und mitteldevonische Tonschiefer, Sandsteine sowie Alaunschiefer, Kalksteine und Kalkknollenschiefer.  Die Tektonik des Gebietes ist durch eine spätpaläozoische SE-NW-Kompression dominiert, diese führte teilweise zu starker Klüftung, welche die Grundwasserleitfähigkeit begünstigt. Der Südwesten des Quellge-bietes wird von einer SE-NW verlaufenden Versatzzone (S1) gequert. Eine zweite Störung (S2), die in SW-  |  4     NE-Richtung streicht, wurde ebenfalls im Südwesten des Untersuchungsgebietes auf der tektonischen Karte ausgehalten. Diese mündet am nordöstlichen Hang des Berghübel in die Störung S1 (vgl. Abbildung 3). Die in der geologischen Karte dargestellte Störung im NE des Untersuchungsgebietes kann als Verlängerung von S1 interpretiert werden, demzufolge hätte der QS Fichtenwald direkten Störungsanschluss. Der geologi-sche Lageplan ist in Anlage 2 hinterlegt.   Abbildung 3: Geologische Karte des QG Fichtenwald   1.4 Bodenkundlicher Überblick Die Pedologie des QG Fichtenwald beschränkt sich auf Norm-Braunerde und Kolluvisol-Gley. Erstere ist im südlichen Untersuchungsgebiet anzutreffen und bedeckt ca. 75 % der Fläche des Quellgebietes. Im Norden bzw. Nordosten befindet sich der Kolluvisol-Gley, er bedeckt ca. ein Viertel der Gebietsfläche. Der Vorfluter des Einzugsgebietes ist die Weida, die das Quellgebiet im Norden begrenzt. Der pedologische Lageplan des Untersuchungsgebietes ist in Anlage 3 enthalten.   |  5     2 Erkundungsaufschlüsse Die geologischen Erkundungsergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Die Lage der Bohransatz-punkte ist Abbildung 4 zu entnehmen.   Abbildung 4: Übersichtslageplan der Bohransatzpunkte im QG Fichtenwald  Tabelle 1: Stratigrafische Übersicht der Rammkernsondierungen im QG Fichtenwald (QS Fichtenwald Teufe 3,30 m) RKS Mutterboden * Auffüllung  [m u GOK] Hanglehm  [m u GOK] Hangschutt  [m u GOK] Zersetztes Festgestein  [m u GOK] Wasseranschnitt  [m u GOK] RKS 1 FW 0 - 0,30 0,30 - 3,80 5,00 - 8,80 3,80 - 5,00 8,80 - 9,00 6,20 RKS 2 FW 0 - 0,40 0,40 - 2,70 2, 70 - 9,00   trocken RKS 3 FW 0 - 0,10 0,10 - 0,20 *   0,20 - 2,15 trocken    |  6     Aus der kombinierten Sieb-/Schlämmanalyse nach DIN 18123 wurden die in den folgenden Tabellen darge-stellten Parameter ermittelt. Die Durchlässigkeitsbeiwerte (kf-Werte) wurden nach USBR/Bialas (HÖLTING & COLDEWEY 2009) bestimmt.  Tabelle 2: Aus kombinierter Sieb-/Schlämmanalyse ermittelte Parameter – QG Fichtenwald   Probe   Tiefe   [m u GOK] Wassergeh. w [%] Dichte ρ [g/cm³] Trockend. ρd [g/cm³] Kornd. ρs [g/cm³] Porenvol. n [%] Bodengruppe  (DIN 18196)   D60/D10 U   Abstufung c   Wasserdurchl. kf [m/s] RKS 1 FW 3,80-4,80 14 2,315 2,026 2,660 23,83 GU* 2317,85 4,47 4,9E-06 RKS 2 FW 2,70-3,00 30 2,303 1,767 2,723 35,11 UL n.b. n.b. 2,7E-09 RKS 3 FW 1,80-2,05 1,9 2,092 2,053 2,644 22,35 GU 37,26 2,43 4,1E-03  Die Ergebnisse der bodenphysikalischen Laboruntersuchungen sind im Folgenden zusammengestellt.  Tabelle 3: Aus kombinierter Sieb-/Schlämmanalyse ermittelte Parameter – QG Fichtenwald Probe   Tiefe  [m u GOK] Bodenart nach BKA (2005)   Anteil Ton am  Feinboden [M.-%] Anteil Schluff am  Feinboden [M.-%] Anteil Sand am  Feinboden [M.-%] Anteil  Grobboden [M.