Auswirkungen des Hochwassers 2002auf das Grundwasser

Forschungsbericht

LandeshauptstadtDresden

Auswirkungen des Hochwassers 2002 auf das Grundwasser

Forschungsbericht

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Inhalt

Vorwort 5 3.3.3 Auswirkungen von Altlasten 34

1 Einführung 7 3.3.4 Gefährdungspotenzial auf Grund

2 Problemstellung Hochwasser und hohes defekter Kanalisation 37

Grundwasser 9 3.3.5 Abfallmanagement, Schlammablagerungen

2.1 Das Hochwasserereignis August 2002 9 und Schlammentsorgung 39

2.1.1 Das Hochwasserereignis in Sachsen 9 4 Grundhochwassermanagement für Dresden 43

2.1.2 Stadtgebiet Dresden 10 4.1 Schutzzieldiskussion und -vorschläge 43

2.2 Auswirkungen hoher Grundwasserstände 4.1.1 Tiefbaupotenziale 44

im Stadtgebiet von Dresden 10

2.2.1 Bauwerke und Bauleitplanung 10

4.1.2 Schutzzieldefinition 45

4.2 Handlungsempfehlungen für Dresden 47

2.2.2 Grundwasserbeschaffenheit und Altlasten 11 4.2.1 Technischer Hochwasserschutz 47

2.2.3 Kanalisation 12 4.2.2 Hochwasser-Flächenmanagement 48

2.2.4 Abfälle und Schlämme 12 4.2.3 Hochwasservorsorge 49

2.3 Trinkwasserversorgung 12 5 Verallgemeinerungen für den

3 Ergebnisse 15 grundwasserbezogenen Hochwasserschutz 55

3.1 Die Auswirkungen des Hochwassers 5.1 Wirkungen von Hochwasser auf das Grundwasser 55

auf die Grundwasserdynamik 15 5.1.1 Grundwasserdynamik 55

3.1.1 Entwicklung der Grundwasserstände 15 5.1.2 Grundwasserbeschaffenheit 56

3.1.2 Ursachen höchster Grundwasserstände 16 5.2 Gefahren für das Grundwasser durch Hochwasser 56

3.1.3 Minimale Grundwasserflurabstände 17 5.2.1 Grundwasserdynamik 56

3.1.4 Gefahrenpotenziale 19 5.2.2 Grundwasserbeschaffenheit 57

3.1.5 Unterirdische Speicherung 20 5.3 Hochwasserbedingte Gefahren,

3.1.6 Wirkung der Kanalisation 21 die von Grundwasser ausgehen 57

3.2 Modellierung der Grundwasserdynamik 23 5.4 Grundwasserbezogene Handlungsstrategien 57

3.2.1 Modellansatz 23 5.4.1 Technischer Hochwasserschutz 57

3.2.2 Modellaufbau und -kalibrierung 24 5.4.2 Flächenmanagement 58

3.2.3 Modellierungsergebnisse 29 5.4.3 Hochwasservorsorge 58

3.2.4 Wirkungen von Hochwasserschutzmaßnahmen auf 6 Offene Fragestellungen 59

das Grundwasser 31 6.1 Grundwasserdynamik 59

3.2.5 Regenwasserversickerung 32 6.2 Grundwasserbeschaffenheit 60

3.3 Die Auswirkungen des Hochwassers auf die 6.3 Grundwasser im Kontext der Hochwasservorsorge 60

Grundwasserbeschaffenheit 32 7 Zusammenfassung 61

3.3.1 Untersuchungsskalen 32 Literatur und Quellen 65

3.3.2 Einflüsse der Überflutung auf den Aquifer 33 Projektbeteiligte 69

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Vorwort

Im Sommer 2002 wurde Sachsen von einem der verhee-rendsten Hochwasserereignisse seit Beginn der Aufzeich-nungen betroffen. Wie viele andere Städte im Elbeeinzugsge-biet wurde auch Dresden in weiten Teilen des Stadtgebietesüberflutet. Mit aller Kraft hat sich dabei auch das sonst meistim verborgenen bleibende Grundwasser in das Bewusstseinder Dresdner zurückgemeldet.

Durch die Überlagerung der Starkniederschläge vom12./13.08.2002 und der anschließenden Hochwässer der Elbeund ihrer Nebenflüsse stieg der Grundwasserspiegel binnenStunden extrem – in der Innenstadt an einigen Punkten bisfast an die Erdoberfläche – an. Die Keller nicht nur der histo-rischen Bauten liefen in unerwartetem Tempo voll. In großenStadtgebieten im Dresdner Osten, in Kaditz-Mickten undCossebaude staute sich das Grundwasser.

Glücklicherweise ist es in Dresden durch das Grundwassernur begrenzt zu Schäden an der Statik von Gebäuden gekom-men. Rechtzeitig war vor dem Auspumpen der Keller ohne Be-rücksichtigung des jeweiligen Grundwasserstandes gewarntworden.

Auch in Zukunft können uns solche Hochwasserereignissetreffen. Langfristige Klimaprognosen warnen sogar vor einemkünftig gehäufteren Auftreten extremer Niederschläge. DieLandeshauptstadt Dresden beschloss daher, nicht nur dasHochwasserereignis von 2002 zu analysieren, sondern auchzukunftsfähige Strategien für Extremereignisse zu entwickeln.Aus eigener Kraft wäre dies bei der aktuellen Finanzsituationnur begrenzt möglich gewesen.

Die Stadt Dresden beantragte deshalb in Zusammenarbeitmit dem Dresdner Grundwasserforschungszentrum e.V. undunterstützt durch das Sächsische Staatsministerium für Um-

welt und Landwirtschaft beim Bundesministerium für Bildungund Forschung ein Ad-hoc-Projekt. Dieses wurde aufgrund derhervorragenden Zusammenarbeit zwischen Stadt, Freistaatund Fördermittelgeber innerhalb kürzester Zeit bewilligt.

So konnten zwischen Oktober 2002 und Oktober 2004 imRahmen des Projektes “Auswirkungen der August-Hoch-wasser-Ereignisse 2002 auf die Tal-Grundwasser-Körper imRaum Dresden – Lösungsansätze und Handlungsempfeh-lungen” Fragen der Grundwasserstandsdynamik und derGrundwasserbeschaffenheitsentwicklung analysiert und Hand-lungsansätze für die künftige Bewältigung derartiger Ereig-nisse entwickelt werden.

Dieser Bericht fasst die Ergebnisse des Forschungsprojek-tes zusammen. Er stellt eine Grundlage für den Umgang mitHochwasser im Grundwasser nicht nur in der Stadt Dresdensondern auch für andere betroffene Kommunen dar und solldazu beitragen, mit den Problemen des Grund-Hochwassersbesser umgehen zu können.

Für die Förderung des Vorhabens danken wir dem Bundes-ministerium für Forschung und Bildung und für die engagierteMitwirkung allen an der Bearbeitung Beteiligten.

Dirk HilbertBürgermeister für Wirtschaft

7

1. Einführung

Die Hochwasserereignisse im August2002 gehörten zu den schwersten seitBeginn der Aufzeichnungen. ZahlreicheStädte und Kommunen im Elbeeinzugs-gebiet waren betroffen. In der Landes-hauptstadt Dresden kam es zudemdurch das Elbe-Hochwasser, dievorangegangenen Starkniederschlägeund die dadurch ausgelösten Überflu-tungen der Elbenebenflüsse innerhalbkürzester Zeit zu einem Anstieg derGrundwasseroberfläche um bis zu sechsMeter auf ein zuvor nicht beobachtetesNiveau an. Nach dem Hochwasser galtes neben dem Wiederaufbau der zer-störten Infrastruktur und der Wohn- undBetriebsgebäude auch, die Folgen desEreignisses für den Tal-Grundwasser-Körper abzuschätzen, der eine erhebli-che Rolle für den urbanen Naturhaus-halt, die Vorfluter im Stadtgebiet und dieTrinkwasserversorgung Dresdens spielt.

Grundsätzlich musste von kurz- undmittelfristigen Hochwasserfolgen für denTal-Grundwasserleiter ausgegangenwerden, die sich in den nachfolgend ge-nannten Schwerpunkten zusammen-fassen ließen:

g Auswirkungen auf die Grundwasser-dynamik im urbanen Tal-Grund-wasserleiter mit möglichen Scha-denswirkungen auf Bauwerke in derFolge des Hochwassers,

g Veränderungen der Grundwasserbe-schaffenheit in der Folge stark ange-stiegener Grundwasserstände,

g von Altlasten, Schlämmen und Se-dimenten bewirkte mögliche Grund-wasserschäden sowie

g von undichten Abwasserkanälenausgehende Gefährdungspotentiale.

Unter Federführung der Landeshaupt-stadt Dresden als Zuwendungsemp-fänger des Bundesministeriums für Bil-dung und Forschung (BMBF), unterstütztdurch das Sächsische Staatsministerium

für Umwelt und Landwirtschaft (SMUL)sowie begleitet von den Fachbehördenwurden diese Fragestellungen aufgegrif-fen und im Rahmen eines Ad-hoc-For-schungsvorhabens untersucht.

Ziel des Projektes war die exempla-rische Bewertung von Schäden für einenunter urbanen Räumen genutztenGrundwasserkörper nach Menge undBeschaffenheit in der Folge von extre-men Hochwasserereignissen mit ausge-dehnten Überflutungsarealen. Die For-schungsergebnisse sollten neben un-mittelbar für die Landeshauptstadt Dres-den nutzbaren Handlungsempfehlungenauch verallgemeinerbare Aussagen fürdie Beeinträchtigung von Tal-Grund-wasserleitern in vergleichbaren urbanenGebieten im Freistaat Sachsen und inanderen Gebieten Deutschlands liefern.

Die wissenschaftlich-technischen Ar-beitsziele orientierten sich an den inerster Auswertung der Hochwasserereig-nisse im August 2002 erkannten Defizi-ten im Stadtgebiet von Dresden. Die auf-gezeigte inhaltliche Gliederung derFragestellungen wurde in eine Projekt-struktur mit insgesamt sechs Arbeitspa-keten transformiert (s. Abb. 1). Die Be-

arbeitung des Projektes erfolgte durchinsgesamt zehn Kooperationspartneraus vorwiegend Dresdner Wissen-schaftseinrichtungen und Wirtschaftsun-ternehmen (s. Projektbeteiligte).

Parallel dazu wurden im Rahmen desProjektverbundes „Hochwassernach-sorge Grundwasser Dresden“ beim Lan-desamt für Umwelt und Geologie, Refe-rat Grundwasser und Altlasten und beimStUFA Radebeul, Referat Grundwasser(jetzt Regierungspräsidium Dresden,Umweltfachbereich) aus Landesmittelnfinanzierte Projekte durchgeführt. DieVorbereitung und Durchführung dieserProjekte erfolgte in enger Abstimmungmit dem Forschungsprojekt, so dass einzeitnaher Daten- und Ergebnisaustauschzwischen den landesfinanzierten Projek-ten und dem bundesfinanzierten For-schungsprojekt stattfinden konnte.

Die Ergebnisse der Bearbeitungwerden in dieser Broschüre zusammen-fassend dargestellt. Daneben liegen fürjedes Arbeitspaket separate umfangrei-che Ergebnisberichte vor, die im Um-weltamt der Landeshauptstadt Dresdeneingesehen oder ausgeliehen werdenkönnen.

Abb. 1: Projektstruktur

Land Sachsen Stadt Dresden

Amt für Abfallwirtschaft und Stadtreinigung

Umweltamt

Brand- und Katastrophenschutzamt

ProjektleitgruppeProjektträger Jülich (PTJ)

Sächsisches Staatsministeriumfür Umwelt und Landwirtschaft (SMUL)

Landesamt für Umwelt und Geologie (LfUG)Landeshauptstadt Dresden, UmweltamtStaatliches Umweltfachamt Radebeul

(jetzt: Reg.-Präs. Dresden, Umweltfachbereich)

Wiss. Begleitung / KoordinationDresdner Grundwasserforschungs-

zentrum e.V. (DGFZ)

BMBF-Forschungsprojekt(Zuwendungsempfänger: Landeshauptstadt Dresden)

AP 1: Grundwasserdynamik/-modellierung

AP 2 : Grundwasserbeschaffenheit

AP 3.1 / 3.2: Altlasten / Schlämme und Abfälle

AP 4: Undichte Kanäle

AP 5: Ergebnis-Übertragung

AP 6: Wissensch. Begleitung / Koordination

Sächs. Staatsministerium f. Umwelt und Landw.

Landesamt für Umwelt und Geologie

Staatl. Umweltfachamt Radebeul (jetzt: RP Dresden)

9

2. Problemstellung Hochwasser und hohes Grundwasser

2.1 Das Hochwasser-ereignis August 2002

Im August 2002 kam es im oberen Elbe-einzugsgebiet auf Grund einer soge-nannten Vb-Wetterlage zu einer extre-men meteorologischen Situation, die inweiten Teilen Mittelsachsens zu extre-men Hochwasserereignissen führte. DasTiefdruckgebiet „Ilse“ brachte am11.08.2002 feucht-warme Luftmassenmit großräumigen Starkniederschlägenvom Mittelmeer über den Balkan in dasElbeeinzugsgebiet. So kam es vom 11.bis 13.08.2002 zu extrem hohen Nie-derschlägen sowohl im böhmischen alsauch im sächsischen Teil des Elbe-einzugsgebietes. In Sachsen wurden flä-chendeckend zwischen 50 und 200mm/d Niederschlag registriert. ImVerlaufe dieses Niederschlagsereig-nisses wurden neue Rekordwerte der24-stündigen Niederschlagssummen ge-messen (Tabelle 1).

Im Vergleich zu den mehrjährigenNormalwerten wiesen Monatssummendes Niederschlags im August 2002 die2- bis 3-fache Menge auf. Allein das Ge-bietsmittel für Sachsen betrug mit208 mm Niederschlag 265 % des Ver-gleichswertes (LfUG 2003).

Durch diese flächendeckenden ergie-bigen Niederschläge kam es ab dem12.08.2002 zu extremen Hochwässernim Elbeeinzugsgebiet. Diese wirkten sichin Sachsen zunächst als kurzfristig wir-kende Sturzfluten an den Gewässern,die das Erzgebirge entwässern, aus. In der darauffolgenden Woche kam eszu einer extremen Stauflut der Elbe

durch die aus dem böhmischen Teil desElbeeinzugsgebiets nachfließendenWassermassen. Diese führten zu demExtremhochwasser der Elbe mit einemHöchststand am Pegel Dresden von9,40 m am 17.08.2002 (Abb. 2).

2.1.1 Das Hochwasserereignisin Sachsen

Auf Grund der beschriebenen Vb-Wetterlage ist es nördlich des Erzge-birgskammes im Zeitraum 11. bis13.08.2002 zu Extremhochwässern anallen Vorflutern zwischen Elbe undZwickauer Mulde gekommen. Besondersbetroffen waren die Gewässer desOsterzgebirges. Deren Hochwässer imAugust 2002 sind in einer eingehendenEreignisanalyse dokumentiert (LfUG2004). Eine Gesamtdarstellung der

Tabelle 1: Niederschlagshöhen in Zinnwald und Dresden (Quelle: LfUG 2003)

Messpunkt 24-h-Niederschlag (mm)Monatsniederschlag (mm)

August 2002

Zinnwald 312 770

Dresden (Klotzsche) 158 233

Abb. 2: Ganglinie der Elbe (01. 07. 2002 bis 01. 01. 2004)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

01.0

7.02

01.0

8.02

01.0

9.02

01.1

0.02

01.1

1.02

01.1

2.02

01.0

1.03

01.0

2.03

01.0

3.03

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4.03

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0.03

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1.03

01.1

2.03

01.0

1.04

Datum

Elbe

pege

l Dre

sden

(cm

ü. P

N)

9,40 m

10

Überflutungsflächen in Sachsen zeigtAbb. 3. Die Überflutungsfläche betruginsgesamt 460 km².

In Sachsen kamen durch die Un-wetter und Überflutungen 20 Menschenums Leben; der gemeldete Gesamt-schaden belief sich auf insgesamt8,6 Mrd. €. Für landeseigene Liegen-schaften wurde ein Anteil von 16 % derSchadenssumme auf die Wirkung vonhohem Grundwasser zurückgeführt (Hu-ber et al. 2003) (s. Abb. 4).

2.1.2 Stadtgebiet DresdenIm Stadtgebiet von Dresden kam es ins-gesamt zu einer Überflutungsfläche von30,13 km². Davon entfallen 31,5 % aufdie Überflutung durch die Sturzfluten derWeißeritz, Lockwitz und Gewässer II.Ordnung (s. Tabelle 2 und Anlage 1). Inder Landeshauptstadt Dresden kam esam 13.08.2002 zum Übertritt der Weiße-ritz im Ortsamtsbereich Plauen und inder Folge dessen zur Überflutung derBahngleise und des Hauptbahnhofs so-

wie weiter Teile des OrtsamtsbereichesAltstadt. Außerdem führten die Lockwitzund der Kaitzbach sowie weitere Ge-wässer II. Ordnung zu flächenhaftenÜberschwemmungen im Süden undSüdosten der Stadt.

2.2 Auswirkungen hoherGrundwasserstände im Stadt-gebiet von Dresden

2.2.1 Bauwerke und Bauleit-planungDurch Grundwasserhochstände sind vorallem in den Bereichen, wo die bislanggemessenen Höchstwasserstände weitüberschritten werden, Bauwerke betrof-fen, die auf die bislang ermitteltenHöchststände des Grundwassers ausge-legt sind. Im Hochwasserfall können sichsolche schadenswirksame Grund-wasserstände außerdem in relativ kurzerZeit einstellen.

So kam es in Dresden beispielsweiseam katholischen St. Benno-Gymnasiumam 16./17. August 2002 zu einem extre-men Anstieg des Grundwassers, der dieStandsicherheit des Gebäudes massivgefährdete, obwohl für die Sporthalle mitihrem 3,60 m unter Geländeoberflächeliegenden Hallenfußboden zu Zeit derPlanung des Gebäudes ein Abstandzum Höchstgrundwasserstand mit50-jährlicher Wiederkehrwahrscheinlich-keit von über 1 m galt. Der mittlereGrundwasserstand war unter Einbezie-hungen von Messwerten bei 3 m unterHallenfußboden festgelegt worden.Dennoch kam es zu einem Grund-wasseranstieg, im Mittel mit etwa 4 cm/hauf ca. 180 cm über Hallenfußbodenni-veau (Abb. 5a), der zum Zeitpunkt desmaximalen Grundwasserstandes einenAuftrieb der Fußbodenplatte von ca.14,7 kN/m² bewirkte (Beyer 2003). Nurdurch eine gezielte Belastung desHallenfußbodens konnte ein Total-schaden am Bauwerk verhindert werden(s. Abb. 5b).

Analoge Situationen traten in der Alt-markt Galerie mit historischem Keller(Bodendenkmal) und im Hotel Hilton auf.An diesen Objekten lagen um fast 3 mhöhere Grundwasserstände als der Be-messungswasserstand vor. Auch hierkonnte nur durch gezielte Flutung undBelastung der Bodenplatte eine Hava-riesituation verhindert werden (UBV 2003).

Die Problematik dieser Wirkungen ho-her Grundwasserstände auf Gebäudeführt zu der Fragestellung, wie unter-irdische Gefahrenpotenziale zu ermittelnund zu bewerten sind. Bislang gibt es fürden unterirdischen Raum keine entspre-chende Methodik, wie sie für Überflu-tungen in Form von Schadenspotenzial-und Gefahrenkarten z. B. von Egli entwi-ckelt wurden (IKSR 2002).

Für die Landeshauptstadt Dresdenwaren im Weiteren angesichts der ein-gestellten höchsten Grundwasserstände

Abb. 3: Überflutungsflächen in Sachsen, Augusthochwasser 2002

Tabelle 2: Überflutungsflächen im Stadtgebiet vonDresden im Aufgust 2002 (nach GIS-Da-ten, Umweltamt Dresden)

Gewässer Überflutungsfläche (km²)

Elbe 20,64

Weißeritz 5,61

Lockwitz undGewässer II. Ordnung

3,88

Abb. 4: Hochwasserschäden nach Herkunft desWassers auf Liegenschaften des Frei-staates Sachsen (Quelle: Huber et al.2003)

Gewässer26%

Regenwasser/Boden21%

Grundwasser16%

Abwasser29%

Regenwasser/Dach8%

11

einige Fragen der Bauleitplanung aufweitere Verwendbarkeit zu prüfen, z. B.:

g Bisheriger Ansatz zur zulässigen An-zahl von Tiefgeschosse in der In-nenstadt oder analog dicht bebautenGebieten,

g Zulässiger Grundwasseraufstau in-folge von Tiefbebauung,

g Zulässigkeit der Versickerung vonNiederschlagswasser.

2.2.2 Grundwasserbeschaffen-heit und Altlasten

Im Hochwasserfall sind Einflüsse auf dieBeschaffenheit eines Grundwassersmöglich oder zu erwarten, die sich aufdiffus und punktuell wirkende Ursachenzurückführen lassen:

g Veränderungen des Grundwassersdurch eindringendes Wasser ausdem Fließgewässer in den Un-tergrund,

g Überflutung von Landflächen, Ab-lagerung von Stoffen, die eventuellzeitverzögert aus dem Boden ausge-waschen und zum Grundwasser hinverlagert werden, und

g Anstieg des Grundwassers in Berei-che, die bislang im ungesättigten Be-reich lagen. Dadurch können Stoffemobilisiert und transportiert werden.

Die beschriebenen Wirkungspfade dif-fuser und punktueller Beschaffenheits-veränderungen sind in Abb. 6 darge-stellt.