-%] RKS 1 FW 3,80-4,80 Sl4 14 35 50 60 RKS 2 FW 2,70-3,00 Slu 20 43 37 7 RKS 3 FW 1,80-2,05 Su2 3 16 82 73  Tabelle 4: Aus kombinierter Sieb-/Schlämmanalyse ermittelte Parameter – QG Fichtenwald Probe   Tiefe [m u GOK] Porosität  (Sieb-Schlämmanalyse) eff. Porosität nach  HENNING eff. Porosität nach  MAROTZ eff. Porosität nach  HELMBOLD RKS 1 FW 3,80-4,80 0,2383 0,1344 0,2230 0,0235 RKS 2 FW 2,70-3,00 0,3511 n.b. 0,0767 0,0020 RKS 3 FW 1,80-2,05 0,2235 n.b. n.b. 0,2162  Für die in der Tabelle 2 und Tabelle 4 auftretenden mit n. b. gekennzeichneten Fehlstellen konnten aufgrund der Gültigkeit der jeweiligen Methode keine Werte ermittelt werden. Das QG Fichtenwald wird durch Locker-sedimentablagerungen des Quartär mit Mächtigkeiten von zwei bis neun Metern bedeckt. Dies kann den Bohrprofilen der drei Rammkernsondierungen RKS 1 FW, RKS 2 FW und RKS 3 FW entnommen werden.   |  7     Deutlich zu erkennen ist, dass die Mächtigkeiten der quartären Auflage vom Berghübel (RKS 3 FW) in Rich-tung Quellschrot Fichtenwald deutlich zunimmt.  Die RKS 3 FW zeichnet sich durch 0,10 m mächtigen Mutterboden mit darunter lagerndem sandig, schwach schluffigem Kies (Wegschotter) aus. Der Felszersatz wurde bereits in einer Teufe von 0,20 m angetroffen und bis zu einer Endteufe von 2,15 m durchbohrt. Die Sedimente der Auflockerungszone wurden als sandig, schluffige, schwach tonige Kiese angesprochen. In diesen konnte ein k f-Wert von 10-3 m/s ermittelt werden, wonach das Lockergestein als stark durchlässig zu klassifizieren ist.  Dem Bohrprofil der Rammkernsondierung RKS 2 FW kann eine Mutterbodenmächtigkeit von 0,40 m ent-nommen werden. Der Mutterboden wird unterlagert durch Hanglehm, der bis in eine Teufe von 2,70 m als sandig, schwach kiesig bis kiesiger Schluff und zwischen 2,70 m und 9 m Teufe als tonig, schwach feinsan-diger, schwach kiesiger Schluff angesprochen wurde. Die Untersuchungen des Hanglehms unter 2,70 m ergaben einen kf-Wert von 10-9 m/s, woraus folgt, dass dieses Lockergestein als sehr schwach durchlässig zu charakterisieren ist. Der Felszersatz wurde bei dieser Bohrung nicht erreicht.  Die RKS 1 FW ist die nördlichste im Quellgebiet abgeteufte Rammkernsondierung. Unter einer Schicht Mut-terboden von 0,30 m konnte eine 3,50 m mächtige Hanglehmschicht ausgemacht werden. Diese wurde als kiesig, schwach sandiger Schluff im Bohrprofil festgehalten. Unterlagert wird der Hanglehm durch eine 2,20 m mächtige schluffig, schwach sandige und schwach tonige Kiesschicht (Hangschutt). In dieser wurde ein kf-Wert von 10-6 m/s ermittelt, demzufolge ist das Sediment als durchlässig bis schwach durchlässig zu beschreiben. Abgelöst wird der Hangschutt durch eine weitere Hanglehmschicht zwischen 5 m und 8,80 m Teufe. Diese wurde als kiesig, sandiger Schluff angesprochen. Des Weiteren wurde in dieser Hanglehm-schicht in einer Teufe von 6,20 m Grundwasser angetroffen. Die Endteufe wurde mit 9 m im Felszersatz, der 0,20 m mächtig ist, erreicht. Das Bohrprofil zeigt hier einen tonig, schwach feinsandigen Schluff an.   3 Beschreibung der Quellfassung 3.1 Fassungskonstruktion Das Fassungssystem besteht aus einem einzelnen Quellschrot „QS Fichtenwald“, dessen Endteufe 3,30 m unter der Geländeoberfläche liegt. Er besteht aus zwei Sickersträngen aus Richtung W bzw. SW, einem Ablauf und einem Überlauf in den Vorfluter, einem Zulauf sowie zwei Sickerzuläufen (siehe Abbildung 5 und Anlage 10.1.1 hinsichtlich der Details). Die Tiefen der Leitungen können dem Schachtpass in Anlage 10 entnommen werden. Der Wasserspiegel im Quellschrot liegt 2,61 m unter der Schrotoberkante. Eine Über-sicht über die Verrohrung der Schächte und deren Stammdaten sind ebenfalls in Anlage 10 enthalten.  