Bei extremen Grundwasserschwan-kungen, wie sie beim Hochwasserereig-nis in Dresden zu beobachten waren, istauch im Zusammenhang mit Punktbe-lastungen im Untergrund mit einerSchadstoffmobilisierung und -verfrach-tung zu rechnen. In Abhängigkeit von

der Art, der Menge und der Verteilungder Schadstoffe lassen sich diefolgenden Schadensszenarien ableiten:

g Kontamination in der ungesättig-ten Zone In diesem Fall liegt bisher keineGrundwasserverunreinigung vor. Mitdem Anstieg des Grundwasser-spiegels wird aber die kontaminierteZone erreicht und somit eine Mo-bilisierung der Schadstoffeermöglicht. Beim Absenken desGrundwasserspiegels ist dann einevertikale Schadstoffverlagerung zuerwarten (s. Abb. 6).

g Kontamination in der gesättigtenZone Bei Vorliegen einer Schadstoffphase,die z. B. eine geringere Dichte alsdas Wasser aufweist (LNAPL - (LightNon Aqueous Phase Liquid)), istdurch Grundwasseranstieg mit einererheblichen vertikalen Schadstoff-erlagerung n die bisher nicht belaste-te ungesättigte Zone zu rechnen undnach Rückgang der Grundwasser-stände können die Kontaminationenin der ungesättigten Zone noch langeanhalten (smear zone).

g Änderung der Grundwasser-Fließ-richtung Lokal ist zumindest kurzfristig mitveränderten Grundwasserfließrich-tungen zu rechnen. Dies gilt ins-besondere für den Nahbereich derhochwasserführenden Flüsse, dahier eine Infiltration des Oberflächen-wassers in den Aquifer erfolgt. Indiesem Fall ist zusätzlich zur vertika-len eine horizontale Schadstoffverla-gerung zu erwarten.

a) b)

Abb. 5: Grundwasserbedingter Auftrieb und Bauwerkssicherung am St. Benno Gymnasium a) Elbe- und Grundwasserganglinie im Verhältnis zum Niveau des Hallenfußbodens (Quelle: Beyer, 2003); b) Bauwerkssicherung mittels Quick-Dämme Foto: http://www.benno-gym.de

5.8 12.8 19.8 26.8 2.9

Datum, Jahr 2002

104

105

106

107

108

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110

111

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113

HGW 111,16

+ 0 m

+ 185

HGW- 1,16

50

- 1,96HGW2

MGW

- 3,06

NGW- 4,76

1

2

3

1 Elbewasserspiegel, an der Albertbrücke

2 Grundwasserspiegel Holbeinstraße, 100 m östlich

Ballastwasser in Halle, Höhe max. 40 cm3

SporthalleOK Rohfußboden=109.56Dicke 0,25 m

Wa

ss

ers

tan

d i

n m

ü. N

N

Abb. 6: Mögliche Stoffeintragspfade in denGrundwasserleiter bei Hochwasser (nachWalther & Marre 2004)

12

Neben der aufgezeigten Schadstoffver-frachtung sind im Zusammenhang mitdem Hochwasserereignis möglicher-weise zusätzlich Veränderungen in denMilieubedingungen im Hinblick auf mi-krobiologische Abbauprozesse zu be-achten. Diese Änderungen hängen ur-sächlich mit der Infiltration von Oberflä-chenwasser zusammen, da damit auchein Eintrag von Sauerstoff, organischemMaterial und/oder Nährstoffen verbun-den sein kann. Bekanntermaßenbeschleunigt ein erhöhter Sauerstoffge-halt auf der einen Seite z. B. den biolo-gischen Abbau von Kohlen-wasserstoffen, kann aber auf deranderen Seite auch die Metabolisierungchlorierter organischer Substanzen ver-hindern. Außerdem können sich mit derFällung von Fe(III) und Mn(II) sowie derVerbesserung der Löslichkeit vonSchwermetallen anorganische Stoffum-wandlungsprozesse vollziehen.

2.2.3 KanalisationDer Kanalisation kommt unter Hoch-wasserbedingungen eine besondereRolle hinsichtlich des Wassertransportszu (Abb. 8). Durch extreme Druckver-hältnisse ist andererseits die auf druck-losen Betrieb ausgelegte Kanalisationgefährdet. So kam es im Verlauf des

Hochwassers 2002 im Stadtgebiet vonDresden zu Schäden an der Kanalisati-on, die zu einem Stoffeintrag in dasGrundwasser führen konnten.

Somit waren durch die Untersuchungder Wechselbeziehungen zwischenEntwässerungsnetz und Grundwasser,Aussagen zur Situation während undnach den Hochwasserereignissen imAugust 2002 sowie generelle Aussagenzur Rolle der Kanalisation währendextremer Hochwassersituationen zu ma-chen.

Von besonderem Interesse sind dabeidie Auswirkungen des Austritts von Ab-wasser in den Boden (Exfiltration) undderen Gefahrenpotenzial für den Grund-wasserleiter, die Verteilung einge-drungenen Oberflächenwassers im Ka-nalnetz sowie der Zutritt von Grund-wasser in das Kanalnetz (Infiltration)während extremer Hochwasserereig-nisse und die damit verbundene Be-einflussung hydrodynamischer Verhält-nisse im Bereich des Tal-Grundwasser-körpers (Drainage), wobei die Ab-senkung des GW-Spiegels von beson-derem Interesse ist. Die Untersu-chungen zur Wirkung der Kanalisationbei extremen Hochwässern beinhaltetedeshalb folgende Schwerpunkte:

g Beurteilung des Schadenspotenzialsfür den Grundwasserleiter durch eineerhöhte Exfiltration von Abwasser in-folge der Hochwasserereignisse,

g Ermittlung der Drainageleistung derKanalisation während extremerHochwasserereignisse und

g Implementierung der Kanalisation alstechnogene Schicht in das hydrody-namische Grundwassermodell(Arbeitspaket 1).

2.2.4 Abfälle und Schlämme

Als sekundäre Schadensquelle für dieBeschaffenheit des Grundwassersmussten auch die hochwasserbedingtenSchlämme und Abfälle gesehen werden,die im Stadtgebiet anfielen und kurzfris-tig abgelagert wurden. Für dieSchadenswirksamkeit von Schlämmenwurde ein Forschungsprojekt am Um-weltforschungszentrum Halle-Leipzigdurchgeführt, auf dessen Ergebnisseauch für den Stadtbereich zurückgegrif-fen werden konnte (Geller et al. 2003).Das von den Abfällen ausgehendeGefahrenpotenzial für das Grundwasserwar auf Grund von Stoffstrombilanzenund einer Beurteilung der Zwischen- undAblagerungsflächen zu beurteilen.

2.3 Trinkwasserversorgung

Die Auswirkungen des Hochwassers aufdie Trinkwasserfassungen war nichtexplizite Fragestellung des Forschungs-projektes. Aussagen zu Einwirkungendes Hochwassers auf Trink-wasserfassungen finden sich in Strauchet al. (2004), Lewis et al. (2004), Wrickeet al. (2003) und Krüger & Nitzsche(2003), die hier reflektiert werden sollen.Als zwei grundlegende Problemkreisebezüglich der Trinkwasserversorgungssi-cherheit im Hochwasserfall zeigen sichdurch die genannten Untersuchungendie Sicherung der Rohwasserbeschaf-fenheit und die Technische Versor-gungssicherheit.

Sicherung der Rohwasser-beschaffenheitAls Hauptprobleme der Güteverschlech-terung stellt sich im Wesentlichen dieTrübung und der Anstieg der mikrobiolo-gischen Belastung – vor allem in ge-wässernahen Fassungsanlagen – her-

a) b)

Abb. 7 Kontamination in der ungesättigten Zone, dargestellt sind die Situationen a) vor der Flut b) nach Rückgang des Hochwassers

Abb. 8: Austritt von Kanalwasser am TerrassenuferDresden

13

aus. Durch Einsatz von Flockungsmittelnund einer erhöhten Konzentration anChlor konnten diese Beeinträchtigungenbeherrscht werden (Wricke et al. 2003).Für den Schutz des Rohwassers ist ent-scheidend, ob die ablaufenden Mi-schungs-, Sorptions- und Umsetzungs-prozesse im Grundwasserleiter und inder ihn abdeckenden Bodenzone wirk-sam genug sind, um Schadstoffbelas-tungen ausreichend abfangen zukönnen. Der Problematik der Schutz-funktion von Bodenschichten und desGrundwasserleiters, einer Belastung desGrundwassers durch Überstau ent-gegenzuwirken und insbesondere patho-gene Keime zu fixieren bzw. abzubauen,widmeten sich die Untersuchungen vonStrauch et al. (2004). Sie wurden anzwei Fassungsstandorten des Einzugs-gebietes der Mulde (Canitz/Thallwitz)und der Elbe (Torgau-Ost) durchgeführt.Im Frühjahr und Herbst 2003 wurden anbeiden Standorten Bodenproben bis in1,20 m Tiefe auf Schwermetalle undpathogene Keime untersucht. Im Ergeb-nis der Untersuchungen konnte festge-stellt werden, dass die Stoßbelastungdurch das Hochwasser zu keinernachhaltigen Gefährdung der Se-dimentauflage hinsichtlich anorganischerBelastungen durch Verfrachtung und Ab-lagerung belasteter Schlämme aus demOberlauf von Mulde und Elbe geführthat. Teilweise zeigten sich auf Referenz-standorten sogar höhere Belastungenals auf den Überflutungsflächen. Auchdie mikrobiologischen Untersuchungenan den Sedimenten aus dem Über-schwemmungsgebiet der Elbe undMulde zeigten keine signifikanten Belas-tungen durch coliforme Bakterien undEnterokokken an. Da an den Standortendie Auelehmschicht bis zu 2 m mächtigausgebildet ist, wird die Wahrscheinlich-keit einer Grundwassergefährdung alsgering eingeschätzt.

Diese Einschätzung wird durchKrüger & Nitzsche (2003) gestützt, diesowohl für Brunnen als auch für die Roh-wasserqualität keine signifikantenErhöhungen von DOC und AOX aus-weisen, obwohl diese Parameter imElbewasser während der Überflutungeinen signifikanten Anstieg zeigten(s. Abb. 9). Die angegebenen Kon-zentrationen von DOC und AOX beweg-ten sich auch nach dem Hochwasser imLangzeit-Schwankungsbereich.

Für die Wasserwerke in Dresdenliegen keine Angaben zur Rohwasser-qualität während des Hochwasserereig-nisses vor, allerdings sind dieWasserwerke Hosterwitz und Tolkewitzdurch Überflutung der Brunnen bzw. dertechnischen Anlagen im kritischen Zeit-raum außer Betrieb gewesen. Das

Wasserwerk Tolkewitz konnte bereitsnach 4 Wochen wieder in Betrieb ge-nommen werden, was darauf hinweist,dass die Wasserqualität zu diesem Zeit-punkt gewährleistet war (Lewis et al.2004).

Lediglich für eine Fassung nördlichvon Meißen wurde eine Belastung mitabwassertypischen Spurenstoffen(EDTA) angegeben, die im Rohwasservor dem Hochwasser nicht nachzu-weisen war (HGN 2003).

Technische VersorgungssicherheitDie Gewährleistung der Versorgungssi-cherheit mit Trinkwasser war wesentlichvon der Betroffenheit technischerAnlagen abhängig, da ein nicht un-wesentlicher Anteil der Gefährdung bzw.Ausfälle der Wasserversorgung auf denAusfall von EMSR-Technik zurückzufüh-ren war (Wricke et al. 2003, Krüger &Nitzsche 2003). Dabei konnte es sowohlzu Überflutungen von EMSR-Anlagen inGebäuden und Trafo-Anlagen im Be-reich von Brunnen als auch zum Ausfallvon Brunnenanlagen durch Überflutungvon Klemmstellen sowie zur Überflutungder Brunnen kommen, die daraufhinstark verschlammt wurden (Wricke et al.2003). Ein zusätzliches Gefahrenpo-tenzial kann im Auftrieb von Gebäudenund technischen Anlagen durch an-steigendes Grundwasser liegen. ImStadtbereich von Dresden war davon je-doch kein Trinkwasserwerk betroffen, dadie Betriebsanlagen des WW Tolkewitzhoch genug liegen und im WW Hos-terwitz das Oberflächenwasser eher ein-gedrungen ist, so dass eine gezielte Flu-tung nicht vorgenommen werden konnte(Lewis et al. 2004).

Abb. 9: DOC und AOX-Konzentrationen der Elbeund des Rohwassers (aus Krüger & Nitz-sche 2003)

Elbe River 4/29/02

Elbe River 8/20/02

Borehole 229/4/02 Raw water

10/7/92

DOC (mg/l)

AOX (µg/l)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

15

3. Ergebnisse

3.1 Die Auswirkungen desHochwassers auf die Grund-wasserdynamik

3.1.1 Entwicklung der Grund-wasserstände

In der Folge der Flutereignisse bildetensich im gesamten Elbtalgrundwasserlei-ter Grundwasserstände aus, die die bisdahin bekannten höchsten Grund-wasserstände (HHWGW) teilweise beiweitem überstiegen. AusgewählteSchnittführungen quer zum Streichendes Elbtales zeigen die räumlicheEntwicklung der Grundwasserstände imunmittelbaren Zeitraum nach dem Hoch-wasser (Abb. 10).

Die Entwicklung der Grundwasserdy-namik im Großraum Dresden währendund nach den August-Hochwasserereig-nissen wurde durch mehrere Untersu-chungen dokumentiert (LH DD 2002;DGC 2003a; DGC 2003b; UBV/DGC/GFI2004a; BGD 2003; HGN 2003). Im Zeit-raum August 2002 bis Dezember 2003wurden die Messungen an insgesamt274 Messstellen durchgeführt. Im Ergeb-nis entstanden Grundwasserstands- undGrundwasserflurabstands-Isohypsen für4 Stichtage im Zeitraum 18.08.2002 bis09.09.2002 sowie für die Stichtags-messungen Mai 2003 und September2003.

In Abb. 11 sind die höchsten im Zeit-raum August bis September 2002 ge-messenen Grundwasserstände überdem Zustand vor der Flut (im Folgenden:Vor-Flut-Zustand) dargestellt. Bezugs-größe für den Vor-Flut-Zustand ist dasHHW des Grundwassers an den Mess-stellen, an denen das HHW durch eine

längere Messreihe gesichert vorlag.Anderenfalls wurde der letzte vor derFlut gemessene Grundwasserstand alsVor-Flut-Messwert zugrunde gelegt. DieVerteilung der Grundwasserhöhen überdem Vor-Flut-Zustand geht aus demHistogramm in Abb. 13 hervor. Vondiesen Messstellen lagen über 90 % mitihrem Maximum über dem bisherigenHHW, 86 % der Grundwasserständelagen bis zu 3 m über dem bisherigenHHW. Damit stellte sich ein Extremzu-stand der Grundwasserstände ein, wieer in Anlage 2 als Karte der minimalenGrundwasserflurabstände dargestellt ist.Zum Vergleich sind in Anlage 3 dieGrundwasserflurabstände bei mittleremHochwasser des Grundwassers darge-stellt.

Die punktuelle Betrachtung derhöchsten Grundwasserstände gibtallerdings die zeitliche Dimension, in dersich die Wasserstände eingestellt undgehalten haben, nicht wieder. Zwar hatsich in 85 % der gemessenen Mess-stellen der maximale Wasserstand be-

reits im August 2002 eingestellt, eineAuswertung der Grundwasserganglinienbis Ende 2003 zeigte jedoch, dass sicherhöhte Wasserstände auch in elbfer-neren Gebieten des quartären Grund-wasserleiters bis in das Jahr 2003 hineinvorgeherrscht haben (s. Abb. 12).

Die Entwicklung des Grundhoch-wassers zeigte sich im Stadtgebiet vonDresden regional differenziert und war inweiten Bereichen durch einen nur sehrlangsamen Rückgang der Grundwasser-stände gekennzeichnet.

Die Bereiche, in denen ein langsamesRückgehen der Grundwasserstände zuverzeichnen war, sind überwiegendvorflutfern und liegen mehr als 1 km vomVorfluter entfernt. In Abb. 12 sind dieMessstellen mit dem Zeitraum des Ein-tritts des höchsten Wasserstandesdargestellt.

Albert-Platz

3595 Ring

11822

100

105

1000

110

115

2000 3000

Terrassen-ufer

BruehlscheTerrasse11639

6878 4004

RussischeKirche

11832

120

125

Haupt-bahnhof

130

Dr.-Kuelz-

4004

4000 5000

5518

4852

Grundwasser-Oberflaechevom 18.08.2002

vom 21.08.2002

vom 09.09.2002

vom 28.08.2002

Grundwasser-Messstellemit Bezeichnung UA

Stauffenberg-allee

Grundwasser-Oberflaeche

Grundwasser-Oberflaeche

Grundwasser-Oberflaeche

Abb. 10: Profil der Grundwasserstandsentwick-lung, quer zum Elbtalstreichen (DGC 2003a)

16

3.1.2 Ursachen höchsterGrundwasserständeDer Grundwasseranstieg auf ein Niveau,das bis dahin noch nicht gemessenwurde, kann auf folgende Ursachen zu-rückgeführt werden, die sich in ihrerWirkung überlagerten und dadurch nichtvollständig voneinander abgrenzbarsind:

Starkniederschlagsereignis am12./13.08.2002,

Überflutung der Weißeritz und südli-chen Stadtgewässer am 13.08.2002im Stadtgebiet von Dresden,

Rückstau in der Abwasserkanalisati-on und geflutete Fernwärmekanäle,

Überflutung der Elbe mit Höchst-stand am 17.08.2002 im Stadtgebietvon Dresden und den angren-zenden Gebieten,

durch aufgefüllte Absenkungstrich-ter hohe Ausgangswasserstände imGrundwasser,

Speisung aus dem liegendenKreide-GWL.

Die Wirkung der einzelnen Ursachen aufden Grundwasserstand widerspiegelt

sich in ganz unterschiedlichen Ganglini-encharakteristika, wie sie in Abb. 14 bisAbb. 17 dargestellt sind.

Anhand des zeitlichen Vergleichs zwi-schen Eintritt des Scheitels des Elbe-hochwassers und dem Scheitel derGrundwasserganglinie ist erkennbar,welchem Überschwemmungsereignisdas Eintreten des Grundwasserhoch-standes zuzuordnen ist. Die elbferneMessstelle am Hauptbahnhof (Abb. 14)zeigt eine deutliche Beeinflussung durchdas Überflutungsereignis der Weißeritzund durch die Starkniederschläge imStadtgebiet. Die Beeinflussung durchdas Elbehochwasser ist in der elbnähe-ren Messstelle am Pegel Wallstraße er-kennbar (Abb. 15).

Inwieweit die Speisung aus demliegenden Kreide-GWL als weitere Ursa-che für den Grundwasseranstieg ange-sehen werden kann, wird unterschiedlichdiskutiert. In einer Messstelle auf demGelände des Dresdner Grundwasserfor-schungszentrum auf der Südhöhe Dres-dens wurde mittels Datenlogger in derZeit vom 12.08. bis 14.08.2002 ein An-stieg des Grundwasserspiegels um ca.5 m gemessen. Die Messstelle zeigt

auch einen starken Anstieg des Grund-wassers am Jahresende 2002 mitähnlich hohen Wasserständen wie imAugust. Dies ist ebenfalls auf eine nie-derschlagsreiche Periode zurückzufüh-ren, die zu einem weiteren Elbehoch-wasser um die Jahreswende 2002/2003führte.

Ein ähnliches Verhalten des Grund-wassers wird von DGC (2003b) voneiner weiteren Kreide-Messstelle imSüdwesten der Stadt Dresden be-schrieben. In dieser Untersuchungwerden an einzelnen Ganglinien die un-terschiedlichen Ursachen für den Grund-wasseranstieg detailliert beschrieben.Dass diese Speisung auch Aus-wirkungen auf den quartären GWL hat,kann durch den sprunghaften Anstiegdes Grundwasserstandes in der Mess-stelle an der Russischen Kirche im Zeit-raum 13. bis 15.08.2002 vermutetwerden, da die Wirkung der Weißeritz-Überschwemmung nicht bis in diesenBereich anzunehmen ist.

Auf Grund wasserhaushaltlicher Be-rechnungen im Bereich Coswig (Huhle1987, zit. in HGN 2003) wird der Anteildes aus dem kretazischen Grund-wasserleiter zuströmenden Wassers je-doch nur auf 1 % der durchschnittlichenGrundwasserneubildung geschätzt.

Tendenziell zeigte sich im links-elbischen ein stärkerer Anstieg als imrechtselbischen Stadtgebiet. Imrechtselbischen Gebiet sind die Grund-wasserstände außerdem tendenziellspäter angestiegen. Die Ursachenwerden darin gesehen, dass hier dieÜberflutungen geringerflächiger waren.Elbfernere Messstellen zeigenaußerdem einen langsameren Rückgangder Grundwasserstände als elbnähereMessstellen. Dies konnte an Messstellenam Botanischen Garten und am Grunaer

Abb. 11: Höchste Grundwasserstände August/September 2002 im Vergleich zuden bisherigen HHW des Grundwassers in Dresden

Abb. 12: Zeitpunkt des maximalen Grundwasserstandes nach dem August-hochwasser 2002 in Dresden (nach GFI 2004)

Abb. 13: Verteilung höchster Grundwasserstände,bezogen auf HHW bzw. Vor-Flut-Zu-stände

Grundwasserstände über Vorflut-Zustand

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

tiefer 0 - 1 > 1 - 2 > 2 - 3 > 3 - 4 > 4

Klasse (m)

Hä

ufig

keit

17

Weg festgestellt werden (Abb. 16 undAbb. 17).

Die Auswertung langer Grund-wasserstands-Reihen im Raum Coswig– Meißen zeigte, dass die in denvergangenen Jahren weitgehend zumAbschluss gekommene Auffüllung vonAbsenkungstrichtern ehemaliger Ufer-filtratfassungen die Auswirkungen desHochwassers auf das Grundwasser mitbestimmt (HGN 2003). So hat das Hoch-wasser, das auf die weitgehend aufge-füllten Absenkungstrichter im Aquiferwirkte, zu einer weiteren Aufhöhung derGrundwasseroberfläche und somit zuden bekannten Grundhochwässern ge-führt.

Der Verlauf des Grundhochwassersim Stadtgebiet von Dresden lässt sichunter Berücksichtigung der verschie-denen Ursachen wie folgt zusammen-fassen (nach Lewis et al. 2004) (s. a.Abb. 18):

g Grundwasserneubildung durch Nie-derschläge und Infiltration aus denNebengewässern 12./13.08.2002,

g Infiltration und Anhebung des Grund-wasserspiegels durch Hochwasserund Überflutung der Elbe bis ca.28.08.2002,

g Langfristiger Potenzialausgleich bisin das weitere Hinterland bis Ende2002,

g Grundwasserneubildung durch Nie-derschläge Ende 2002 / 1. Quartal2003,

g Normalisierung bis Ende 2003.

3.1.3 Minimale Grund-wasserflurabstände

Die Prozesse des Grundwasseran-stieges verliefen durch die sich über-lagernden Speisungsprozesse teilweisesehr schnell, so dass ein Messintervallvon 1 Tag nicht ausreichte, um die Dy-namik und damit auch die höchstenanzunehmenden Wasserstände abzu-bilden. Außerdem konnten die Mess-kampagnen während der Hoch-wasserereignisse erst sukzessive inGang gesetzt werden, so dass nur aneinem geringen Teil der Messstellen derwirkliche Grundwasserhöchststanderfasst wurde (s. DGC 2003a). Aus

Messstelle 3595F.-List-Platz, am Marienbrunnen (StUFA-Messstelle)

MHW = 108.77MW = 108.43

103.00

104.00

105.00

106.00

107.00

108.00

109.00

110.00

111.00

112.00

113.00

01

.07

.02

01

.08

.02

01

.09

.02

01

.10.0

2

01

.11.0

2

01

.12

.02

01

.01

.03

01

.02

.03

01

.03

.03

01

.04

.03

01

.05.0

3

01

.06.0

3

01

.07

.03

01

.08

.03

01

.09

.03

01

.10

.03

01

.11

.03

01

.12.0

3

01

.01.0

4

Wass

ers

tan

d in

mH

N

GWMST 3595

Elbe

Abb. 14: Grundwasserganglinie einer elbfernenMessstelle. Der Scheitel der GW-Gan-glinie zeigt die Speisung durch Nieder-schlag und Überschwemmung derWeißeritz (Quelle: DGC 2003a)

Abb. 15: Grundwasserganglinie einer elbnahenMessstelle. Der Scheitel der GW-Gan-glinie zeigt den Einfluss der Elbe auf dasGrundwasser. (Quelle: DGC 2003a)

Abb. 16: Grundwasserganglinie einer elbfernenGrundwassermessstelle (Quelle: DGC2003a)

Messstelle 3538Wallstraße/Ecke Wilsdruffer Str.

MHW = 106.64

MW = 106.23

102.00

103.00

104.00

105.00

106.00

107.00

108.00

109.00

110.00

111.00

112.00

113.00

01.0

7.0

2

01.0

8.0

2

01

.09

.02

01.1

0.0

2

01.1

1.0

2

01

.12

.02

01

.01

.03

01

.02

.03

01

.03

.03

01

.04

.03

01

.05

.03

01

.06

.03

01.0

7.0

3

01

.08

.03

01

.09

.03

01

.10.

03

01

.11.

03

01

.12

.03

01.0

1.0

4

Wa

sse

rsta

nd

in m

HN

Grundwasser

Elbe

Messstelle 3516TU, Pflanzenschutzamt, Stübelallee 2, Bot. Garten (StUFA-Messstelle)

MW = 107.04

MHW = 107.3

102.00

103.00

104.00

105.00

106.00

107.00

108.00

109.00

110.00

111.00

112.00

113.00

01.0

7.0

2

01

.08.0

2

01

.09.

02

01

.10.

02

01.1

1.0

2

01.1

2.0

2

01

.01.0

3

01

.02.

03

01

.03.

03

01.0

4.0

3

01.0

5.0

3

01

.06.0

3

01

.07.0

3

01

.08.

03

01.0

9.0

3

01.1

0.0

3

01

.11.0

3

01

.12.0

3

01

.01.0

4

Wa

sse

rsta

nd

in

mH

N

Grundwasser

Elbe

18

diesem Grunde wurden die maximalenWasserstände an den Messstellen, andenen der Scheiteldurchgang nichterfasst werden konnte, durch Extra-polation ermittelt (GFI 2004). Darauswurde die Karte der minimalen Grund-wasserflurabstände (Anlage 2) erstellt.

Grundlage der Bearbeitung warenGrundwasserstandsdaten an 274 Punk-ten vom Beginn des Hochwassers am13.08.2002 bis zum 31.12.2003. Dabeiwurden sowohl Messstellen in Elbnähemit starken Grundwasserstands-schwankungen als auch weiter entferntemit flachen Anstiegen einbezogen. Diegesamte Datengrundlage setzt sich ausdrei Teilabschnitten zusammen. Grund-wasserstände vom 13.08.2002 bis zum08.12.2002 wurden im Auftrag derLandeshauptstadt Dresden und – vor-rangig im Zeitraum des Hochwassers –durch unentgeltliche Hilfe verschiedenerIngenieurbüros ermittelt. Die Daten desmittleren Datenbereichs (Dezember

Messstelle 0421Grunaer Weg (StUFA-Messstelle)

103.00

104.00

105.00

106.00

107.00

108.00

109.00

110.00

111.00

112.00

113.00

01

.07

.02

01

.08

.02

01

.09.0

2

01

.10

.02

01

.11.0

2

01

.12

.02

01

.01.0

3

01

.02

.03

01

.03.0

3

01

.04.0

3

01

.05.0

3

01

.06

.03

01

.07.0

3

01

.08

.03

01

.09

.03

01

.10

.03

01

.11

.03

01

.12

.03

01

.01

.04

Wass

ers

tan

d in

mH

N

Grundwasser

Elbe

Abb. 17: Ganglinie der elbfernen Grundwasser-messstelle Grunaer Weg(Quelle: DGC 2003a)

Abb. 18: Grundwasserdynamik, beeinflusst durchVorfluter und Neubildung im Hinterland,am Beispiel des Seegrabens bei Rade-beul (nach HGN 2003)

19

2002 bis 30.09.2003) stammen vomStaatlichen Umweltfachamt Radebeul,Ref. Grundwasser. Für den Zeitraum Juli2003 bis Ende 2003 wurden die Grund-wasserstände im Auftrag der Landes-hauptstadt Dresden ermittelt und demProjekt zur Verfügung gestellt(s. Tabelle 3). Nur wenige der Ganglini-en zeigen den realen Höchststand. In 7der 274 Messstellen sind Datenloggereingebaut, wovon 4 den genauen Gangdes Grundhochwassers widerspiegeln.

Nach der Einteilung der Grund-wasserstandsdaten in verschiedeneGanglinientypen zeigte sich, dass etwadie Hälfte der Ganglinien auf Grund ihrerUnvollständigkeit nicht zur Bewertungder Grundwasserhöchststände herange-zogen werden konnte. Insgesamtwurden an 30 Messstellen (11 % der Da-ten) neue Grundwasserhöchststände er-mittelt.

Je nach Anstieg der Ganglinienergaben sich Differenzen von 0,07 ...3,16 m. Die höchste Differenz mit 3,16 mtrat am Schlossbrunnen Br. 2 auf. AufGrund der durch Absenkungsmaß-nahmen beeinflussten Verhältnisse istdieser Wert jedoch nicht repräsentativ.Die meisten Abweichungen (45 %) derextrapolierten Grundwasserhöchststän-de zu den gemessenen lagen zwischen0,25 und 0,5 m. Die Differenzen sind inAbb. 19 als Differenzen zwischen ge-messenen und extrapolierten maximalenGrundwasserständen dargestellt. EineVerteilung der Wasserstandsdifferenzenist in Abb. 20 dargestellt.

Für die Messstellen, an denen keineergänzenden Aussagen über Grund-wasserhöchststände möglich waren,wurde - resultierend aus der Verteilungder Differenzen (Abb. 20) - zur Auswei-sung der höchsten erreichten Wasser-stände auf den höchsten gemessenenWasserstand ein Sicherheitsaufschlagvon 0,30 m gegeben.

Im Ergebnis der Ganglinienanalysenstellten sich zwei Schwerpunktgebieteheraus. Im Altstadtbereich wurden diehöchsten Abweichungen festgestellt.Dies resultiert aus teilweise extremgroßen Gradienten des Anstiegs. ImOrtsamtsbereich Leuben wurden Grund-wasserhöchststände auf Grund desgroben Messrhythmus unterschätzt. Hiertreten die Differenzen vor allem dadurchauf, dass erst nach Rückgang des Elbe-Hochwassers die Messungen aufgenom-men wurden.

3.1.4 Gefahrenpotenziale

Ausgehend von den Grundwasserflurab-ständen, die sich im Zeitraum August2002 bis Dezember 2003 in Dresdeneingestellt haben, wurden im Rahmendes Projektes Grundlagen für eine Me-thodik gelegt, die es gestattet, für denunterirdischen Raum Gefahrenpo-tenziale auszuweisen (Sommer 2004).

Dazu wurde das „Schweizer Modell“der Hochwasser-Schadenspotenziale(IKSR 2002) für den unterirdischenRaum modifiziert. Die Bewertung der un-terirdischen Gefahrenpotenziale beruhtauf einer Matrix aus Intensität und Dauerdes Grundhochwassers (Abb. 21). Da-hinter steht die Überlegung, dass Grund-wasser im Hochwasserfall sowohl durchseine Höhe (Grundwasserflurabstand)als auch durch die Geschwindigkeit desmöglichen Schadenseintritts (maximaleAnstiegsrate) gefahrenwirksam ist. AufGrund der Dynamik des Grundwassersund der zur Verfügung stehenden Datenwurden die Gefahrenstufen als Funktion

aus Intensität und Dauer des Grund-hochwassers ermittelt. Die Methodik hatgegenüber der Betrachtung der minima-len Flurabstände den Vorteil, dass mitden Werten der maximalen Anstiegsrateund der Dauer des Grundhochwassersdessen zeitliche Komponente Berück-sichtigung findet.

IntensitätDie schadenswirksame Intensität vonGrundhochwasser wird als eine Funktionaus höchsten Wasserständen bzw.minimalen Grundwasserflurabständenund Geschwindigkeit des Anstiegs desGrundwassers angenommen (Abb. 22).Dahinter steht die Überlegung, dassGrundwasser im Hochwasserfall sowohldurch seine Höhe (Grundwasserflurab-stand) als auch durch die Geschwindig-keit des möglichen Schadenseintritts(maximale Anstiegsrate) gefahrenwirk-sam ist. Die Intensität ergibt sich somitaus der Beziehung:

Zeitraum Anzahl der Mess-stellen

Kleinstes Mess-intervall

Datenquelle

13.08.2002 –08.12.2002

157 täglich DGC (2003a)

01.12.2002 –30.09.2003

24 8-täglich StUFA Rb (2004)

01.07.2003 –31.12.2003

242 monatlich UBV/DGC/GFI(2004a)

Abb. 19: Differenzen zwischen gemessenen undextrapolierten Grundwasserhöchststän-den

Abb. 20: Verteilung der Differenzen zwischen ge-messenen und extrapolierten Grundwas-serhöchstständen

Tabelle 3: Messungen der Grundwasserstände nachdem Augusthochwasser 2002

0

2

4

6

8

10

12

14

16

≤ 0.1 ≤ 0.25 ≤ 0.5 ≤ 1 ≤ 1.5 ≤ 3 > 3Differenz (m)

Anz

ahl

tan amax ... maximale Anstiegsrate des GW (m/d)

GWFAmin ... minimaler Grundwasserflurabstand (m)

I ... Intensität (1/d)

min

max

GWFA

tanI

α=

20

Dauer des GrundhochwassersFür Grundwasserganglinien gibt eskeine, in dem Maße wie für das Oberflä-chenwasser, statistisch abgesichertenWiederkehrintervalle und damit Wahr-scheinlichkeiten. Deshalb wurde mit der„Grundhochwasser-Dauer“ ein analogesKriterium für die Gefahrenbeurteilungverwendet. Die Dauer von Grundhoch-wasser kann einen entscheidendenEinfluss auf unterirdische Bausubstanzhaben.

Als Grundhochwasser werden dabeidie Wasserstände definiert, die überdem mittleren höchsten Grund-wasserstand (MHGW) an einer Grund-wassermessstelle liegen. Für die Ermitt-lung der Dauer des Grundhochwasserskonnten im Stadtgebiet von Dresden so-mit mindestens die Messstellen desstaatlichen Messnetzes herangezogenwerden, wenngleich deren MHGW aufunterschiedlich langen Messreihen beru-hen.

Mit dieser Methode konnte im Stadt-gebiet von Dresden für insgesamt 29Messstellen die Intensität und die Dauerdes Grundhochwassers direkt bestimmtwerden.

Mit der Bestimmung der Gefahren-klassen an Grundwassermessstellenliegt zunächst ein punktueller Wert fürdie Gefahrenbeurteilung vor. Um denGefahrenklassen Flächen zuzuordnen,wurden um die Messstellen Thiesen-Polygone gebildet und den Polygonendie an der jeweiligen Messstelle er-mittelte Gefahrenklasse zugeordnet.

Die geologischen Gegebenheiten imUntergrund müssen bei diesem Verfah-ren unberücksichtigt bleiben. Anderer-

seits lässt sich entsprechend der vor-liegenden Punktdaten die Flächen-information beliebig verdichten.

In Abb. 23 ist die Karte der unter-irdischen Gefahrenpotenziale darge-stellt. Verglichen mit den Grund-wasserflurabstandskarten konnten mitder Gefahrenpotenzialkarte plausibleProblemreflektionen erzielt werden. Fürden rechtselbischen Teil zwischen Pill-nitz und dem Waldschlösschen konntekeine sinnvolle Bewertung vorgenom-men werden, da zur Auswertung ge-eignete Messwerte hier fehlten.

Die Ausweisung der Gefahrenpo-tenziale anhand gemessener Grund-wasserstände stellt einen ersten Ver-such dar, grundwasserbedingte, unter-irdische Gefahrenpotenziale flächenhaftdarzustellen. Die Aussagegenauigkeitfür die nach der beschriebenen Methodeausgewiesenen Gefahrenpotenziale istvor allem durch die räumliche Verteilungder Messstellen, die eine detaillierte

raum-zeitliche Auswertung der Grund-wasserstände mit dem Hoch-wasserereignis erlauben, begrenzt. EineVerknüpfung dieses methodischen An-satzes mit den Szenarien-Rechnungender Grundwassermodellierung kann hierzu räumlich differenzierteren Ergeb-nissen führen. Außerdem kann dieseMethode auch auf berechnete Hoch-wasserszenarien bezogen werden, sodass das unterirdische Gefahrenpotenzi-al für unterschiedliche hydrologischeSystemzustände ermittelt werden kann.

3.1.5 Unterirdische Speicherung

Die Betrachtung des Durchganges einerHochwasserwelle, wie sie auch mit derAnwendung zweidimensionaler Strö-mungsmodellierung abgebildet wird,geht für den Untergrund des fließendenGewässers in aller Regel von einemdichten Gerinne aus und lässt die Versi-ckerungsleistung der überfluteten Flä-chen unberücksichtigt (Aigner et al.2003). Gerade für die anzustrebendenRetentionsflächen (Auen) in den Ober-und Mittelläufen der Flüsse muss derAnteil der Versickerung in den Versi-ckerungsflächen und in den vorflutnahenSpeisungsflächen (Einzugsgebietsflä-chen) auf die Minderung des Abflussesmit berücksichtigt werden. Versi-ckerungsflächen und vorflutnahe Spei-sungsflächen werden additiv nach-folgend als Versickerungsflächen be-zeichnet. Es gilt deshalb, die Versi-ckerungsleistung und damit die Re-tentionswirkung des Auengrund-wasserleiters im Falle der Stadt Dresdenaber auch des urbanen Grundwasserlei-ters abzuschätzen.

Für die Abschätzung des Einflussesder Grundwasserspeicherung auf Qmax

Abb. 21: Zuordnung der Messstellen in Gefahrenklassen für unterirdische Gefahrenpotenziale

Inte

nsi

tät

(1/d

)

GHW-Dauer (d)

Hohe Gefährdung

Mittlere Gefährdung

Geringe Gefährdung

1 2 3

4 5 6

7 8 9

12030 900

0

10

100

1000

gering mittel hoch

nie

drig

mit

tel

hoc

h

Abb. 22: Ermittlung der Parameter für die Gefah-renstufen an einer GW-Ganglinie

MHW = 107.3

106.00

107.00

108.00

109.00

110.00

01.0

7.0

2

01.0

8.0

2

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.09

.02

01

.10

.02

01

.11

.02

01

.12

.02

01

.01

.03

01

.02

.03

01

.03

.03

01

.04

.03

01.0

5.0

3

01.0

6.0

3

01

.07

.03

01

.08

.03

01

.09

.03

01.1

0.0

3

01.1

1.0

3

01

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01

.01

.04

Datum

Wa

sse

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nd

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HN

)

GOK

GWFAmin

α

GHW-Dauer

21

und Hmax eines Hochwasserereignissesbestehen grundsätzlich drei Herange-hensweisen, die in Sommer (2004) nä-her beschrieben werden.

g Ermittlung der Speicherauffüllungdes Grundwasserleiters aus der mitt-leren Versickerungsleistung von Au-enflächen (flächenhafte Versi-ckerungsleistung).

g Ermittlung der Speicherauffüllungdes Grundwasserleiters aus der zeit-bezogenen Auswertung der Grund-wasseranstiege (Ganglinien-auswertung).

g Ermittlung der Speicherauffüllungdurch Volumenbetrachtung nachUbell (1987).

Stellt man – bei allen Ungenauigkeiten –die errechneten Speichervolumina derdrei Berechnungsmethoden gegenüber,zeigen sich durchaus vergleichbareErgebnisse (Tabelle 4).

Die Methoden der Ganglinien-auswertung und der Volumenab-schätzung nach UBELL unterschätzen dasSpeichervolumen, da die Wasserspei-cherung in der Aerationszone bei dieserMethode unberücksichtigt bleibt. Der hö-here Wert bei der Methode nach UBELL

resultiert daraus, dass als Anfangszu-stand das MW des Grundwassers ange-nommen wurde, die Grundwasserständezu Beginn der Flut durch vorange-gangene Niederschläge aber über MWgelegen haben.

Insgesamt kann nach diesen Berech-nungen von einem mittleren gespei-cherten Wasservolumen von ~ 4,5 Miom³/d für den Zeitraum von 7 Tagen aus-gegangen werden. Das entspricht einerMenge von ~ 50 m³/s und somit ~ 1 %der Durchflussmenge der Elbe zum Zeit-punkt des Hochwassers.

3.1.6 Wirkung der Kanalisation

Die ungewollte Abführung von Grund-wasser in Schmutz- und Mischwasser-kanälen (Infiltration, s. Kap. 2.2.3) kannzur Grundwasserabsenkung im Stadtge-biet führen. Diese Absenkung kann biszu einem gewissen Niveau durchaus alspositiv betrachtet werden, da der Bau-werksdurchfeuchtung und damit einerverstärkten Schimmelbildung und hy-gienischen Problemen entgegengewirkt

wird. Für die Siedlungsentwässerungkann die Infiltration von Grundwasser indie Kanalisation hingegen ein Problemdarstellen, da der Wirkungsgrad der ab-wassertechnischen Anlagen mitzunehmendem Fremdwasseranteil sinktund die Kosten der Abwasserableitungund -behandlung ansteigen (Decker1998; Kroiss & Prendel 1996; Michalska& Pecher 2000). Die möglichen nega-tiven Auswirkungen einer Infiltration vonGrundwasser und daraus folgender Ab-senkung der Grundwasserspiegel wiez. B. die verminderte Speisung ober-irdischer Gewässer und die Störung derVegetation seien hier nur genannt undsind für den Hochwasserfall nicht rele-vant. Im Rahmen des Forschungsprojek-tes wurde eine Bilanzierung der Grund-wasserinfiltration in die städtische Ka-nalisation vorgenommen (Krebs et al.2004). Inwiefern maximale Grund-wasserstände durch Drainierung abge-mindert werden, ist dabei von beson-derem Interesse, da die Kanalisation imKatastrophenfall eine Schutzfunktionübernimmt, der negative Auswirkungender Grundwasserinfiltration untergeord-net werden müssen. Der Einfluss des Grundwassers aufSchmutz- und Mischwasserkanäle, d. h.Kanalabschnitte deren Sohlniveau unter

dem Grundwasserspiegel liegen und da-mit Kontakt mit dem Grundwasserhaben, beträgt bei Mittelwasser ca. 3 -7 % der betrachteten Kanalnetzlänge.Es handelt sich um elbnahe und sehr tiefliegende Sammelkanäle des städtischenAbwassersystems (Abb. 24a). Einen Ein-druck der Situation während erhöhterGrundwasserstände vermittelt Abb. 24b.Während des Hochwassers 2002 kamenca. 55 % des Kanalnetzes mit Grund-wasser in Berührung. Dies spiegelt sichauch in der Menge des Zulaufes in dieKläranlage wider, die in Abb. 25 gemein-sam mit dem Anteil der im Grundwasserliegenden Kanalisation aufgetragen ist.Dies verdeutlicht die Wirkung der Kanali-sation als Drainageelement.

Aus diesen Untersuchungen und ent-sprechenden Modellierungen derAbflussanteile in der Kanalisation konn-ten für die Modellierung der Grund-wasserströmung Parameter für die Be-rücksichtigung der Wirkung der Kanali-sation bereitgestellt werden. Als Modellzur Beschreibung der Infiltration vonGrundwasser in die Kanalisation wurdedabei der Leakage-Ansatz gewählt. DasLeakage-Modell findet als hydrolo-gischer Ansatz bei der Nachbildung desnatürlichen Wasseraustauschs zwischenAquifer und Oberflächengewässern einebreite Anwendung. Die Infiltration vonGrundwasser in Oberflächengewässerist in dem Modell von der Fläche der Ge-wässersohle, der Potenzialdifferenz zwi-schen Gewässer- und Grundwasser-spiegellage und einem Leakage-Faktor,der als integraler Parameter die Eigen-schaften der Übergangsschichtbeschreibt, abhängig (Han 1997). Die

Abb. 23 Karte der unterirdischen Gefahrenpotenziale. Einbezogen sind Messstellen mit einem ausgewiesenen MHWGWund mit Schätzwerten des GHW.

Tabelle 4: Vergleich der Abschätzungen des Speichervolumens im Grundwasserleiter

Methode der Abschätzung Speichervolumen (m³/d)

flächenhafte Versickerung ca. 5 Mio

Ganglinienauswertung 3,14 Mio

Volumenabschätzung (nach Ubell 1987) ca. 5,6 Mio

22

Übertragung des Ansatzes auf Kanal-netze ist jedoch nicht direkt möglich.Nach der Modelltheorie müsste ein Ka-nal bei Grundwasserständen über Schei-telhöhe unter Vollfüllung stehen bzw. umden Kanal müsste eine Absenkung desGrundwasserstandes auf Kanal-wasserstand zu verzeichnen sein. In derRealität ist dem aber nicht so. Dennochkonnte von Gustafsson (2000) festge-stellt werden, dass der Modellansatz inmodifizierter Form zufriedenstellendeErgebnisse bei der Nachbildung von In-filtrationsprozessen in Kanalnetzeerbringt. Die Simulation von Infiltrations-raten kann demnach nach folgenderGleichung erfolgen.

Statt des von Abwasser benetzten Um-fangs der Kanalsohle wird die vonGrundwasser benetzte Oberfläche derKanalleitung herangezogen.

Zur Verifizierung des kalibriertenModellansatzes wurden folgende Be-trachtungen durchgeführt.

g Bewertung der Größenordnung derLeakage-Faktoren durch Vergleichmit kF Werten in natürlichen Einzugs-gebieten,

g Vergleich simulierter und bilanzierterInfiltrationen von 1995 - 2003 für un-terschiedliche Einzugsgebiete.

Die ermittelten Leakage-Faktoren liegenmit 1,36 – 2,96 · 10-6 s-1 in einer plausi-blen Größenordnung. Untersuchungenin einem natürlichen Einzugsgebiet(Mohrlock & Jirka 2001) ergaben Fakto-ren in der Größenordnung zwischen 10-7

und 10-4 s-1.Das Ergebnis der Kalibrierung und

Verifizierung ist in Abb. 26 dargestellt.Anhand dieser Abbildung kann festge-stellt werden, dass sich das Infiltrations-potenzial der Kanäle infolge der Hoch-wasserereignisse 2002 nicht maßgeblichverändert hat. Die kalibrierten Leakage-Faktoren der Jahre 1995 - 1999ermöglichten auch für 2003 eine guteNachbildung der Infiltration.