Das Wasser aus dem QG Fichtenwald wird im Quellschrot QS Fichtenwald gefasst und nach Pausa zum Wasserwerk zur Aufbereitung und anschließender Einspeisung ins Netz über den Ablauf in NW-Richtung abgeführt. Ist der Zufluss zum QS Fichtenwald größer als nach Pausa abgeführt werden kann, steigt der Wasserspiegel im Quellschrot und das überschüssige Wasser wird über einen Überlauf in 2,82 m Tiefe in den Vorfluter Weida abgeschlagen.     |  8       Abbildung 5: QS Fichtenwald, Überlauf in die Weida (Froschklappe)   3.2 Quellschüttungsmessungen Die verdichtenden Schüttungsmessungen am Überlauf (oberflächiger Austritt des Überlaufs) aus dem QS Fichtenwald in die Weida wurden durch Gefäßmessung (Auslitern) im wöchentlichen Rhythmus im Herbst 2011 durchgeführt. Somit kann über diesen Messzeitraum eine Gesamtschüttung für das QG Fichtenwald mit ca. wöchentlicher Messfrequenz bestimmt und verfolgt werden. Die Ergebnisse der Schüttungsmessun-gen sind in Tabelle 5 und den folgenden Abbildungen dargestellt. Die Protokolle befinden sich in Anlage 11. Die mittlere Überlaufschüttung betrug 0,6 l/s bei einer Spanne zwischen  0,4 und 0,9 l/s.   Die minimale Versorgerentnahme im Parallelmesszeitraum lag bei 96 m3/d bzw. 1,1 l/s und die maximale bei 110 m3/d bzw. 1,3 l/s.  Tabelle 5: Schüttungsmessungen am Überlauf des QS Fichtenwald – QG Fichtenwald und Entnahme durch den ZWAV Datum 29.09.11 05.10.11 11.10.11 17.10.11 27.10.11 02.11.11 10.11.11 17.11.11 Schüttung Überlauf aus QS Fichtenwald in die Weida [ l/s] 0,40 0,47 0,75 0,52 0,68 0,55 0,57 0,89 Wasserentnahme durch den ZWAV [m3/d]* 110 102 105 108 98 104 96 103 Gesamtschüttung [m3/d] 145 143 170 153 157 152 145 180  Die gemessenen Schüttungswerte (Überlauf und Gesamtschüttung) sind formell dem Niederschlagsverhal-ten der Station Plauen gegenübergestellt (Abbildung 6 und Abbildung 7).     |  9     Ergebnisse der Schüttungsmessungen - QG Fichtenwald0,000,100,200,300,400,500,600,700,800,901,0026.09.2011 03.10.2011 10.10.2011 17.10.2011 24.10.2011 31.10.2011 07.11.2011 14.11.2011 21.11.2011Schüttung [l/s]02468101214161820Niederschlag [mm]Niederschlag [mm]Station PlauenÜberlauf aus QS Fichten-wald in die Weida Abbildung 6: Schüttungsmessungen am Überlauf des QS Fichtenwald [l/s]  Ergebnisse der Schüttungsmessungen - QG Fichtenwald0,0020,0040,0060,0080,00100,00120,00140,00160,00180,00200,0026.09.2011 03.10.2011 10.10.2011 17.10.2011 24.10.2011 31.10.2011 07.11.2011 14.11.2011 21.11.2011Schüttung [m3/d]02468101214161820Niederschlag [mm]Niederschlag [mm]Station PlauenGesamtschüttungQS Fichtenwald Abbildung 7: Gesamtschüttung des QS Fichtenwald  

Trinkwasserschutz in Quellgebieten: Handlungsanleitung zur Erstellung von Fachgutachten

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