Die Drainageleistung der Kanalisationim Betrachtungsgebiet beträgt unter Tro-ckenwetterbedingungen ca. 17.000 bis

0

10

20

30

40

50

60

Jan. 95 Jan. 96 Jan. 97 Jan. 98 Jan. 99 Jan. 00 Jan. 01 Jan. 02

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Anteil Kanalnetz im GW

Zulauf Kläranlage

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An

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Kan

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GW

(%

)

df

a)

b)

Abb. 24: Einfluss verschiedener Grundwasserhöhen auf die Kanalisation. a) Mittelwasser; b) Hochwasser

Abb. 25: Anteil der im Betrachtungsgebiet imGrundwasser befindlichen Kanalnetz-länge und Zuflüsse zur Kläranlage Dres-den-Kaditz

)hh(AkQ WSGLK,onInfiltrati −⋅⋅=(für hWS < hG)

Qinfiltration,K … Infiltration in den Kanal (m3/s)

A … durch Grundwasser benetzte Fläche des Kanals (m2)

hWS … Wasserspiegel im Kanal (m. ü. HN)

hG … Grundwasserspiegelhöhe (m. ü. HN)

kL … Leakage-Faktor (s-1)

Zu

fluss

zu

r K

lära

nla

ge

(m³/

h)

An

teil

Ka

na

lne

tzlä

ng

e im

GW

(%

)

23

18.000 m³/h, wobei der reale Wert wahr-scheinlich niedriger liegt, da lokale Über-lastungen der Kanalisation nicht berück-sichtigt werden konnten. Wird der Wertvon 18.000 m³/h auf die Fläche des Be-trachtungsgebietes von 70 km² bezogen,so ergibt sich bei einem angenommenenPorenvolumen des Grundwasserleitersvon ca. 30 % (Mutschmann & Stimmel-mayr 2002) eine Absenkung des Grund-wasserspiegels von 2 cm. Dies gilt fürden Tag mit der maximalen Infiltration.Für den Zeitraum von ca. 16 Tagen(Zeitspanne des HW-Ereignisses im Au-gust 2002) kann eine mittlere Infiltrationvon ca. 9.000 m³/h angenommenwerden. Dies entspricht einer Grund-wasserabsenkung von ca. 16 cm in16 Tagen. Vor dem Hintergrund einesschnellen Anstiegs des Grundwasser-spiegels um ca. 2 - 3 m innerhalb von48 h hat demnach die Kanalisation alsDrainage eine nur geringe dämpfendeWirkung auf den Grundwasseranstiegwährend extremer Hochwasserereig-nisse.

Konkrete Aussagen zur lokalen Drai-nagewirkung sind dabei nicht möglich,da diese von Wasserständen in denKanälen und daher von einer hydrodyna-mische Berechnung des Kanalnetzesabhängen. Je nach Randbedingungenkann aber davon ausgegangen werden,dass die Abführung von Grundwasser lo-kal von Bedeutung sein kann. Diesmüsste vor dem Hintergrund von strate-gischen Planungen und der Einbezie-hung der Kanalisation zur Abführung vonGrundwasser im Bereich von zuschützenden Arealen geklärt werden.

Aussagen zur Langzeitwirkung derKanalisation als Drainage sind feststell-bar. Bilanzierungen der Infiltration vonSeptember 2002 bis Februar 2003(6 Monate) ergeben eine Infiltration vonca. 3000 m³/h und damit eine theore-tische Absenkung des Grundwasser-spiegels um 0,6 m auf das gesamte Be-trachtungsgebiet gerechnet. Hier mussjedoch beachtet werden, dass eine zwei-te Hochwasserwelle zum Jahreswechsel2002/2003 zur Erhöhung der Infiltra-tionsraten beitrug. Wird dieser Einflussaus den Betrachtungen heraus gerech-net, so ergibt sich eine Grundwasserin-filtration im Betrachtungsgebiet von ca.1.500 - 2.000 m³/h. Die Abminderungdes Grundwasserspiegels würde ent-

sprechend ca. 0,3 – 0,4 m innerhalb von6 Monaten ergeben. Lokal kann die Ab-senkung des Grundwasserspiegelsallerdings ein Vielfaches der für 70 km²berechneten Grundwasserabsenkungbetragen.

3.2 Modellierung derGrundwasserdynamik

3.2.1 Modellansatz

AusgangssituationDie Ertüchtigung des Grundwasserströ-mungsmodells Dresden war ein zentra-les Element des Forschungsprojektesund soll in diesem Abschnitt dargestelltwerden. Detaillierte Beschreibungen undweitergehende Szenarienberechnungenfinden sich in UBV/DGC/GFI (2004b).

Die Grundwassermodellierung imRaum Dresden kann auf eine relativlange Tradition zurückblicken. Erste(noch elektro-analoge) Modelle wurdenbereits Ende der 60er Jahre zur Lösungvon unterirdischen Strömungsproblemenin der Dresdner Innenstadt aufgebaut.Der Aufbau großräumiger Modelle, diezum damaligen Zeitpunkt hauptsächlichder Altlastenerkundung und der Bebau-ungsplanung dienten, begann etwa1991/92. Die Abb. 27 gibt einen Über-blick über die wesentlichen im Stadtge-biet Dresden vorhandenen Grund-wassermodelle.

Für das Grundwassermodell InnenstadtDresden wurde erstmals eine objekt-orientierte Datenlogistik aufgebaut, diedie Daten unabhängig vom Modellrasterkonsequent entsprechend ihrer Katego-rie verwaltet (Tabelle 5).

Für das Modell Dresden Südost lagenASCII-Daten in der Form vor, dassRechtswert, Hochwert und Z ausgege-ben werden, wobei Z den jeweiligen Pa-rameter wie die Grundwasserneubil-dung, kf-Wert oder Liegendhöhen derModellschichten repräsentiert.

Darüber hinaus existieren im Stadtge-biet von Dresden weitere Grund-wassermodelle, die jedoch vorwiegendzur Lösung von objektspezifischen Auf-gaben erarbeitet wurden. SämtlicheModelle umfassen jeweils lediglich einenTeil des Elbtal-Grundwasserleiters desDresdner Stadtgebietes. Auch die geolo-gische Auflösung ist in den Modellen un-terschiedlich qualifiziert abgebildet.

ProblemstellungDie Defizite der vorhandenen Grund-wassermodelle im Stadtgebiet für die mitdem Forschungsprojekt zu lösendenAufgaben bestanden in folgendenPunkten:

g Die territoriale Ausdehnung umfasstnicht den gesamten grundhoch-wassergefährdeten Bereich der Elb-talwanne im Stadtgebiet von Dres-den Territoriale Erweiterung.

g Es war keine gemeinsame geolo-gisch/technologische Datenbasis vor-handen Aufbau eines Konverters,der aus einer einheitlichen Primärda-tenbasis für verschiedene Simulato-ren modelladäquate Datensätze be-reitstellt.

g Die Kopplung Grundwasser - Ober-flächenwasser berücksichtigte keineautomatische Integration von Über-flutungsgebieten Verbesserung

Abb. 26: Simulierte und bilanzierte Infiltrationsraten im Stadtgebiet Dresden anhand von Messungen im Zu-lauf der Kläranlage Dresden-Kaditz (ZUL VK)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

01.0

1.9

5

01.0

5.9

5

01.0

9.9

5

01.0

1.9

6

01.0

5.9

6

01

.09.9

6

01.0

1.9

7

01

.05

.97

01.0

9.9

7

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.01.9

8

01.0

5.9

8

01

.09.9

8

01

.01.9

9

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5.9

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01.0

9.9

9

01.0

1.0

0

01.0

5.0

0

01

.09.0

0

01.0

1.0

1

01

.05

.01

01.0

9.0

1

01.0

1.0

2

01

.05.0

2

01

.09

.02

01

.01.0

3

01.0

5.0

3

01.0

9.0

3

Infil

tratio

n (

m³/

h) bilanziert

simuliert

Kalibrierung Verifizierung

Tabelle 5: Datenkategorien für das Grundwassermodell

Kategorie Inhalt

Flächendaten (Polygone) Modellgebiet, Hydrotope, Standgewässer,Kiestagebaue, Gebäude

Liniendaten Gewässer, Kanalisation, Strecken

Punktdaten Bohrungen, Brunnen, Kanalschächte, z. T. teufenorientierter Zuordnung von Parame-tern

Infil

trat

ion

(m

³/h)

24

der Kopplung mit dem Oberflächen-wasser.

g Der bisherige Bemessungsfall warein aus den Hochwasserereignissendes 19. und 20. Jahrhunderts abge-leitetes Szenario (Hüllkurve) Im-plementierung der Erfahrungen desHochwasserereignisses 08/2002 inBemessungsszenario (Scheitelpunktdes Hochwasserabflusses, Überflu-tungsgebiete usw.).

g Keine umfassende Berücksichtigungvon „Kurzschlussströmungen“ z. B.über unterirdische Medien, die zu deraus den Ganglinien des Hoch-wasserereignisses August 2002 (vgl.Kap. 2.5) ersichtlichen sprunghaftenAusbreitung der Grundhoch-wasserwellen führten Imple-mentierung der technogenen Schicht(Kanalisation).

g Pre- und Postprocessing entsprachim Wesentlichen dem Standard von1996 Anpassung des Pre- undPostprocessing an den aktuellen, aufdem Markt verfügbaren Soft-warestandart (ArcView, SpatialAnalyst, Visual MODFLOW und GMSin aktueller Version).

Die Verknüpfung der beim Aufbau desGrundwasserströmungsmodells für dieStadt Dresden zum Einsatz kommendenSoftware-Bausteine ist in Abb. 28 darge-stellt. Mit der Entwicklung eines Konver-ters (Programmpaket GMS) sollte esermöglicht werden, einen einheitlichenModelldatenspeicher, der dezentral ge-pflegt werden kann, aufzubauen.

Außerdem ist eine weitgehende Un-abhängigkeit vom später eingesetztenSimulationsprogramm gegeben.

3.2.2 Modellaufbau und-kalibrierung

Auf der Grundlage einer aktualisiertenObjektdatenbank der Bohrungen erfolgteder Aufbau des geologischen Struk-turmodells im GMS (GroundwaterModelling System). Dieses Programm-system bietet die Möglichkeiten,dreidimensionale Modelle aus schichtbe-zogenen, diskreten Daten aufzubauenund mit geeigneten Werkzeugen zu vi-sualisieren. Um die Bearbeitung und Ak-tualisierung des geologischen Modells inGMS zu automatisieren und effektiver zugestalten, um einen Export in verschie-

dene Simulationsprogramme zu ermögli-chen und um die Bauwerke automatisiertin das Strömungsmodell überführen zukönnen, wurde ein Konverter GMScon-vert entwickelt (s. Abb. 29).

Das Modellgebiet für die Landes-hauptstadt Dresden umfasst die ge-samte Ausdehnung des quartärenGrundwasserleiters und wurde in hori-zontaler Richtung in ein Gitternetz von100 m × 100 m aufgeteilt. Das Modellverfügt bei einer vertikalen Teilung in 9Modellschichten über insgesamt108.126 aktive Elemente.

Der Liegendstauer des quartärenGrundwasserleiters wird im gesamtenModellgebiet durch den kretazischenPlänermergel gebildet, der imHangenden bindig zersetzt ist. DieAbb. 30 zeigt eine Schnittdarstellung ausdem hydrogeologischen Strukturmodell.

Hydrogeologisches Strukturmodell

Im Rahmen der Projektbearbeitung warder Kenntnisstand der in den letztenJahren überarbeiteten GeologischenKarte des Freistaates Sachsen (GK 25)im Modell zu berücksichtigen. Aus einemPool von insgesamt 2.240 Bohrungendes FIS Hydrogeologie des LfUGwurden dazu auf jeder Elbseite zunächstrund 150 Bohrungen ausgewählt, die alsrepräsentativ für ein bestimmtes Arealgelten konnten. Darüber hinaus standendie 858 bereits für das hydrogeologischeRahmengutachten Dresden-Innenstadt(UBV-JP 1996) bearbeiteten Bohrungenzur Verfügung, deren stratigrafische Ein-ordnung an die aktuelle Nomenklaturanzupassen war. Die Arbeiten konntenvor allem durch eine intensive Zu-sammenarbeit mit dem Referat Hydro-geologie des LfUG auf den aktuellengeologischen Stand gebracht werden.

Abb. 27: Grundwassermodelle im Stadtgebiet von Dresden – Grundlagen für das Gesamtmodell „Grundwassermodell Dresden“

Grundwasserströmungsmodell der Stadt Dresden

Konv

erte

r GM

SPr

e-Pr

oces

sing

Simulations-modelle

• Strömung (st+nst)(Ro, Ri, Ru)

• Beschaffenheit• Processing

Modelldaten-speicher

• Einheitl. Beschreibung• dezentrale Pflege• lizensierter

Internetzugriff

EidetischeDarstellung

• Bohrstäbchen• Profilschnitte• thematische Karten

u.a.m.

Date

ngru

ndla

ge

• Post-processing• Tool-pool

Eide

tisch

e Er

gebn

is-da

rste

llung

(A

rcVi

ew)

Grund- und Oberflächenwassermonitoring (Menge und Besch.)

Erge

bnisd

aten

spei

cher

Abb. 28: Verknüpfungen zwischen den Software-Komponenten des Grundwassermodellsder Stadt Dresden

25

Insgesamt wurden zur Modellbildung1.158 Aufschlüsse bearbeitet.

Die stratigrafischen Komplexe bzw.die aus diesen abgeleitetenModelleinheiten wurden mit den Schicht-grenzen in den Schichtenverzeichnissenzur Deckung gebracht. Die stratigra-fische Einordnung erfolgte grundsätzlichin Wahrung der der Neukartierung zu-grunde liegenden geologischen Vorstel-lungen. Damit entspricht das Modell be-züglich der Quartärgeologie dem neues-ten geologischen Kenntnisstand.

Auf der Grundlage eines geolo-gischen Normalprofils wurden dieSchichten nach Analyse deren räumli-cher Verteilung und Abfolge zu neunModellgrundwasserleitern appro-ximiert (Tabelle 6).

Hydrogeologisches ParametermodellAusgehend von der Parameterbelegungeines im Auftrag der LandeshauptstadtDresden erstellten Grundwassermodells(UBV-JP 1996; UBV-JP 1998) wurdendie Durchlässigkeitsbeiwerte auf dieModellschichten des Grund-wassermodells übertragen. Außerdemwurden die in Tabelle 9 aufgeführtenPumpversuchsergebnisse zur Zuwei-sung der Durchlässigkeitsparameter her-angezogen.

In das Parametermodell gingen zu-sätzlich geologisch-genetische Überle-

Quelldaten(dBase-Objektdatenbank)

GMSconvert„Datenimport“ „Datenkonvertierung“ „Datenexport“

GMS

StrömungsmodellStrukturmodell

Simulator(PCGEOFIMMODFLOW)

Überarbeitung der Schicht-informationen, Interpolation

auf Raster

Erstellung des GeologischenModells, Kontrolle anhand vonSchnitten, evt. Korrekturen anBohrungen o. durch Stützstellen

Erstellung desStrömungsmodellsmit Liegendgrenzen,Zuweisung kf-Werte

Import der Ausgangsdaten nach GMS

als Textdateien

Korrektur von Interpolationsfehlern,Erstellung virtueller Bohrungen, Erzeugung

der Liegendgrenzen für dasStrömungsmodell in GMS

Erzeugung der Para-Datei für PCGEOFIM,mit Mindestmächstigkeit 0.2 m; Einbau der

Bauwerke; Schichtsdaten MODFLOW

„Start“

Abb. 29: Schematische Darstellung der Funktions-weise des GSMconvert Dresden mit deneinzelnen Bearbeitungsschritten

Abb. 30: Hydrogeologisches Strukturmodell (N-S-Modellschnitt, erzeugt mit GMS)

26

Geolo-gische

Schicht1

Modell-Schicht

Petrographie Stratigraphie Bemerkung

1 1 Auffüllung Holozän

2a 1 Auelehm Holozän

2b 1 Torf, Mudden Holozän

3 2 Fein- bis Grobsande Holozän Auesand

4a 3 Tallehme Weichsel-kaltzeit

4b 3 Hangschutt Weichsel-kaltzeit

5 4 Grob- bis Mittelsand Weichsel-kaltzeit

TNT2

6 4 Fein- bis Grobkies Weichsel-kaltzeit

TNT

7 4 Fein- bis Grobkies Weichsel-kaltzeit

TNT

8 5 Mittel- bis Grobkies Weichsel-kaltzeit

TNT

9 (alt) 6 Lehm Warthe-Stadi-um

9a (neu) 4 Sand HNT3

9b (neu) 4 Sand HNT

10a 4 Fein- bis Mittelkies Drenthe-Stadium

TMT4

10b 7 Grobsand und Kies Drenthe-Stadium

TMT

10/1 4 Sand glazifluviatil

10/2 7 Ton und Schluff glazilimnisch

11 8 Schluff und Faul-schlamm

Holstein-Interstadial

12 9 Grobsand bis Grob-kies

Elster-II-Spätglazial

TMT

13 10 Festgestein (Pläner, vereinz. Rot-liegendes)

Kreide, Paläozoikum

Tabelle 6

OrtKf-Wert1

(n.10-3m/s)

T-Wert2

(n.10-3m²/s)Bemerkung

HotelDresdner Hof

1,1 10,5 jetzt Hilton

Semperoper 1,3 9,9

Polizei-präsidium

1,4 17,0 1981, ET=18 m

Kulturpalast 1,6 22,7 1981

Arnhold-Bad 1,5 18,0 1977, unge-naue Werte

ehemaligesCentrum-warenhaus

< 0,1 bis2,5

0,2 bis22,3

Ammonhof 0,6 bis 0,9 4,8 bis 7,8 1995, ne=0,25

RosenstraßeBr. 3, Br. 4

1,5 bis 1,7 3,8 bis 6,5 1991

RosenstraßeBr. 5, Br. 6

< 0,1 < 0,11 1991

SächsischerLandtag

1,7 20,4 1995

Tabelle 7

Tabelle 8

Randbedingung Erläuterung

Grundwasserneubildung Berechnet durch LfUG nach derklimatischen Wasserbilanz,Wertebereich von 0 ... 244 mm/a

Zufluss aus Hangbereichen Basiswert: 0,032 m³/min/Elementangepasst durch Kalibrierung: 0 ... 0,1 m³/min/Element

nordwestl. und südöstlicherModellrand

Randbedingung 1. Art (konstante Spiegelhöhe)auf der Basis der Messwerte

Tabelle 9

Modell-schicht

Initialbelegung Belegung nach Kalibrierung

Min Arith. Mittel Max Min Arith. Mittel Max

1 2.00 · 10-06 1.66 · 10-04 2.00 · 10-04 2.00 · 10-06 1.66 · 10-04 2.00 · 10-03

2 3.50 · 10-04 4.73 · 10-04 5.00 · 10-04 3.50 · 10-04 4.73 · 10-04 5.00 · 10-04

3 1.00 · 10-05 1.00 · 10-05 1.00 · 10-05 1.00 · 10-05 1.00 · 10-05 1.00 · 10-05

4 9.00 · 10-04 1.23 · 10-03 1.90 · 10-03 1.20 · 10-04 1.20 · 10-03 5.90 · 10-03

5 8.00 · 10-04 1.51 · 10-03 8.40 · 10-03 1.00 · 10-04 1.87 · 10-03 2.94 · 10-03

6 1.00 · 10-05 1.50 · 10-05 2.10 · 10-05 1.00 · 10-05 1.50 · 10-05 2.10 · 10-05

7 2.00 · 10-06 3.64 · 10-04 5.00 · 10-04 2.00 · 10-06 3.64 · 10-04 5.00 · 10-04

8 2.00 · 10-05 2.00 · 10-05 2.00 · 10-05 2.00 · 10-05 2.00 · 10-05 2.00 · 10-05

9 6.30 · 10-04 2.51 · 10-03 5.40 · 10-03 2.50 · 10-04 2.63 · 10-03 5.40 · 10-03

Tabelle 6: Modellschichten1 Gemäß geologischem Normalprofil2 Tiefere Niederterrasse (hochweichsel-

kaltzeitlich)3 Höhere Niederterrasse (frühweichsel-

kaltzeitlich)4 Tiefere Mittelterrasse (spätelster-

kaltzeitlich,frühsaalekaltzeitlich)

Tabelle 7: Zusammenstellung von Pumpversuchs-ergebnissen im Modellgebiet nach HGN(1986), UBV-JP (1996) u.a.1 Originalangaben einheitlich auf eine

Stelle nach dem Komma gerundet2 Angabe repräsentiert nicht die gesamte

Mächtigkeit des Grundwasserleiters

Tabelle 8: Unveränderliche Randbedingungen desGrundwassermodells Dresden

Tabelle 9: Belegung des Durchlässigkeitsbeiwerte(Gebirgsdurchlässigkeiten ohne Imple-mentierung der technogenen Schicht) (kf (m/s)) vor und nach der Kalibrierung

27

gungen und die Modellkalibrierung ein.Die Tabelle 9 zeigt die Parameterbele-gung zu Beginn und zum Abschluss derModellkalibrierung. Auf Grund der hydro-geologischen Situation im quartären Elb-talgrundwasserleiter waren einigeBesonderheiten in der Umsetzung zumParametermodell zu berücksichtigen. Sobeinhaltet beispielsweise die Modell-schicht 7 Drenthe-stadiale Sande undKiese sowie den „Bänderton von Albert-stadt“. Diese Schichten kommen nichtgleichzeitig vor und wurden deshalb zueinem Modellgrundwasserleiter zu-sammengefasst. Die Parameterbele-gung erfolgt entsprechend der Ver-breitungskontur des Bändertons vonAlbertstadt (Huhle & Grunske 1987, Huh-le 1991), indem in diesem die Durch-lässigkeit mit 2 · 10-6 m/s belegt wurde.

RandbedingungenDie Grundwasserneubildung, der Zu-strom aus dem Kreide-Grundwasserlei-ter (Hangbereiche) und die Zuflüsseüber die quer zum Elbtal liegenden nörd-lichen und südlichen Ränder wurden alszeitlich unveränderliche Randbe-dingungen eingesetzt (Tabelle 8).

Ein Leakage über den Pläner wurdenicht implementiert, da der Zustromweniger 10 % der GWN beträgt und inder räumlichen Differenzierung nichtquantifizierbar ist. Zu diesen unver-änderlichen Randbedingungen sowieden Randbedingungen Gewässer undEntnahmen (Brunnen) mussten zusätz-lich die hochwasserbedingten Randbe-dingungstypen „Überflutungsflächen“,„Kanalisation“ und „Keller von Gebäu-den“ eingeführt werden.

g Randbedingung Typ „Überflutungsflächen“Die im Modellgebiet befindlichenÜberflutungsflächen wurden alsRandbedingung dritter Art in dasModell implementiert. Für eine Rand-bedingung dritter Art ist ein Über-gangswiderstand zwischen dem inder Randbedingung formulierten Po-tenzial und dem Modellelementvorzugeben. Als vorzugebende Sohl-höhe wurde die in der Modellgeome-trie implementierte Geländeober-kante der Rasterelemente eingeführt.Über die Gleichsetzung des Minimal-wasserstandes „HMIN“ in den Rand-bedingungsstammdaten mit derSohlhöhe wird sichergestellt, dassbei in den Bewegungsdaten vorgege-benen Potentialen unterhalb derSohlhöhe das Randbedingungs-element außer Betrieb gesetzt wird,so dass diese Randbedingungen tat-sächlich nur bei Überflutung wirkenkann (vgl. Abb. 31a).

g Randbedingung Typ „Kanalisation“Die Implementierung der unter-irdischen Medien spielt als Faktor fürdie hydraulische Leitfähigkeit imGrundwassermodell eine heraus-ragende Rolle. Da diese für die Er-tüchtigung des Grundwassermodellsbis zur Oberkante Gelände berück-sichtigt werden müssen, ist infolgeder hohen Dichte der Kanalisationdie Berücksichtigung der einzelnenMedien praktisch nicht möglich. Ausdiesem Grunde wurde auf zweiWegen die Wirkung der Kanalisationin das Modell implementiert.Zum einen wird als Konzept die sum-marische Approximation der Wirk-samkeit der technogenen Schicht imgeohydraulischen Parametermodellverfolgt. Den Ausgangspunkt bildetdie im Simulationsprogramm imple-mentierte Abbildung des kf-Wert-

Tensors und die Bildung von gerich-teten und gewichteten Durchlässig-keiten. Die Belegung des kf-Wert-Tensors mit Parametern der Ge-steinsdurchlässigkeit und hydrau-lischen Parametern der unter-irdischen Infrastruktur erfolgt für je-des Modellelement (REV) durch Auf-teilung desselben in Subelemente,die entsprechend der zu betrach-tenden Richtung gewichtet arithme-tisch (in der Dimensionsnormalen)bzw. gewichtet reziprok (in Dimen-sionsrichtung) gemittelt werden. Fürden Übergangswiderstand aus derKanalisation in den Grundwasserlei-ter wurde ein durch die Arbeits-gruppe des AP 4 ermittelterLeakage-Faktor von 2 10-5 s-1 ange-setzt. Der Leakage-Ansatz wurdedabei für die Implementierung in dashydrodynamische Grundwassermo-dell in folgender Weise vereinfacht:

a)

b)

Abb. 31: Schema zur Wirksamkeit der Randbedingunga) Typ „Überflutungsfläche“ und „Kanal“b) Typ „Keller“.

Als „HMIN“ wird angesetzt: RB-Typ „Überflutungsfläche“: Geländeoberkante; RB-Typ „Kanal“: Rohrsohle; RB-Typ „Kanalisation“: Kellersohle.

Datum

DatumR

an

dp

ote

nzi

al (

m H

N)

Ra

nd

po

ten

zia

l (m

HN

)

28

Der Wasserstand im Kanal wirdvernachlässigt. Als Bezugshöhe wirddie Kanalsohle angenommen. DiePotenzialdifferenz zum Grund-wasserstand wird somit zwischenGrundwasserspiegel und Kanalsohlegebildet.

Statt der benetzen Kanaloberflächewird bei Grundwassereinfluss(Grundwasserstand über Kanalsohle)die gesamte Kanaloberfläche als in-filtrationsaktive Fläche angesetzt.

Das Kanalprofil wird als Kreisprofilmit einem Durchmesser entspre-chend der Profilhöhe der Kanäleangenommen.

Der Leakage-Faktor wird als mittlererWert für alle Haltungen genutzt.

Für ausgewählte Bereiche wirdaußerdem mit der Randbedingung vomTyp „Kanal“ die über unterirdische Medi-en übertragenen „Kurzschlussströ-mungen“ zwischen Oberflächenwasser/Überflutungsflächen und dem Grund-wasserleiter abgebildet (Abb. 32). Diebereits mit der Grundwasserneubildungimplementierte Exfiltration aus demRohrnetz ist davon vollkommen separatund zeitunabhängig. Diese getrennteAbbildung ist zulässig, da der aus dergewöhnlichen Exfiltration von Abwasseraus dem Kanalnetz resultierende Inputin den Grundwasserleiter mindestenszwei Größenordnungen über der Exfiltra-tionsrate liegt. Die Implementierung derKanalisation erfolgte ebenfalls als Rand-bedingung 3. Art (Typ „Kanal“) (Abb. 31a). Nach dieser Methode wurden zu-sätzlich 90 km Kanalisation als Randbe-dingung 3. Art implementiert.

g Randbedingung Typ „Keller“

Keller von Gebäuden wurden dynamischals Randbedingung 3. Art implementiert,um den Einfluss des während des Hoch-wassers erfolgten Kellerauspumpens aufdas Grundwasserregime abbilden zukönnen (s. Abb. 31b).

Implementierung von Bebauung und Infrastruktur in dasGrundwassermodellIn die Modellgeometrie sind insgesamt626 im GIS nach der Gründungstiefe dif-ferenziert erfasste Gebäude imple-mentiert; darüber hinaus wurden 50.649über das gesamte Stadtgebiet erfassteGebäude mit einer pauschalenGründungstiefe von 3,50 m belegt und indas Modell integriert. Zusätzlich wurden123 Gebäudekeller zur Nachbildung desKellerauspumpens während des Hoch-wasserereignisses als Randbedingung3. Art (Typ „Keller“) implementiert. Dieserfolgte jedoch nur für eine Auswahl anGebäuden im beobachteten Altstadtge-biet. Für sämtliche, mit dem GIS Kanalerfassten Daten zur Kanalisation(1.827 km) sind richtungsabhängige Fel-der für den kf-Wert erzeugt worden. Zu-sätzlich wurden 90 km Kanalisation nachder oben beschriebenen Methode alsRandbedingung 3. Art implementiert.

Eine Darstellung der wichtigstenRandbedingungen zeigt Abb. 32.

ModellkalibrierungDie Modellkalibrierung erfolgte in dreiSchritten. In einem ersten Schritt erfolgtedie Modellkalibrierung mit stationäremAnsatz, die instationäre Kalibrierung aufMittelwasserverhältnisse wurde dann ineinem zweiten Arbeitsschritt durchge-führt. Als dritter Schritt folgte dieKalibrierung auf das Hochwasserereig-nis 2002.

Die stationäre Kalibrierung desModells erfolgte gegenüber dem für± MW-Verhältnisse zutreffenden, mit347 Messwerten belegten Hydroisohyp-senplan September 2003 (Mittelwasser-kalibrierung). Für die instationäreKalibrierung wurde die „hydrologischeVorgeschichte“ der Elbe einbezogen(Abb. 33a) sowie gegen die zum Zeit-punkt des Hochwasserscheitels am18.08.2002 herrschenden Grundwasser-

Abb. 32: Dynamische Randbedingungen im Grundwassermodell Dresden

a) b)

Abb. 33: Als Randbedingung Elbe zur Modell-kalibrierung implementierte hydrologischeVorgeschichtea) instationäre Kalibrierung Mittelwasser;b) instationäre Kalibrierung auf das Hoch- wasser 2002

blau: reale Elbeganglinierot: approximierte Modellganglinie

GW

-Sta

nd

(m

HN

)

GW

-Sta

nd

(m

HN

)

Datum Datum

29

stände (Hochwasserkalibrierung) unter-zogen.

Mit der instationären Modellkalib-rierung „Hochwasser“ wurde das Modellauf die im Zusammenhang mit diesemEreignis aufgemessenen Wasserständeund Ganglinien hin kalibriert und gleich-zeitig das Realszenario des Hoch-wasserereignisses August 2002 nachge-bildet.

Die Anfangsbedingung wurde auf den15.12.2001 gelegt. Für diese wurden die± MW-Verhältnisse repräsentierendenWasserstände der Stichtagsmessung2000 eingelesen, da für 2001 keine um-fassende Stichtagsmessung verfügbarwar. Die hydrologische Vorgeschichtedes Elbwasserstandes wurde zu der inAbb. 33b dargestellten Ganglinie appro-ximiert. Die Bewertung erfolgte für denZeitpunkt 18.08.2002 (einen Tag nachdem Scheitelpunkt des Hoch-wasserereignisses).

3.2.3 Modellierungsergebnisse

SzenarienbeschreibungAusgehend von den geplanten Schutz-maßnahmen und bestimmten hydrolo-gisch-meteorologischen Situationenwurden Szenarien zusammengestellt,die die Wirkung von Hochwasserereig-nissen auf das Grundwasser über ver-schiedene Wirkungspfade abbilden. AlsKriterien für die Szenarien gelten:

g Hydrologisch-Meteorologische Situa-tion:

Wasserstand der Elbe, Wasserführung der Gewässer I. und

II. Ordnung im Stadtgebiet Dresden, Grundwasserneubildung, Ausgangswasserstand des Grund-

wassers,

g Bauliche Randbedingungen: Tiefbebauung, Schutzmaßnahmen an der Elbe, Wirkung von Hochwasserentlas-

tungsanlagen für Grundwasser(s. Tabelle 10 Und Abb. 35),

Schutzmaßnahmen an Weißeritz undLockwitz (Gew. I. O.),

Sicherung der Kanalisation gegeneindringendes Elbewasser.

Als Bemessungshochwasserszenariowurde ein Bemessungswasserstand derElbe mit einem Scheitel bei 9,24 m(HQ100) am Pegel Dresden angesetzt.Dieses vom SMUL für Dresden festge-

setzte „Bemessungshochwasser“ ergabsich aus hydrologischen Berechnungender Technischen Universität Dresden miteinem Wiederkehrintervall von 100 a.Hierfür wurde aus einem entspre-chenden GIS-Polygonthema der Überflu-tungsfläche der Elbe eine Randbe-dingung 3. Art erzeugt. Als Gangliniewurde das August-Hochwasserereignis2002 verwendet und an der als HW100

am Pegel Dresden ermittelten Höhe9,24 m abgeschnitten. Die räumlicheAusdehnung der Überflutungsfläche un-terscheidet sich von der während desAugust-Hochwassers 2002 real aufge-tretenen Kontur, da die für das Be-messungshochwasser konstruierteÜberflutungsfläche keinerlei Maß-nahmen zur Abwehr der Überflutung(temporäre Eindeichungen, Sandsack-barrieren usw.) berücksichtigt. Für dieLockwitz und die Gewässer II. Ordnungwurde ein HQ100, für die Weißeritz einHQ200 angesetzt. Der Ausgangs-Grund-wasserstand war außerdem als extremhoch anzusetzen.

Mit diesem Bemessungshochwasserwurde in einem Szenario die Wirkungdes Hochwasserereignisses auf dasGrundwasser ohne Schutzmaßnahmen(Szenario D031) und mit den Schutz-maßnahmen (Szenario D032) unter-sucht. Als wesentliche Schutzmaß-nahme gegen Oberflächenwasser in derInnenstadt wurde eine mobile Hoch-wasserschutzwand Hasenberg – Ter-rassenufer – Carolabrücke – Bahn-damm Friedrichstadt angesetzt. Für denObjektschutz wurden die in Tabelle 10genannten Hochwasserentlastungs-brunnen in der Innenstadt berücksichtigt.

Zur Prüfung der Ansätze zur Bauleit-planung war vor allem die Tiefbebauungin die Betrachtung einzubeziehen. Dabeiwurden vier Fälle unterschieden:

g die geplanten Bebauungen sind nochnicht realisiert;

g die geplanten Gebiete sind mit den

genehmigten Geschosstiefen bebaut;

g die geplanten Gebiete sind jeweilsum ein Tiefgeschoss reduziert be-baut bzw.

g um ein Tiefgeschoss erweitert be-baut1.

Die Darstellung und Bewertung derModellszenarien erfolgt mittels„synoptischer“ Hydroisohypsen- undGrundwasserflurabstandspläne, d. h. eswird der jeweils höchste nach demHochwasserereignis aufgetreteneGrundwasserstand dokumentiert. DieseVerfahrensweise ist infolge der z. T. sehrhohen zeitlichen Verzögerung desGrundhochwassers gegenüber derdieses erregenden Hochwasserwelle imVorfluter erforderlich. Hierfür wurde diePostprocessing-Routine HMAX zur Er-mittlung der höchsten Grundwasser-stände aus den berechneten Ganglinienentwickelt.

Bemessungshochwasser ohneSchutzmaßnahmen (Szenario D031)Die berechneten Hydroisohypsen dermaximalen Grundwasserstände für dasHochwasserereignis und 6 Monateergeben Grundwasserflurabstände, wiesie in Anlage 6 dargestellt sind. Es zeigtsich eine signifikant geringere Aus-dehnung des Grundhochwassers gegen-über dem Ereignis im August 2002, diesich auf einen Streifen von ca. 500 mentlang der Elbe und in den Niederungs-gebieten der alten Elbarme, des Os-trageheges und Cossebaude erstreckte.In der Innenstadt überschreitet das vomGrundhochwasser signifikant beeinfluss-te Gebiet nicht den Dr.-Külz-Ring. DieUrsache für diesen wesentlichen Unter-schied zum realen Hochwasser August2002 besteht in der dem August-Hoch-wasser 2002 vorausgegangenen und imBemessungshochwasserszenario nichtangesetzte Überflutung durch Weißeritz,Lockwitzbach und Gewässer II. Ord-

Objekt Anzahl Brunnen Förderrate Modell(m³/min)

Eigentümer

Sächsischer Landtag 3

Semperoper 9

Schloss / Johanneum 4

Ständehaus 3

Frauenkirche 1

Coselpalais 2

Hotel Bellevue 4

ca. 40,3

SIB (Landeseigentum)

SIB (Landeseigentum)

SIB (Landeseigentum)

SIB (Landeseigentum)

Stiftung Frauenkirche

Privateigentum

Privateigentum

Altmarkt-Galerie 1 ca. 3 ECE (Privateigentum)

Seidnitz-Center 3 ca. 2,5 SEC (Privateigentum)

1 Dies ist nach gültiger Bauleitplanung nur mitAusnahmegenehmigung nach Einzelfallprüfungund entsprechenden hydraulischen Nachweisenmöglich.

Tabelle 10: Objekte mit aktivem Hochwasserschutzvor Grundwasser (Hochwasserentlas-tungsbrunnen) (nach DGC 2003)

30

nung. Die in Abb. 34 dargestellten Gang-linien dokumentieren diese Aussage.

Während das reale und mit demKalibrierszenario nachsimulierte Hoch-wasserereignis vom August 2002 mit dervorausgehenden Überflutung durchWeißeritz, Lockwitzbach und GewässerII. Ordnung im Bereich Dr.-Külz-Ring zueinem Peak über 111 m HN führte (Sze-nario D050 in Abb. 34a, würde bei einemrein Elbe-induzierten (9,24 m) Grund-hochwasser in diesem Bereich der erstnach 10 Tagen auftretende Scheitel denWert 109 m HN nicht überschreiten.

Die in Abb. 34b dargestellte Ganglinieder Messstelle Russische Kirche zeigtfür dieses Szenario nur einen sehr ver-zögerten Anstieg des Grund-wasserstandes um wenige Dezimeter,d. h. praktisch keine Reaktion auf dasElbhochwasser.

Bemessungshochwasser mitSchutzmaßnahmen (Szenario D032)Die synoptisch für den Zeitraum voneinem halben Jahr nach der Hoch-wasserwelle errechneten Grund-wasserflurabstände des Bemessungs-hochwasserszenarios mit Schutzmaß-nahmen sind in Anlage 7 dargestellt.Für den Innenstadtbereich zeigen sichminimale Grundwasserflurabstände vonmehr als zwei Metern. Die berechnetenHydroisohypsen der maximalen Grund-wasserstände bis 6 Monate nach demHochwasserereignis zeigen die Wirk-samkeit der zwei zu realisierenden Maß-nahmen „Mobile Schutzwand Ter-rassenufer“ und „Hochwasserentlas-tungsbrunnen“, die für die Innenstadt zueiner flächenhaften Abminderung desGrundhochwasserscheitels um bis zu

a)

Abb. 34: Berechnungsergebnisse Bemessungs-szenario ohne Schutzmaßnahmen (Szenario D031)

a) Messstelle 11639 (49486565 – Dr.-Külz-Ring)

b) Messstelle 11832 (49484014 – Russische Kirche)

Szenario D050: Nachberechnung August-Hochwasser 2002

Abb. 35: Innenstadt Dresden – Überflutungsflä-chen als Randbedingungen mit und ohneSchutzmaßnahmen

Abb. 36: Differenzenplan der berechneten Grund-wasserstände zwischen Szenario mitSchutzmaßnahmen und ohne Schutz-maßnahmen (bei Bemessungshoch-wasser)

b)

103.00

104.00

105.00

106.00

107.00

108.00

109.00

110.00

111.00

112.00

113.00

1.7 15.7 29.7 12.8 26.8 9.9 23.9 7.10 21.10 4.11 18.11

Datum

GW

-Sta

nd (

mH

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Gemessen

langj. Mittelwert

Elbe

Berechnet Szenario D050

Berechnet Szenario D031

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105.00

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107.00

108.00

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113.00

1.7 15.7 29.7 12.8 26.8 9.9 23.9 7.10 21.10 4.11 18.11

Datum

GW

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nd (m

HN

)

Gemessen

Elbe

Berechnet Szenario D050

Berechnet Szenario D031

31

zwei Metern und im Bereich desZwingers bis über 6 m gegenüber demSzenario ohne Schutzmaßnahmen führt.Die Wirkung dieser Maßnahmen er-streckt sich auf eine Fläche von 3,3 km²im Innenstadtbereich der Altstadt(s. Abb. 36). Die in Abb. 37 dargestelltenGrundwasserganglinien verdeutlichendiese Aussage. Während beim Be-messungshochwasser ohne Schutzmaß-nahmen (Szenario D031) die Wasser-stände im Bereich der Wilsdruffer Straßeeinen dem realen August-Hochwasser2002 nahekommenden Scheitelpunktaufweisen, wird mit den untersuchtenkomplexen Schutzmaßnahmen eineDämpfung des Hochwasserscheitels aufWerte unterhalb 108 m HN erreicht (s.Abb. 37, Szenario 032).

Aus den Berechnungen ergibt sichdie Schlussfolgerung, dass die Schutz-maßnahmen im Zusammengang zurealisieren sind und Wirkung sowohl hin-sichtlich der oberflächigen Überflutungals auch des Grundhochwassers haben.

3.2.4 Wirkungen von Hoch-wasserschutzmaßnahmen aufdas GrundwasserSetzt man die Berechnungsergebnissebezüglich der sich einstellenden Grund-wasserstände mit und ohne Schutzmaß-nahmen in Bezug zu der in den betrof-fenen Gebieten vorhandenen Bausub-stanz, können die gefährdungsmindern-den Wirkungen der Schutzmaßnahmenermittelt werden.Ein Verschnitt zwischen der Grund-wasseroberfläche und den Gründungs-tiefen der Gebäude der Innenstadt zeigtbei dem Szenario Bemessungshoch-wasser mit Schutzmaßnahmen (D032),dass der überwiegende Teil desZwingers, die Semperoper und die Hof-

kirche bei diesem Szenario nicht vomGrundhochwasser betroffen seinwerden. Mit diesen Berechnungen wirddeutlich, dass ein Schutz der histo-rischen Innenstadt von Dresden gegenÜberflutung gleichzeitig ein Schutzgegen Grundhochwasser darstellenkann.

Die Abb. 38 stellt eine summarischeGefährdungsbewertung für die unter-suchten Szenarien D031 und D032 imInnenstadtbereich (Altstadt) gegenüber,wobei die dargestellten Gefährdungs-klassen aus der Differenz zwischenGründungsordinate und dem maximalenvom Hochwasserereignis induziertenGrundwasserspiegel berechnet wurde.

Diese Ergebnisse wurden durch sta-tistische Aufarbeitung des GIS-Verschnitts der Grundwasseroberflächemit den Gründungsordinaten, bezogenauf die Gebäudegrundfläche, berechnet.

Bezogen auf die Gebäudegrundflä-chen mindern sich die durch die Schutz-

maßnahmen auftretenden Gefährdungs-klassen mit negativer Differenz zwischenGründungsordinate und Grundwasser-spiegel im Innenstadtbereich (Altstadt)um 11 %.

Die Berechnungsergebnisse der Sze-narien des Bemessungshochwasserssowohl mit als auch ohne Schutzmaß-nahmen an der Elbe, jedoch ohne Über-flutung der Weißeritz, machen deutlich,dass dem Schutz vor einem erneutenAusbrechen der Weißeritz bzw. einemÜbertritt aus der Friedrichstadt in die Alt-stadt auch im Hinblick auf die sich ein-stellenden Grundwasserstände höchstePriorität einzuräumen ist.

Die Berechnungen haben außerdemgezeigt, dass ein effektiver Betrieb derHochwasserentlastungsbrunnen nur imVerbund der Anlagen möglich ist.Außerdem erzielen die Objektschutz-anlagen auch einen flächenhaftenSchutz, der sich auf Objekte erstreckt,die nicht unmittelbar mit Hochwasser-schutzbrunnen versehen sind.Auf Grund dieser Ergebnisse wirddeshalb die Prüfung einer ähnlichenVerfahrensweise für die BereicheSchloss Pillnitz, Laubegast, Leuben,Kleinzschachwitz, Sporbitz sowie Ostra-gehege und Flutrinne vorgeschlagen(Lewis et al. 2004).

Abb. 37: Grundwasserstandsentwicklung an der Messstelle 3538 (Wallstr./Wilsdruffer Str.) Szenario D032: Bemessungshochwasser mit Schutzmaßnahmen.

103.00

104.00

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Gemessen

langj. Mittelwert

Elbe

Berechnet Szenario D050

Berechnet Szenario D031

Berechnet Szenario D032

Abb. 38: Verteilung der Gefährdungsklassen (Dif-ferenz Gründungsordinate und Grund-wasserspiegel) nach dem simuliertenHochwasserereignis mit Abwehrmaß-nahmen (Szenario D032) und ohneSchutzmaßnahmen (Szenario D031) aufdie Gebäudegrundfläche im Innenstadt-bereich (Altstadt)

GW

-Sta

nd

(m H

N)

Datum

32

3.2.5 Regenwasserversi-ckerung

Durch die Landeshauptstadt Dresdenwurde in Anlehnung ATV-DVWK (2002)ein Praxisratgeber erarbeitet, in demGrundlagen und praktische Hinweise zurnaturnahen Regenwasserbewirtschaf-tung dargelegt sind (LH DD 2004). Darinwird die Stadtfläche in 5 Gebietstypeneingeteilt, die sich in den Anteilen derWasserhaushaltskomponenten Verduns-tung, (oberirdischer) Abfluss und Grund-wasserneubildung (Versickerung) unter-scheiden. Für die Überflutungsbereicheim Elbtal ist vor allem der Gebietstyp Vrelevant, mit mittleren Grundwasserflur-abständen von < 2 m. Im Bereich desquartären Tal-Grundwasserleiters, dervon Grundhochwasser betroffen war, do-minieren im Übrigen die Gebietstypen IIIund IV. Diese werden charakterisiertdurch mittlere Flurabstände von > 2 mund unterscheiden sich voneinanderdurch den Bedeckungsgrad mit bindigenDeckschichten. Für beide Gebietstypenwerden als bevorzugte Maßnahmen zurEingriffsminimierung bei geeigneterDurchlässigkeit Mulden- und Flächen-versickerung bzw. für Gebietstyp III(aue- und tallehmbedeckte Gebiete)„vernetzte Mulden-Rigolen-Elemente mitAbleitung über Versenkungsschacht“(S. 11) vorgeschlagen. Durch die Hoch-wasserereignisse 2002 stellte sich dieFrage, ob dieses Konzept der naturna-hen Regenwasserbewirtschaftung für dieStadt Dresden modifiziert werden muss.Aus ATV-DVWK (2002) ist für die Beur-teilung der Möglichkeiten zur Regen-wasserbewirtschaftung unter demAspekt hochwasserinduzierter Grund-hochwässer das Kriterium des Grund-wasserflurabstandes das entscheidende.Als weiteres wesentliches Kriterium un-ter Hochwasserbedingungen ist dieÄnderung der Grundwasserfließrichtunganzusehen. Beide Kriterien werden imFolgenden betrachtet, wobei in der flä-chenhaften Auswertung die Gebietsty-peneinteilung in der Stadt Dresden un-berücksichtigt geblieben ist. Insofernstellen die Ausführungen Ergänzungenzu LH DD (2004) dar.

Für den Grundwasserflurabstand wirdin ATV-DVWK (2002) in Bezug auf Ver-sickerungsschächte ausgewiesen, dassder „Abstand zwischen der Oberkanteder Filterschicht und dem mittlerenhöchsten Grundwasserstand i. d. R.1,5 m nicht unterschreiten darf“ (S. 28).Damit ist auf Grund unterschiedlicherBaugrößen der Versickerungsanlagenkein eindeutiger Bezug zum absolutenGrundwasserflurabstand möglich. Umdennoch Aussagen für die beiden Syste-me Mulden-Rigolen und Versickerungs-

schacht treffen zu können und flächen-mäßige Darstellung des KriteriumsGrundwasserflurabstand zu ermögli-chen, wurde mit der mittleren Bautiefeeiner Mulde von 0,5 m und bei Versi-ckerungsschächten von 2 m gerechnet,und der mittlere geringste Grund-wasserflurabstand (GWFAMHW) von 2 mfür Mulden-Systeme bzw. 3,5 m für Ver-sickerungsschächte als Grenzkriteriumangesetzt. Für die Grundwasserfließrich-tung wird nach ATV-DVWK (2002) dar-auf hingewiesen, dass diese und dieFließgeschwindigkeit des Grundwassers„von großer Bedeutung“ sind. Als Maßfür die Fließrichtungsänderung kann derWinkel α zwischen den Vektoren derFließgeschwindigkeiten des Grund-wassers zwischen Mittelwasser- undHochwasserzustand herangezogenwerden. Liegt der Winkel im Bereich 90≤ α < 270 zeigt dies eine Änderung desRichtungssinns und damit eine Fließrich-tungsumkehr an. Für die Landeshaupt-stadt Dresden wurden für diese Be-wertungen die Stichtagsmessungen vomNovember 2000 und die Messung vom18.08.2002 herangezogen und darausdie Fließrichtungsänderung ermittelt.

Im Ergebnis beider Kriterien entstandeine Karte, die das Potenzial naturnaherNiederschlagsversickerungen unter Ein-beziehung des Hochwassers ausweist(s. Anlage 5).

3.3 Die Auswirkungen desHochwassers auf die Grund-wasserbeschaffenheit

3.3.1 Untersuchungsskalen

Die Untersuchungen zur Grundwasser-beschaffenheit wurden innerhalb desForschungsprojektes auf drei Ska-lenebenen durchgeführt, die gleichzeitigauf spezifische Wirkungspfade abzielen,wie sie in Abb. 39 dargestellt sind.

Aquifer-SkalaEine flächendeckende Beprobungdes Grundwassers in drei Mess-kampagnen nach dem Flutereignis(Herbst 2002, Frühjahr 2003, Herbst2003) hatte die Gesamtbetrachtungder Beschaffenheitsveränderungenim quartären Aquifer Dresdens zumZiel. Die Aquifer-Skala stellt gleich-zeitig die umfassendste Skala derUntersuchungen dar und wurdedurch Marre et al. (2004) (Arbeitspa-ket 2) bearbeitet. Die Untersu-chungen geben einen integralenÜberblick über die Beschaffenheits-entwicklung des Grundwassersnach dem Hochwasser 2002, umeinen möglichen diffusen Eintrag indas Grundwasser ermitteln zukönnen, unabhängig von denQuellen der Beschaffenheitsver-änderungen. In die Auswertungenwurden Ergebnisse vorange-gangener, durch die Landeshaupt-stadt Dresden veranlasster Untersu-chungen (LH DD 1992, 1993;Dittrich et al. 1993; Grischek et al.1996) einbezogen. Damit war esmöglich, die Beschaffenheitsver-änderungen im Dresdner Tal-Grund-wasserleiter in der Folge des Hoch-Abb. 39: Untersuchungsskalen zu Beschaffen-

heitsveränderungen im Grundwasser

33

wassers 2002 in einen größerenzeitlichen Rahmen zu stellen. Die möglichen Auswirkungen vonAbfall- und Schlammablagerungensowie die Wirksamkeit eines effizi-enten Abfallmanagements im Hoch-wasserfall war Untersuchungs-gegenstand von Bilitewski & Wag-ner (2004) (Arbeitspaket 3.2) understreckte sich ebenfalls auf die ge-samte Aquifer-Skala.

Lokale SkalaLokale Untersuchungen zu punktu-ellen Einträgen an Altlastenstand-orten wurden durch Hüsers et al.(2004) (Arbeitspaket 3.1) vorgenom-men. Inhalt war die Recherche derAltlastenstandorte (Punktquellen) inBezug zum Grundwasserflurabstandvor und nach der Flut, sowie der Da-ten, die in der Folge der Flut zurGrundwasserbeschaffenheit aufge-nommen wurden. Dabei wird vonverschiedenen Szenarien der Be-schaffenheitsveränderungen durchaufsteigendes Grundwasser aneiner Altlast ausgegangen. Diepunktuellen Einträge durch undichteKanalisation waren Gegenstand derUntersuchungen von Krebs et al.(2004) (Arbeitspaket 4). Hier wurdenauf der Grundlage von Technikums-Untersuchungen Modellrechnungenzum potenziellen Stoffeintrag unterverschiedenen hydraulischen Be-dingungen an konkreten Schadens-standorten vorgenommen. Der loka-len Skala sind die Untersuchungenim Auftrag des StUFA Radebeul zu-zuordnen, die die Auswirkungen desHochwassers auf die Grundwasser-beschaffenheit an Schwerpunktender Altlastenbehandlung im Amtsbe-reich des StUFAs zum Inhalt hatten(BGD 2003; M&S 2003).

LaborskalaExemplarische, standortbezogeneProzess-Untersuchungen im Labor-maßstab am Sediment für Aus-sagen zum Stoffaustrag und zurStoffumwandlung bei der Exfiltrationvon Kanalwasser durch defekte Ka-nalisation (Krebs et al. 2004) stell-ten die dritte Untersuchungs-Skaladar. Mittels eines dreistufigen Säu-lenversuches wurden Szenarien desStoffeintrages in das Grundwasserbei unterschiedlichen hydraulischenZuständen im Kanal und im Grund-wasserleiter simuliert. Die Ergeb-nisse waren Grundlage für die o.g.Modellrechnungen zum potenziellenStoffeintrag. Den Labor-Untersu-chungen zum Stoffeintrag sind auchdie Eluat-Analysen an drei Probenvon Flutschlämmen zuzuordnen

(Bilitewski & Wagner 2004, Arbeits-paket 3.2). Diese wurden inErgänzung zu den Schlamm-Unter-suchungen des LfUG und des UFZ(Geller et al., 2003) durchgeführt.

3.3.2 Einflüsse der Überflu-tung auf den AquiferUm den Einfluss des Hochwassers aufdie Beschaffenheit des Grundwassersdarzustellen, eignet sich vor allem derVergleich der nach dem Hochwasser er-zielten Messwerte (Nach-Flut-Mess-werte) der verschiedenen Parameter mitden Schwankungsbereichen, die dieseParameter in den einzelnen Messstellenvor dem Hochwasser aufwiesen (Vor-Flut-Schwankungsbereiche, bezogen auf4½ Jahre vor dem Hochwasser). Dabeimüssen zwei Sachverhalte beachtet

werden. Zunächst können nur Mess-stellen verglichen werden, für die auchMesswerte vor dem Hochwasser vor-liegen. Darüber hinaus ist der Vor-Flut-Schwankungsbereich auch abhängigvon der Anzahl der Messwerte, auf dieer aufbaut. Je weniger Messwerte in ihneinfließen, desto größer ist die Wahr-scheinlichkeit, dass Nach-Flut-Mess-werte außerhalb des Schwankungsberei-ches liegen. Zur Absicherung einer ent-sprechenden Repräsentanz wurden nurMessstellen in die Betrachtungen einbe-zogen, die Schwankungsbereiche aufder Grundlage von mindestens 5 Vor-Flut-Messungen aufweisen (Marre et al.2004). Dafür qualifizieren sich 286 von416 nach dem Hochwasser vorgenom-menen Beprobungen. Näher betrachtetwurden die in Abb. 41 gekennzeichnetenParameter.

Auffällig sind Veränderungen bei Re-dox-Potenzial und Temperatur, dieeinen eindeutigen Trend aufwiesen:56 % bzw. 51 % der Werte liegen über

Abb. 41: Alle nach dem Hochwasser gemessenen Werte im Vergleich zum Vor-Flut-Schwankungsbereichan der jeweiligen Messstelle (mit mindestens 5 Vor-Flut-Messungen)

Abb. 40: Einwicklung mehrerer Parameter in einerMessstelle auf den Tolkewitzer Wiesenvor und nach dem Hochwasser.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

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70%

80%

90%

100%

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>Vor-Flut-Maximum

Vor-Flut-Bereich

<Vor-Flut-Minimum

34

den Vor-Flut-Maxima, 1 % unter denVor-Flut-Minima. Bei den Werten fürLHKW und alle halogenierten Kohlen-wasserstoffe liegen ca. 40 % der Mess-werte unterhalb der Vor-Flut-Minima, nurweniger als 10 % der Werte liegenoberhalb der Vor-Flut-Maxima. BeidePhänomene können durch die Infiltrationgrößerer Mengen Niederschlags- undOberflächenwasser verstärkt wordensein. Bei den halogenierten Kohlen-wasserstoffen und den LHKW trat of-fensichtlich ein Verdünnungseffekt ein.Anlage 8 zeigt die Gegenüberstellungder LHKW-Konzentrationen vor undnach der Flut im Teufenbereich unter8,5 m. Dargestellt ist auf der Anlage 8auch die Gegenüberstellung für Sulfatim oberen Teufenbereich des Aquifers.Die erkennbare Zunahme der Sulfatkon-zentrationen im Frühjar 2003 gegenüberdem Frühjahr 2002 ist offensichtlich aufden Kontakt des Grundwassers mit un-terirdischer Bausubstanz zurückzufüh-ren. Die DOC-Konzentrationen weisenmit 33 % relativ wenige Abweichungenvom Vor-Flut-Schwankungsbereich auf.Hier ist der Trend eindeutig: 26 % gehenüber die Vor-Flut-Maxima hinaus, 7 %bleiben unterhalb der Vor-Flut-Minima.Dies wird auf in den Aquifer einge-drungenes Oberflächenwasser zurück-geführt.

Neben den rein statistischen Ver-änderungen ließen sich an einigenMessstellen auch anhand von Zeitreihenhochwasserbedingte Beschaffenheits-veränderung darstellen. Ein Beispiel fürkurzzeitige Veränderungen ist in Abb. 40für eine Messstelle auf den TolkewitzerWiesen zu sehen. Die Parameterelektrische Leitfähigkeit, Temperatur,AOX, DOC und CSB zeigen direkt nachdem Hochwasser (Messung im Septem-ber 2002) extreme Veränderungen. Be-

reits bei der nächsten Messung im Ok-tober 2002 haben sich die Parameterschon wieder ein gutes Stück nor-malisiert (AOX, Temperatur und DOC)oder befinden sich schon (fast) wieder inihrem üblichen Schwankungsbereich(elektrische Leitfähigkeit, CSB). DieseMessstelle war im Jahr 2003 trockengefallen, so dass eine weitere Entwick-lung leider nicht vorliegt. Auf Grund ihrergroßen Nähe zur Elbe ist bei dieserMessstelle denkbar, dass die Ver-änderung durch die kurzzeitige Umkehrder Grundwasserströmung verursachtwurde und dass die Messstelle im Sep-tember 2002 noch stark durch Wasserbeeinflusst wurde, das während desHochwassers von der Elbe oder denüberfluteten Flächen aus in den Aquiferinfiltrierte. Bereits im Oktober könnte dasElbe-Wasser durch die erneute Umkehrder Strömungsrichtung im Grundwasserbereits wieder weitgehend zur Elbe zu-rückgedrängt worden sein. Die immernoch abweichenden Werte für Tempera-tur oder DOC ließen sich dadurch erklä-ren, dass das Grundwasser in diesemBereich stark von unter den überflutetenFlächen infiltriertem Oberflächenwasserbeeinflusst ist.

3.3.3 Auswirkungen von Alt-lastenMittels einer Recherche wurden zu-nächst die durch das Elbehochwasserbetroffenen Altlasten im StadtgebietDresdens ermittelt. Dies wurde flä-chendeckend mit Hilfe des SächsischenAltlastenkatasters (SALKA) durchgeführtund erfolgte unter zweierlei räumlichenKriterien:

Altlasten in unmittelbar von Elbeund Weißeritz überschwemmtenBereichen,

Altlasten im Stadtgebiet von Dres-den, in dem der Tal-Grund-wasserleiter verbreitet ist (potenzi-elle Betroffenheit durch ange-stiegenes Grundwasser).

Damit sollten getrennt die durch un-mittelbare Einwirkung von Oberflächen-wasser beeinflussten Standorte und dielediglich durch erhöhten Grund-wasserstand betroffenen Standorteerfasst werden. Unter den letztgenann-ten Standorten sollten auf der Basis dervorhandenen Daten zur Tiefe der Konta-mination diejenigen ermittelt werden, diedurch den erhöhten Grundwasserstandmit Grundwasser in Kontakt gekommensind. Je nach Schadstoffinventar undKontaktzeit könnte es hier zu einerVerunreinigung des Grundwassers ge-kommen sein. Mit Unterstützung desLandesamtes für Geologie, Abt. Grund-wasser, wurden alle Altlastenstandortein den genannten zwei Bereichen desStadtgebietes Dresden ermittelt. Bezüg-lich der für die Zielstellung der Untersu-chung entscheidenden Information zurKontaminationstiefe und dem Abstandzum Grundwasserleiter wurden diebeiden verfügbaren Angaben

g Sohllage zum Grundwasser und

g GW-Flurabstand

herangezogen. Ermittelt wurde damit der Abstand

von der Kontaminationssohle (untersterbekannter/geschätzter Punkt) zur Grund-wasseroberfläche. Die Höhe der Grund-wasseroberfläche konnte nur nach

Abb. 42: Altstandorte (klassifiziert nach Grund-wasserflurabständen gem. SLAKA) undminimale Grundwasserflurabstände zwi-schen August 2002 und Dezember 2003

Grund-wasserflurab-stand

Anzahl der Standorte

Zuordnungnach SALKA

Zuordnungnach dem

Hochwasser2002

< 2 m 2 57

2 – 5 m 63 69

5 – 10 m 155 94

10 – 20 m 6 6

> 20 m 20 20

Tabelle 11: Zuordnung der Altstandorte nach ihrenGrundwasserflurabständen; vor und nachden Hochwasserereignissen

35

Standortdaten (Angabe der Grund-wasserflurabstände) abgeschätzt wer-den.

Die Abb. 42 zeigt eine kartenmäßigeDarstellung aller Altstandorte im Bereichdes quartären Aquifers. Die Standortesind klassifiziert nach ihrem Grund-wasserflurabstand gemäß der Ein-tragung im Altlastenkataster SALKA. Be-rücksichtigt man jedoch die wesentlichgeringeren Grundwasserflurabständezwischen August 2002 und Dezember2003, so liegt eine erhebliche Anzahlvon Altstandorten in den zwei Gruppenmit geringen Grundwasserflurabständen(siehe Tabelle 11).

Im Zuge der Standortrecherchewurden alle in der Zeit während undnach dem August-Hochwasser erhobe-nen Grundwasser-Untersuchungen zu-sammengestellt. Auf der Grundlagedieser Daten sollten erste Trends undverallgemeinernde Aussagen abgeleitetund anschließend durch nähere Be-trachtung ausgewählter Standorte dieAuswirkungen des HW-Ereignisses aufkontaminierte Standorte herausgearbei-tet werden. Im Folgenden sind dieErgebnisse am Beispiel zweier Stand-orte dargestellt.

Beispielstandort LHKW-VerunreinigungDurch den langjährigen Betrieb einerehemaligen chemischen Reinigungwurde eine LHKW-Kontamination ver-ursacht. Die bisherigen Untersuchungs-ergebnisse lassen vermuten, dass aufdem Gelände bzw. im GrundwasserLHKW in Phase existieren (bis zu280.000 mg/l Tetrachlorethen). In denentnommenen Bodenluftproben auf demehemaligen Betriebsgelände wurden1998 bis zu einer Tiefe von 4 m unterGeländeoberkante Konzentrationen zwi-schen 23 mg/m3 und 25.000 mg/m3

LHKW nachgewiesen. Die natürliche(ungestörte) Grundwasserfließrichtungist zur Elbe gerichtet.

Bei Hochwässern in der Elbe wird ins-besondere in ufernahen Bereichen dieFließrichtung umgekehrt. Bereits seit1993 war zu beobachten, dass sich dieSchadstofffahne im Grundwasser inRichtung Elbe ausbreitet. Der Grund-wasserleiter im Abstrom bis zur Elbe istgegenwärtig auf einer Länge von ca.1,8 km und 0,5 km Breite und in seinergesamten Mächtigkeit kontaminiert, wieaus Untersuchungen im Jahre 2001 und2003 hervorgeht.

Im Jahr 2003 wurde im Auftrag desStUFA Radebeul eine Studie an diesemStandort bearbeitet, durch die die Ver-änderungen der Altlastensituation im Un-tersuchungsgebiet durch die Ein-

wirkungen des Elbehochwassers unter-sucht wurden (BGD 2003).

Bei diesen Untersuchungen wurde diebekannt hohe LHKW-Kontamination desGrundwassers im Abstrom des Stand-ortes wiederum nachgewiesen, die imWesentlichen aus Tri- und Tetrachlo-rethen besteht. Neben den genanntenHauptkontaminanten war im unmittelba-ren Abstrombereich des Standortes alswesentlichstes Abbauprodukt cis-1,2-Di-chlorethen nachweisbar. Von dort auswird es entsprechend der Grundwasser-fließrichtung in Richtung Elbetransportiert. Vinylchlorid, das sich häu-fig unter anaeroben Verhältnissen alsstabiles Zwischenprodukt anreichert,wurde deshalb erwartungsgemäß nur im

unmittelbaren Abstrombereich derSchadstoffquelle gefunden (max.20 µg/l), im mittleren und unteren Be-reich der Schadstofffahne scheinen dieweitgehend aeroben Bedingungen imGrundwasserleiter einen weiteren Abbauvon cis-1,2-Dichlorethen zu ermöglichen.Dessen erhöhte Konzentration im elbna-hen Bereich kann ein Hinweis auf diehier verbesserten Bedingungen für denbiologischen Abbau von Tetrachlorethensein.

Infolge der Hochwasserereignisseund deren Auswirkungen auf das Grund-wasser waren folgende Veränderungender Grundwasserkontamination nach-weisbar (s.a. Abb. 43):

Abb. 43: Entwicklung der LHKW-Konzentration einer Messstelle im Abstrombereich eines LHKW-Standortes

36

g Durch erhöhte Grundwasserständeund eine höhere Fließgeschwindig-keit kam es zur Zunahme der Schad-stofffreisetzung aus dem Quellbe-reich (z. T. im ungesättigtenBereich). Im oberen Grundwasserbe-reich wurden deshalb erhöhteSchadstoffkonzentrationen nachge-wiesen.

g Durch das Elbehochwasser und dieerhöhte Grundwasserneubildungkam es zu erhöhtem Druck im un-teren Grundwasserbereich, so dassim unmittelbaren Abstrombereich derSchadstoffquelle eine vertikaleVerlagerung der Schadstofffahnenach oben zu beobachten war. DerVergleich der GW-Analysen an einerMessstelle (3-fach-MS), die ca.700 m vom Schadherd entfernt liegt,ergab, dass für den oberen Filterbe-reich ein deutlicher Anstieg derLHKW-Konzentration nach demHochwasser (Dez. 2002) zuverzeichnen war. Im unteren Filter-bereich war dagegen eine stark zu-rückgegangene LHKW-Konzentrati-on zu beobachten. Diese Effektewurden an mehreren Messstellen ge-funden und sprechen dafür, dassdurch die Auswirkungen der Hoch-wasserereignisse eine vertikaleVerlagerung der Schadstofffahne imGrundwasser stattgefunden hat.

g Verminderter Abbau von Tri- und Te-trachlorethen zu cis-1,2-Dichlor-ethen. Geringere Anteile diesesHauptabbauproduktes zeigten sichnach den Hochwasserereignissen aneinigen Messstellen nahe der Konta-minationsquelle.

Lediglich lokal wirksame Veränderungenwurden bezüglich der Salzkonzen-trationen (z. B. Sulfat- und Calciumkon-zentrationen) durch oberflächennahe Alt-ablagerungen von Bauschutt nachge-wiesen, die bei den erhöhten Grund-wasserständen mobilisiert wurden.

Beispielstandort MKW-SchadenBei diesem Standort handelt es sich umeine ehemalige Tankstelle, die im Nah-bereich des Hauptvorfluters Elbe liegt.Der Abstand beträgt ca. 250 m. AufGrund des Höhenunterschiedes desGrundstückes zur Elbe befindet sich dieFläche jedoch nicht im überfluteten Be-reich. Der Standort wies eine Verunreini-gung an Mineralölkohlenwasserstoffenund BTEX auf. In den 90er Jahren er-folgte eine Sanierung der Schadstoff-quelle durch Aushub von kontaminiertemMaterial bis in eine Tiefe von 5 bis6 m u. GOK. Im Grundwasserschwan-kungsbereich verblieb eine Restbelas-tung. Daraufhin erfolgte im Zeitraum von1997 bis 2000 eine Bodenluftabsaugungund in der Zeit von 1998 bis 2001 eineGrundwasserförderung zur Entfernungder noch vorhandenen Kontamination.Das Grundwasser weist im allgemeineneine Fließrichtung nach Süden zumHauptvorfluter Elbe auf. Durch dasHochwasserereignis wurde am20.08.2002 ein Grundwasseranstieg ander GWMS P 6 von etwa 3,90 m ge-messen. Mit dem ansteigenden Grund-wasser war gleichzeitig eine Änderungder Grundwasserfließrichtung von Südnach Nordnordwest verbunden, was eineUmkehrung der Fließrichtung bedeutete.Bei einer Stichtagsmessung im Februar2003 hatte sich das ursprüngliche Fließ-regime wieder eingestellt. Lediglich derGrundwasserstand war noch um etwa1 m erhöht, bezogen auf den Wert vordem Hochwasserereignis. Bei der letz-ten Beprobung der GWMS vor demHochwasserereignis lagen die Kon-zentrationen im Schadenszentrum bei540 µg/l für MKW und 1.090 µg/l fürBTEX.

Die Abb. 44 zeigt die Konzentrations-entwicklung der BTEX und MKW in derzentralen Grundwassermessstelle fürden Zeitraum von Februar 2002 bis Fe-bruar 2003. Mit dem ansteigendenGrundwasser ging im Schadenszentrumdie BTEX-Konzentration zurück. Mit dem

fallenden Grundwasserspiegel stieg an-schließend der Schadstoff-Gehalt wiederan. Für die Mineralölkohlenwasserstoffewurde dagegen dieser Effekt nicht ge-messen. Die Konzentration verändertesich trotz der Fluktuation des Grund-wasserstandes nur geringfügig undscheint nicht dem Trend des Grund-wasserspiegels zu folgen (s. Abb. 44). Inden übrigen Messstellen wurde keineVeränderung im Schadstoffniveau be-stimmt.

Der Grundwasseranstieg von etwa3,90 m ist auf die Nähe des Standorteszur Elbe zurückzuführen. Die sinkendenBTEX-Gehalte, die mit ansteigendemGrundwasser gemessen wurden, deutenauf Verdünnungseffekte hin. DieserEffekt ist bei den Mineralöl-kohlenwasserstoffen allerdings nicht soeindeutig ausgeprägt. Wie die Gangliniefür die MKW zeigt, unterliegt deren Kon-zentration zwar erheblichen Schwan-kungen, aber ein Zusammenhang mitdem Grundwasserstand ist nicht zu er-kennen. Nach Sichtung der Literatur undBewertung der vorliegenden Standortda-ten aus dem Stadtgebiet von Dresdenkönnen die folgenden Schlussfolge-rungen gezogen werden:

g Die in der Problemanalyse darge-stellten Szenarien (siehe Kap. 2.2.2)wurden bei der anschließend durch-geführten Bearbeitung ausgewählterStandorte aus dem Stadtgebiet Dres-den im Wesentlichen auch vorge-funden. Überwiegend handelt es sichdabei um Kontaminationen der unge-sättigten und der gesättigten Zone.Diesem Standorttyp kommt aufGrund der Verunreinigung desSchutzgutes Grundwasser bei derAltlastenbearbeitung naturgemäßeine bedeutende Rolle zu.

Abb. 44: BTEX- und MKW-Konzentrationen undGrundwasserganglinie im Schadens-zentrum eines MKW-Schadensstandortesim Zeitraum von Februar 2002 bis Februar 2003 a) BTEXb) MKW

a) b)

Datum

GW

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(m N

N)

GW

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MK

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GW

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N)

Datum

37

g Der ansteigende Grundwasser-spiegel hat zu einer Kontaminationvon bisher nicht belastetem Wassergeführt.

g Eine horizontale Verlagerung hat nurin einem begrenzen Ausmaß stattge-funden, vertikale Verlagerungenwurden in mehreren Fällen nachge-wiesen.

g Durch die Hochwasserereignissesind jedoch keine grundlegendenVeränderungen der Altlastensituationin Dresden eingetreten, wenngleichlaufende Sanierungsmaßnahmen be-hindert wurden (Stromausfall, nichtfür den Überflutungsfall ausgelegt).

g Langfristig ergibt sich für den über-wiegenden Teil der Fälle keine neueGefahrenlage für die betroffenenSchutzgüter.

3.3.4 Gefährdungspotenzialauf Grund defekter Kanali-sation

Abwasserexfiltration aus schadhaftenKanalisationen stellt ein multiples Ge-fährdungspotenzial für die SchutzgüterBoden und Grundwasser dar (An et al.,2003; Eiswirth & Hötzl 1996). Die Ge-fährdung besteht neben den Kontamina-tionen durch organische Kohlenstoffver-bindungen, Stickstoff- und Phosphorver-bindungen in dem Eintrag vonSchwermetallen, pharmazeutischenStoffen, Mikroorganismen und Krank-heitserregern (Ellis 2001). Im Rahmendes Projektes sollte die Gefährdung fürden Grundwasserleiter bewertet werden.Dafür sind Untersuchungen zur Exfiltrati-on maßgebend. Abschätzungen zur Ex-filtration sind im Rahmen des For-schungsprojektes auf der Basis von Lite-raturdaten, Bilanzen und Modellrech-nungen erfolgt (Krebs et al. 2004). Es

wird eingeschätzt, dass im Betrach-tungsgebiet maximal 10 % des Trocken-wetterabflusses durch Exfiltration ausden Abwasserkanälen austreten.

Schwerpunkte der Exfiltration werdenbei Mittelwasserverhältnissen in Haupt-und Abfangkanälen vermutet (min. 65 %der gesamten Exfiltration). Während derHochwasserereignisse ging der Einflussder

Abfangkanäle deutlich zurück (<1 %).Aus Hauptkanälen exfiltrierten währenddes Hochwassers mindestens 51 % desAbwassers, aus Nebenkanälen maximal49 %. Des Weiteren konnte anhand vonModellrechnungen abgeleitet werden,dass es während der Hochwasserereig-nisse zu einer kurzzeitigen starken Zu-nahme der Exfiltration im Stadtgebietkam. Abwasserkanäle, die imSchwankungsbereich des Grundwassersliegen, stellen demnach durch den Aus-ritt von Abwasser direkt in das Grund-wasser oder durch die geringe Mächtig-keit der ungesättigten Zone währendTrockenwetterperioden das größte Ge-fährdungspotenzial für den Grund-wasserleiter dar.

Ausgehend von den ermittelten Ex-filtrationsraten erfolgten anschließendUntersuchungen zum Schadstoff-transport aus einer lokal undichten Ka-nalisation durch die Aerationszone biszum Grundwasserkörper um exempla-risch hochwasserbedingte Kanal-schadensfälle bezüglich des Kontamina-tionsrisikos zu bewerten. Für diese ty-pische Aufgabenstellung der Sicker-wasserprognose galt es den Quellterm(druckgradientengesteuerte Exfiltrationvon Abwasser aus beschädigten Ka-nalleitungen in die Aerationszone) undden Transportterm (Schadstoffmigrationin der Aerationszone mit dem Sicker-wasser in Wechselwirkung mit der Fest-stoffmatrix und der Gasphase unter Be-rücksichtigung von Sorption, Verflüchti-

gung und chemisch-mikrobiellem Um-satz) in Abhängigkeit realistischer Rand-bedingungen zu quantifizieren (s. Abb.45a).

Grundlage für die Erstellung/Vali-dierung eines Prozessmodells zur Simu-lation des Sickerabwasser-Transports inder Aerationszone bis zum Grund-wasserleiter bildete ein Säulenversuch(s. Abb. 45b). Dieser fand in 3 Stufenstatt und dauerte insgesamt 13 Wochen.In Stufe 1 wurde die Bodensäule konti-nuierlich mit geringer Exfiltrationsrate(ungesättigt, simulierter Trockenwetter-abfluss) beaufschlagt. Stufe 2 beinhalte-te eine Abwasser-Schwallbeschickungmit ca. 8-stündiger Exfiltration und nach-folgender ca. 3-tägiger Ruheperiode(Sättigungswechsel, simulierte Kurz-Regenereignisse). In Stufe 3 wurdewieder ein kontinuierliches Regime miterhöhter Exfiltrationsrate (gesättigt, si-mulierte Lang-Regenereignisse bzw.Hochwasser-Leckage des Kanals)gefahren. Eine eingehende Versuchs-beschreibung findet sich in Krebs et al.(2004).

Anhand der Messergebnisse wurdenHydraulik, Stofftransport und Stoffum-satz für das Modell kalibriert. Für dieseModellierung wurde das Programmsys-tem HYDRUS-2D verwendet. Nach derModellvalidierung am Säulenversuch(kalibrierte Modellparameter) erfolgtenBerechnungen von 3 relevanten Szenari-en (für jeweils 2 Kanalstrecken miterfassten Schäden) zur Bewertung desGefährdungspotenzials infolge Exfiltrati-on aus undichten Abwasserkanälen fürden GWL unter der Stadt Dresden.

Abb. 45 Schadstofftransport

a) in der Areationszoneb) Aufbau der Versuchsanlage zur

Abwasserversickerung aus undichten Kanälen in Grundwasserleitern

Versuchsreaktor

Bodenzone

Systemsteuerung +Datenerfassung

Zulauf

Abwasser

TensiometrieWasser

N2-Gas

Versuchsanlage zur Abwasserversickerungaus undichten Kanälen in Grundwasserleitern

Steuerungs- und Medienanschlussschema

SchlauchpumpeZulaufwasser

(4-Kanäle)

SK 1

DS1DS2DS3

TDR (Wassersättigung)SK 2

Pro

ben

ahm

e B

oden

gas

Vakuumeinheit

Probenahme Bodenwasser

Ablauf Bodenwasser

a) b)

38

Untersuchungen der Stofftransport-und Umsatzprozesse

Grundlage der Identifikation von Stoff-transport- und Stoffumsatzprozessenwar die Überwachung und modellge-stützte Identifikation der ungesättigtenAbwasser-Strömungsdynamik in derBodensäule. Die Bilanzierung aller Stoff-flüsse in der Bodensäule wurde zurQualitätssicherung der Identifikation vonStofftransport- und -umsatzprozessenherangezogen.

Zur Prozessüberwachung der Stoff-umsätze wurden die feste, die aqua-tische und die Gasphase beprobt. DieBeprobung von Milieu-, C- und N-Pa-rametern erfolgte prozessorientiert. DieP-Verbindungen, Schwermetalle/Ka-tionen sowie die Bodenluft wurden in je-der Versuchsstufe exemplarisch be-stimmt. Die Kornsummenlinien, dieTOC-Beladung sowie die mikrobiolo-gischen Parameter am Feststoff wurdenvor und nach dem Versuch teufenge-recht bilanziert. Die Entwicklung derMessparameter wurde für jeweils alle 3Stufen beschrieben und zugehörigeTransport- und Stoffumsatzprozesse er-örtert. Die Bodensäule wurde als Zwei-Zonen-Reaktor charakterisiert. Währendin den obersten 0,15 m dominant einRückhalt (v. a. Filtration und biologischerAbbau) von org. C-Verbindungen desexfiltrierenden Abwassers stattfand, er-folgte im unteren Teil (> 0,15 m u. GOK)vor allem ein (vom hydraulischen Re-gime abhängiger) Umsatz von NH4 zuNO2/NO3. Die Ergebnisse sollen imFolgenden exemplarisch am Transportund Umsatz von Ammonium dargestelltwerden.

Die Zulaufkonzentrationen lagen wäh-rend der gesamten Versuchsdauer bei30-60 mg/l für NH4-N sowie je <1 mg/lfür NO2 –N und NO3-N. Im stationärenEndzustand der Versuchsstufe 1 wurdenAblaufkonzentration von 10 mg/l für

NH4-N und 20mg/l für NO3-N gemessen.Die NO2-N Konzentration im Ablauf stiegvor Beginn des Einsetzens einer effek-tiven Nitratation kurzzeitig an (16 mg/l)und fiel danach auf stationäre Werte von2 mg/l ab. Die Ablaufwerte von NO2-Nund NO3-N reflektierten nach eineranfänglichen Anpassungsperiode vonca. 20 Tagen einen unvollständigen Ni-trifikationsprozess (ca. 10 mg/l NH4-N imAblauf, stationärer Endzustand).

In Stufe 2 wurde am Anfang (SchwallNr. 1) ein NO3-N Peak von 61 mg/l ge-messen, der bei den nachfolgendenSchwällen zwischen 12 und 23 mg/l lag.Die NO2-N Konzentration lag bei3 - 8 mg/l. Die NH4-N Ablauf-Konzentra-tion lag bei 24 mg/l gegen Ende derStufe 2. Der hohe NO3-Peak am Anfang(16.9.) entstand daher, dass zunächst inder 6-tägigen Ruheperiode zwischenStufe 1 und 2 ein vollständiger mikrobi-eller Umsatz des NH4 im immobilen Po-renwasser und am Feststoff bei unlimi-tierter O2-Versorgung über die Bodenluftstattfand und nachfolgend mit der erstenhydraulischen Schwallbelastung inStufe 2 eine „Ausspülung“ (Verdrän-gung) des immobilen Wassers mit hoherNO3-N Beladung induziert wurde. Dienachfolgenden Schwallperioden beleg-ten die Abhängigkeit der NO3-Bildung

von der Stagnationsdauer des Boden-wassers. Die schwankenden NO2-Kon-zentrationen sowie die kontinuierlicheErhöhung der NO3-Konzentrationennach Schwall Nr. 2 belegten eine Adap-tierung der in-situ Biozönose undStabilisierung der Nitrifikation unter denveränderten Hydraulik- und Milieube-dingungen (Ehbrecht & Luckner 2004).

In Stufe 3 entsprachen die Zulaufkon-zentrationen praktisch den Ablaufkon-zentrationen. (NH4-N ca. 60 mg/l;NO2/NO3-N je <2 mg/l), d. h. der N-Stoff-umsatz brach infolge hoher hydrau-lischer Belastung und fehlender O2-Ver-sorgung über die jetzt inkohärenteBodengasphase zusammen. Die Dyna-mik der Zu- und Ablaufkonzentrationenfür NH4 und NO3 sind für den gesamtenUntersuchungszeitraum in Abb. 46 zu-sammengefasst.

Modellierung der ExfiltrationFür zwei bekannt gewordene Exfiltra-tionsstandorte der Stadt Dresden (Lokal-maßstab, Kanallängen > 10² m) wurdenjeweils 3 verschiedene Szenarien be-rechnet (Tabelle 12). Die Szenarien soll-ten die Spannbreite potenzieller Grund-wasserleiter-Gefährdungen (Stoffein-tragsfrachten) unter Berücksichtigungder Einwirkungsdauer abgrenzen. Da diegeschätzten Exfiltrations-Volumenströ-me mit Unschärfen behaftet sind undebenfalls nicht genau bekannt ist, wel-che Teillängen der Kanalsohle exfiltra-tionswirksam beschädigt sind, wurde fürjedes Szenario ein flächenhafterSchaden ([a] gesamte Kanalsohle ex-filtrationswirksam) und ein quasi-punktu-eller Schaden ([b] über 10 % der Kanal-sohle Exfiltration) betrachtet. Diese Be-trachtungen grenzten für typische Kanal-Abflusssituationen die relevanten Ge-fährdungspotenziale für den Grund-wasserleiter weiter ein.

Nachfolgend sollen an einem Bei-spiel-Standort mit quasi-punktuellemEintrag [b] die Ergebnisse der Szenari-enrechnungen beispielhaft für NH4-N be-schrieben werden. Die Beschreibungenzum Modellaufbau und zur Prozesspa-

Abb. 46: Zu- und Ablaufkonzentrationen für N-Parameter während des Säulenversuches zur Abwasserfiltra-tion aus undichten Kanälen.

Tabelle 12: Überblick Modellszenarien Exfiltration an Kanalschäden

Szenario Schadensfall

Szenario 1 [a/b] - hochbelastetes Abwasser- geringmächtige Areationszone- hohe Abwasser-Exfiltrationsraten (Misch-

wasser-Abfluss)à gemittelte langfristige Hochlast-Exfiltration

(mehrere Monate)

Szenario 2 [a/b] - hochbelastetes Abwasser- mächtige Areationszone- geringe Abwasser-Exfiltrationsraten

(Trockenwetter-Abfluss)à gemittelte langfristige Normallast-Exfiltra-

tion (mehrere Monate)

Szenario 3(Hochwasserszenario)

- geringkontaminiertes Abwasser- geringmächtige Areationszone- sehr hohe Abwasser-Exfiltrationsraten

(Starkregen-Mischwasserabfluss)à kurzfristige Maximallast-Exfiltration

(mehrere Tage)

Datum

Kon

zen

trat

ion

(m

g/l)

39

rametrisierung der Gefährdungssimulati-on Kanalexfiltration werden in Krebs etal. (2004) beschrieben.

Die Simulationsergebnisse des Am-monium-Transports für den Beispiel-Standort sind in Abb. 47 dargestellt. Inder Gegenüberstellung der Szenarien 1bund 2b (je punktuelle Exfiltration) wurdedie hohe Sensitivität des AbstandsGrundwasser-Kanalsohle ∆zGW-KS aufden Ammoniumeintrag in den Grund-wasserleiter ersichtlich. In Szenario 1b(∆zGW-KS = 0,20 m) würde infolge weitge-henden Fehlens der tieferen Boden-Re-aktorzone für den NH4-Umsatz im Ver-gleich zu Szenario 2b (∆zGW-KS = 0,63 m)eine drastische Reduzierung des imBoden umsetzbaren (rückhaltbaren) An-teils am Ammonium-Exfiltrationsstromvon ca. 55 % auf ca. 15 % erfolgen. Beigleicher Zulaufkonzentration, Exfiltra-tionsdauer und Kanallänge ergäben sichim Exfiltrationsbereich Ammonium-Kon-zentrationen von 34 mg/l gegenüber21 mg/l in Szenario 2b. Bei einer 6-fachhöheren hydraulischen Beaufschlagungder Bodenzone während Szenario 1bwürde eine 12-fach höhere Ammonium-Stoffmasse in den GWL eingetragen.

In einem Szenario 2a wurde das Leis-tungspotenzial der Bodenzone bezüglichRückhalt der Exfiltrations-Stofffrachtenbei idealisiert-homogener Versickerungdemonstriert. NH4-Exfiltrationen bei Tro-ckenwetterabfluss im Kanal könntendemnach in der Bodenzone nahezu voll-ständig (88 %) zu NO3 umgesetztwerden. Das Hochwasserszenario 3 be-wirkte trotz des extrem hohen Exfiltra-tions-Wasserstromes und des vollstän-digen Zusammenbrechens des NH4-Um-satzes in der Bodenzone infolge dergeringen NH4-N-Konzentration im Ex-filtrat (1,3 mg/l) und der kurzen Dauerdieses Szenarios (1 Tag) sowohl einennur untergeordneten kumulativen Ge-samteintrag von Ammonium in den GWLals auch eine nur geringfügig erhöhte lo-kale NH4-Konzentration (1,3 mg/l).

3.3.5 Abfallmanagement,Schlickablagerungen undSchlammentsorgung

3.3.5.1. Entsorgungswege undStoffstrombilanz

HerangehensweiseGrundlage der Bearbeitung dieserFragestellungen war die Erfassung dervorliegenden Informationen überMengen und Orte der Entstehung undEntsorgung flutbedingter Abfälle imStadtgebiet Dresden. Im Projekt wurdennur die drei wesentlichen Hochwasser-abfallfraktionen Sperrmüll1, Schlammund Sand(säcke) betrachtet. Die Ergeb-nisse sind ausführlich in Bilitewski &Wagner (2004) dargestellt.

Die Datenrecherche umfasstefolgende Einrichtungen:

g Amt für Abfallwirtschaft undStadtreinigung der LandeshauptstadtDresden (nachfolgend Abfallamt),

g Entsorgungsunternehmen,

g Ortsämter der vom Hochwasser be-troffenen Stadtteile,

g Zweckverband Abfallwirtschaft Obe-res Elbtal,

g Sächsisches Landesamt für Umweltund Geologie,

g Brand- und Katastrophenschutzamtder Landeshauptstadt Dresden,

g Feuerwehr.Aufgrund der katastrophenbedingtenPrioritätensetzung während des Hoch-wasserereignisses erfolgte die Doku-mentation der Abfallströme nicht in demUmfang, wie sie bei der regulären Ent-sorgung üblich bzw. vorgeschrieben ist.Angaben der Transport- und Entsor-gungsnachweise fehlten oft oder warenungenau. Entsorgungsleistungen wurden auf un-terschiedlicher Basis abgerechnet (Ton-nage, Einsatzstunde, Container) undmussten zum Zwecke der Auswertungauf die Masse als einheitliche Bezugs-größe umgerechnet werden, was aufGrund unterschiedlicher Dichten bzw.Arbeitsleistungen zu Unsicherheitenführt. Eine detailliertere Daten-auswertung (bspw. auf Basis der einzel-nen an Sammlung und Transport betei-

Abb. 47: NH4-N-Konzentrationen [mg/l] an einem Kanalschaden mit punktuellem Eintrag

1 Der Begriff Sperrmüll wird im Bericht synonymfür die Begriffe Sperrabfall und sperrige Abfälleaus Haushalten verwendet. Wenn nicht extraaufgeführt, beinhaltet „Sperrmüll“ auchSchwemmgut.

40

ligten Unternehmen) war daher imRahmen der Recherche nicht möglichbzw. sinnvoll. Insbesondere konntendeshalb keine konkreten Mengen-angaben für bestimmte Teilgebiete, son-dern nur verbale Aussagen hierzu re-cherchiert werden.

g Abfallmengen und -fraktionen

Während und unmittelbar nach dem Au-gust-Hochwasser erfolgte eine komplexeForm der Abfallsammlung, von derAbholung vor Ort bis hin zur Möglichkeitder Selbstanlieferung auf Deponien undWertstoffhöfen. Insbesondere beiSchlämmen, Schadstoffen, konta-minierten Abfällen, verdorbenen Lebens-mitteln und toten Tieren ist eine schnelleund fachgerechte Entsorgung sehrwichtig, um Gesundheitsschäden zuvermeiden. Für die Annahmestellenwurden i. d. R. erweiterte Öffnungszeiteneingerichtet. Der Anteil der Selbst-anlieferungen an der Gesamtmenge istnicht bekannt. Dieser wird aber gegen-

über der Straßensammlung und Con-tainerabfuhr als relativ gering einge-schätzt. Die recherchierten Mengen derzu betrachtenden Hauptfraktionen Sperr-müll, Sand und Schlamm sind inTabelle 13 zusammenfassend darge-stellt. Die Angaben basieren aufAngaben der einzelnen Entsorgungsein-richtungen.

Weitere Fraktionen fielen demgegen-über nur in geringen Mengen an, bei-spielsweise Bauschutt mit ca. 1.181 tund Schadstoffe mit ca. 219 t (LH DD2003). Bei den Recherchen wurdenkeine Hinweise entdeckt, dass esnennenswerte Probleme bei der Entsor-gung dieser Fraktionen gegeben hat.

Vereinzelt angefallener (öl)konta-minierter Sand und Schlamm wurde da-für zugelassenen Anlagen angedient.Die Einzelmengen dieser kontaminiertenFraktionen konnten nicht recherchiertwerden und sind in der jeweiligen Ge-samtmenge an Sand und Schlamm ent-

halten. Von der recherchierten Gesamt-menge wurden 99,7 % an Entsorgungs-einrichtungen im Gebiet der Stadt Dres-den geliefert, lediglich 0,3 % der Abfällewurden – nur bis zum Zeitpunkt der Öff-nung der Deponie Radeburger Straße inDresden – an Deponien des Abfall-zweckverbandes Oberes Elbtal geliefert.Dabei muss beachtet werden, dass dieGebiete rund um Dresden ebenfallsdurch die Flut geschädigt und die Ent-sorgungseinrichtungen entsprechendüberlastet waren. Der ZweckverbandAbfallwirtschaft Oberes Elbtal gibt in derAbfallbilanz 20021 für seine Verbandsge-biete ohne die Landeshauptstadt Dres-den (Landkreise Meißen, SächsischeSchweiz, Riesa-Großenhain und Weiße-ritzkreis), welche alle vom Hochwasser2002 betroffen waren, 162.532 tSchwemmgut und Sperrmüll sowie120.000 t Baurestmassen und Schläm-me an (ZAOE 2003). Entsorgungslogis-tik und -einrichtungen aus dem UmlandDresdens konnten daher kaum für die

Hochwasserabfallentsorgung 2002 inAnspruch genommen werden. DieStandorte der Entsorgungsanlagen imStadtgebiet Dresden sind in Abb. 59(s. S. 53) dargestellt.

In Abb. 42 ist der Einbau der Hoch-wasserabfälle in die Deponie Rade-burger Straße im zeitlichen Verlauf nachdem Hochwasser dargestellt. Sperrmüllund Schwemmgut wurden getrennterfasst. Der Peak beim Einbau derHochwasserschlämme in der 10. Wocheist auf die Beräumung eines Zwischen-lagers am Seidnitzer Weg zurückzufüh-ren. Die nach der Hauptberäumungangelieferten Schwemmgutmengenstammen überwiegend aus den beräum-ten Kleingartenanlagen und Elbwiesen.Teilweise wurden an der Deponie auchgeringe Mengen an Metallteilen undSchadstoffen aussortiert und entspre-chend entsorgt. An die Deponie Rade-burger Straße wurden 48 % der Gesamt-hochwasserabfallmenge geliefert. Ohnedie hochwasserbedingte zwischenzeitli-che Wiederzulassung der DeponieRadeburger Straße wäre die Entsorgungder Hochwasserabfälle innerhalb desDresdener Stadtgebietes nicht möglichund die Logistik und die finanziellen Be-lastungen wesentlich schwieriger zu be-wältigen gewesen.

Sand und SchlammInsgesamt fielen durch verwendeteSandsäcke 29.000 t Sand an. Stich-probenartige Untersuchungen konntenkeine Belastungen nachweisen. Vondem Sand wurden 70 % auf der DeponieRadeburger Straße im Deponiebau –z. B. für den Bau von Randwällen oderAuflagern für Deponieentgasungsysteme– verwertet. Die anderen 30 % wurdenim Rahmen der bergbaulichen Rückver-füllung von ehemaligen Ziegeleigruben

Tabelle 13: Gesamtmengen der zu betrachtendenHochwasserabfallfraktionen

Abfallfraktion Menge [t]

Sperrmüll/Schwemmgut 77.856

Sand(säcke) 29.000

Schlamm 34.903

SUMME 141.759

1 Für die Landeshauptstadt Dresden wurden inder Abfallbilanz 2002 des ZAOE nur die auf denDeponien Radeburger Straße, Gröbern undKleincotta angelieferten Hochwasserabfall-mengen angegeben.

Abb. 48: Einbau der Hochwasserabfälle auf der Deponie Radeburger Straße

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

10.000

11.000

12.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Wochen nach Beginn der Aufräumarbeiten (Aug.-Dez. 2002)

de

po

nie

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Ho

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ss

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[t]

Sperrmüll Schwemmgut Schlamm Sandsäcke

Die Deponie Radeburger Straßewar bereits seit Mai 2001 für die Ab-lagerung von Siedlungsabfällen ge-schlossen. Aufgrund der Hochwasser-katastrophe wurde auf Antrag derLandeshauptstadt Dresden ab dem22. August 2002 der Einbau vonHochwasserabfällen befristet vom Re-gierungspräsidium Dresden geneh-migt. Da sich die Kellerberäumungenwegen des noch hohen Grund-wasserstandes verzögerten, und dieBeräumung der Elbwiesen und Klein-gartenanlagen noch nicht abge-schlossen war, wurde der Einbau vonmineralischen Hochwasserabfällen biszum 31. Dezember 2002 und vonSchwemmgut/Sperrmüll bis zum30. April 2003 genehmigt.

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(t)

41

im Süden Dresdens verwertet. Die Ab-lagerung auf diesen Standorten, die imGegensatz zu den Hausmülldeponiennach Bergrecht genehmigt und betriebenwerden, gilt als Verwertung im Rahmender bergbaulichen Rückverfüllung. Übereine nennenswerte Wiederverwendungvon Sand außerhalb vonDeponiebaumaßnahmen ist nichts be-kannt. Von den 34.903 t Schlammwurden 54 % auf der Deponie Rade-burger Straße abgelagert, 46 % gelang-ten in die bergbauliche Rückverfüllung.Zum fachgerechten Einbau vonSchlamm muss dieser in stichfesterForm vorliegen, deshalb wurdeSchlamm teilweise erst zur Trocknungzwischengelagert.

Sperrmüll und SchwemmgutVon den 77.856 t Sperrmüll/Schwemm-gut wurden 60 % an Sortieranlagengeliefert, 38 % wurden direkt auf derDeponie Radeburger Straße deponiert,kleinere Mengen wurden an eineKompostieranlage sowie an Deponienim Umland von Dresden geliefert. Beider an die Kompostieranlage geliefertenMenge handelte es sich um kompostier-bares Schwemmgut und Grünabfälle.Insgesamt waren 8 Sortieranlagen imEinsatz, von denen jedoch nur fünf fürdie Sortierung von Sperrmüll aus Haus-halten und Gewerbe ausgelegt waren.Die anderen drei Anlagen sind vorrangigfür Baumischabfälle konzipiert, undwaren daher nur bedingt für Sperrmüllgeeignet.

Die Gesamtkapazität aller vor-handenen Sortieranlagen unterHöchstlast (ggf. mit Mehrschichtbetriebund 7-Arbeitstage-Woche) zur Beseiti-gung der Hochwasserabfälle wurde nachAngaben der Betreiber und vonRahmeninformationen auf 1.000 t proTag in den ersten Wochen nach Beginnder Aufräumarbeiten geschätzt. Demgegenüber beräumte die Sperrmüll-abfuhr bereits in den ersten 2 Wochenim Durchschnitt 3.400 t täglich. Nur einTeil der Differenzmenge konnte zeit-gleich deponiert werden. Die für dieHochwasserabfälle eingerichteten Zwi-schenlager fassten im Gesamtvergleichnur minimale Mengen an Sperrmüll. Biszum Rückgang der täglichen Sperrmüll-abfuhr auf die Kapazität von Sperrmüll-sortierung und -deponierung wurden da-her große Sperrmüllmengen auf demGelände der Sortieranlagen zwischenge-lagert. Um eine Angabe der genutztenZwischenlagerkapazitäten an denSortieranlagen zu bekommen, wurde diein Tabelle 14 dargestellte Abschätzungdes Verlaufs der Sperrmüllentsorgung

vorgenommen. Es zeigt sich, dass ca.3 Wochen nach dem Beginn der Auf-räumarbeiten die Sperrmüllabfuhr aufdie Kapazität von Sortierung undDeponierung zurückgeht. Bis dahinmuss Sperrmüll in der Größenordnungvon ca. 28.000 t an den Sortieranlagenzwischengelagert werden.

Die Sortierquote konnte auf Grundeiniger fehlender Angaben für die ge-samte, an Sortieranlagen gelieferteMenge nicht ermittelt werden.Schätzungsweise lag diese bei 40 %.Der verwertbare Anteil bestand in etwazu 2/3 aus Holz, welches i. d. R. an Alt-holzverbrennungsanlagen geliefert

wurde, und zu 1/3 aus Metall undanderen verwertbaren Stoffen. Die üb-rigen 60 % der angelieferten Menge,Sortierreste und nicht sortierbarer Sperr-müll wurden überwiegend in der berg-baulichen Rückverfüllung verwertet. Voneiner Sortieranlage wurden Sortierresteund nicht sortierbarer Sperrmüll an dieDeponie Gröbern geliefert. Des Wei-teren wurden auch die in geringenMengen gefundenen Schadstoffe aus-sortiert und fachgerecht entsorgt.

In Abb. 49 ist die Stoffstrombilanz derHochwasserabfallentsorgung 2002 zu-sammenfassend dargestellt.

Abfuhr Deponierung Sortierung In/OutputZwischen-

lager

auf Zwischen-

lager

[t] [t] [t] [t] [t]

Summe 77.856 29.566 48.290 0 -

Woche 1 22.400 2.539 5.000 +14.861 14861

Woche 2 25.200 5.940 7.000 +12.260 27.121

Woche 3 14.000 5.483 7.000 +1.517 28.638

Woche 4 4.337 4.040 7.000 -6.703 21.935

Woche 5 2.564 2.564 7.000 -7.000 14.935

Woche 6 1.903 1.903 6.000 -6.000 8.935

Woche 7 1.144 1.144 5.000 -5.000 3.935

Woche 8 885 885 3.000 -3.000 935

ab 9. Woche 5.423 5.068 1.290 -935 0

Abb. 49: Stoffstrombilanz der Hochwasserabfall-entsorgung in Dresden nach dem August-hochwasser 2002

77.856 tSperrmüll / Schwemmgut

34.903 tSchlämme

29.000 tSand(säcke)

29.211 t 18.715 t 20.370 t

16.160 t 8.630 tVerwertung

Holz, Metall, etc.

EntsorgungSortierrest

Sortieranlagen47.069 t

ca. 40% ca. 60%

ca. 62% ca. 38 % 54 % 46 % 70 % 30 %

BergbaulicheRückverfüllung

Kom

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221

t

Dep

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980

t

Deponie Radeburger Straße

Tabelle 14: Abschätzung des Verlaufs der Sperrmüll-entsorgung

42

3.3.5.2. StoffaustragspotenzialUm eine Gefährdung des Grundwassersdurch abgelagerte Abfälle abzuschätzen,waren im Weiteren Stoffaustragspo-tenziale, die durch die flutbedingten Ab-fälle entstanden sind, zu ermitteln. Dazuwurden vorliegende Analysen gesammeltund ausgewertet, wobei die Ermittlungdes Stoffaustragspotenzials lediglich fürdie Abfallart Schlämme sinnvoll war.Sperrmüll ist zu heterogen, um für denFall der Ablagerung Abschätzungen desStoffaustragspotenzials vornehmen zukönnen. Hier sind hohe Werte für Blei,Chrom und Kupfer bekannt; diese sindsperrmüllspezifisch und resultieren ausim Sperrmüll vorhandenen Metallteilen,die letztlich auf Grund ihrer bezogen aufdie Masse geringen Oberfläche keinewesentlichen Quellen für die be-treffenden Schadstoffe darstellen (Heil-mann 2000). Über einen nennenswertenVerbleib von Sandsäcken am Anfallort istim Stadtgebiet Dresdens nichts bekannt.Andernorts wurden z. B. Sandsäcke aufDeichen belassen. Da die stichproben-artigen Untersuchungen des Sandeskeine Belastungen ergaben, ist einSchadstoffaustrag nicht zu befürchten.Sandsäcke, die zur Rückhaltung vonauslaufendem Heizöl verwendet wurden,sind als Sonderabfall entsprechendenEntsorgungsanlagen angedient worden.

SchlämmeIm Gegensatz zu Hochwasserereig-nissen in anderen Flusseinzugsgebieten,wo Schlammablagerungen nicht in demMaße mit Schadstoffablagerungen ver-bunden sind wie im Einzugsgebiet derElbe, musste nach dem Augusthoch-wasser vor allem im Einzugsgebiet derMulden aber auch in großen Teilab-schnitten der Elbe davon ausgegangenwerden, dass Prüf- und Maßnahmewerteder Bundes-Bodenschutz- und Altlasten-verordnung (BBodSchV) für einzelneSchadstoffe in den Böden der über-schwemmten urbanen Gebiete über-schritten wurden (Popp et al. 2004). Auf-grund der akuten Gefährdungslagewurden insbesondere die für die Beurtei-lung des Pfades Boden - Menschwichtigen Feststoffwerte der Hoch-wassersedimente analysiert. Fast alleParameter in den untersuchten Probenverhalten sich unkritisch. Auffällig sind le-diglich Überschreitungen der Prüfwertefür Arsen. Von 27 recherchierten Analy-senergebnissen überschreiten 5 Probenden Prüfwert für Wohngebiete(50 mg/kg) und davon eine Probe sogarden Prüfwert für Industrie- und Ge-werbegrundstücke (140 mg/kg). VonPopp et al. (2004) wird ein Wert mitÜberschreitung des Prüfwertes fürKinderspielplätze von Dresden-Leuben

genannt. Ein Maximalwert für MKW von1.970 mg/kg ist als Einzelfall zu be-trachten, der offensichtlich durch einender punktuell auftretenden Heizöl-schäden beeinflusst wurde. Alleanderen Werte lagen im unauffälligenBereich überwiegend weit unter500 mg/kg. Für alle anderen organi-schen Schadstoffparameter und Uranist die Anzahl der vorliegenden Probenzu gering, um Aussagen über derenKonzentrationsverhalten treffen zukönnen.

Für die zur Beurteilung des Schad-stoffaustragspotenzials mit dem PfadBoden - Grundwasser erforderlichenEluatuntersuchungen lagen nur wenigeErgebnisse vor. Durch Popp et al.(2004) wurden keine Eluate vonSchlämmen aus dem Raum Dresdenuntersucht; Schröder et al. (2004)haben Eluatuntersuchungen anSchlämmen aus dem Raum Dresdenauf organische Einzelsubstanzenvorgenommen; weitere Untersuchungs-ergebnisse lagen vom LfUG vor.

Im Rahmen des Forschungsprojek-tes wurden deshalb am 30.01.2004noch drei Proben von Hochwasserse-dimenten gezogen, welche von derWitterung unbeeinflusst zur Ablagerungkamen, und auf Schwermetalle undPAK untersucht. Die Auswertung dervorliegenden Eluatanalysen zeigt, dasssich hohe Arsengehalte in den Feststof-fen auch in den Eluaten nieder-schlagen. Von fünf untersuchtenProben weisen drei Proben Arsenge-halte im Eluat auf, welche den Prüfwertder BBodSchV für den Pfad Boden- Grundwasser überschreiten. Bei zweivon drei Analysen sind die Prüfwerte fürPAK überschritten. Die Herkunft derArsenbelastungen für den Raum Dres-den ist nicht eindeutig geklärt. AlsHauptquelle muss im Bereich Dresdender Eintrag aus den Zuflüssen Müglitzund Weißeritz gesehen werden (Ranket al. 2003). Im Mündungsbereich derMüglitz bei Heidenau werden die Arsen-und Blei-Grenzwerte der Bodenschutz-verordnung für Wohngebiete überschrit-ten (UFZ 2002). Im Vergleich zuvorangegangenen Untersuchungenliegen die gefundenen Belastungen anPAK und PCB der untersuchtenElbeschlämme im August 2002 „in glei-cher Größenordnung wie die Kon-zentrationen in den schwebstoffbürtigenElbsedimenten in den Jahren 2000 und2001“ (Schröder et al. 2004, S. 110).

AblagerungsstandorteFür eine Abschätzung des Stoffeintragesin das Grundwasser müssen weiterhindie Standortgegebenheiten der betrof-fenen Ablagerungsflächen betrachtetwerden. Dies betrifft als Primärablage-rungsfläche die Elbwiesen, sowie die be-aufschlagten AblagerungsflächenDeponie Radeburger Straße und die al-ten Ziegeleigruben im Süden der StadtDresden.

Trotz des nur geringen Geschützt-heitsgrades des Grundwasserleiters istfür die Elbwiesen die von den in derElbaue abgelagerten Schlämmen ausge-hende Grundwassergefährdung alsgering zu bewerten. Ausschlaggebendfür diese Einschätzung ist insbesonderedie äußerst niedrige Schadstofffracht, diezum einen auf der geringen Schichtstär-ke der Ablagerung und zum anderen aufdem Ausbreitungsverhalten der rele-vanten Schadstoffe Arsen und PAK be-ruht. An der Deponie Radeburger Straßehat bisher kein deponiestämmigesSickerwasser zu einer Verunreinigungder unter dem Deponiekörperverlaufenden GWL geführt. Es kann so-mit davon ausgegangen werden, dassdie Schadstoffgehalte der deponiertenSchlämme keine negative Beeinträchti-gung des GWL hervorrufen werden. Dadie Schlämme auf einer 60 m mächtigenHausmüllschicht deponiert wurden, istauf dieser Sickerstrecke zudem mit einerAdsorption des Arsens zu rechnen. DieBildung von Sickerwasser wird darüberhinaus zunächst durch die temporäre Ab-deckung minimiert und nach endgültigemDeponieabschluss unterbunden. DerStandort wird zudem mittels einesGrundwassermonitoring überwacht.

Die Tagebaurestlöcher im SüdenDresdens zeichnen sich zum einen durchhohen Grundwasserflurabstand, zumanderen durch mäßige Wasserwegsam-keit des geologischen Untergrundes unddessen relativ hohe Tonmineralgehalteaus. Beide Faktoren lassen in Ver-bindung mit den getroffenen technischenSicherungsmaßnahmen zumindest fürweniger mobile Schadstoffe, wie Arsen,einen ausreichenden Grundwasser-schutz erwarten (Bilitewski & Wagner2004).

43

4. Grundhochwassermanagement für Dresden

4.1 Schutzzieldiskussionund -vorschläge

Die Ausweisung von Gefahrenpo-tenzialen im Grundwasserbereich stelltzunächst auf Regionalisierung rein hy-draulischer Wirkungen des Grund-wassers ab. Gefahrenpotenziale sinddamit zunächst unabhängig vonNutzungsgrad und Nutzungsart des Un-tergrundes.

Die Kombination von Gefahrenpo-tenzialen und bestehender oder ge-planter Nutzungsart führt zur Diffe-renzierung von Schutzzielen (BWG1998) (Abb. 50).

Der Blick auf Hochwassergebiete inDeutschland (Rhein, Oder) zeigt, dassdie Auswirkungen des Hochwassers aufdas Grundwasser nur punktuelle undinsgesamt untergeordnete Beachtungfinden.

Die durch die UBV/DGC/GFI (2004b)durchgeführte Befragung von Rhein-anliegern zum Umgang mit der Grund-wasserproblematik und deren Model-lierung ergab, dass bezüglich der Model-lierung der Auswirkung von Hochwasser-ereignissen auf die Grundwasserstands-verhältnisse, insbesondere unter Beach-tung einer technogenen Schicht, eineautomatische Generierung der Randbe-dingung für Überflutungsflächen und derErfassung eines teilweisen Verbaus desGrundwasserleiters, keine großräumigenAnsätze verfolgt werden, wie sie in Dres-den mit dem bearbeiteten Projekt be-trachtet wurden. Die Befragung vonLandesdienststellen von Nordrhein-Westfalen ergab ein weitgehend ähnli-ches Bild. So gibt es für die Flussauender großen Vorfluter viele numerischeModelle zur Beantwortung von Ein-zelfragen. Komplexe Modelle, die von

den Ämtern genutzt und weiterentwickeltwerden, liegen jedoch nicht vor. Dasrührt daher, dass bei Anfragen von Be-troffenen immer Einzelfallentschei-dungen getroffen wurden, die zumgroßen Teil auch auf Expertenwissenaufbauen. Generelle bauleitplanerischeRestriktionen wegen Gefährdung durchaufsteigendes Grundwasser sind dem-zufolge von den Rheinanliegern nichtbekannt.

Untersuchungen zur Auswirkung vonstationären und mobilen Hochwasser-schutzanlagen auf das Grundwasserwurden von der RWTH Aachen für dieStadt Köln durchgeführt (Köngeter 2003;Vogel & Schmidtke 2002). Auch dieseUntersuchungen waren mit starkem lo-kalen Bezug und nicht auf grundsätzli-che bauleitplanerische oder hoch-wasservorsorgende Aussagen aus-gerichtet.

Lediglich in einer Broschüre zumHochwasserschutz (NRW 1999) werdenSchutzstrategien genannt, die sich in dieBereiche Ausweichen – Widerstehen –Nachgeben gliedern und auch auf dasGrundwasser bezogen werden (s. Her-vorhebungen in Abb. 51).

Dieser Umgang mit dem Problem auf-steigenden Grundwassers kannallerdings durchaus im Gegensatz zurWahrnehmung einer „Grundwasserbe-drohung“ stehen. So weisen Untersu-chungen von Schlepütz (2004) aus, dass

bei einer Umfrage zur Einrichtung vonFlutpoldern im Gebiet von Köln 35,3 %der Befragten sich aus Angst vor einerzusätzlichen Grundwasserbedrohunggegen Flutpolder aussprachen.

Auch das Bundesministerium für Ver-kehr, Bauwesen und Wohnung geht nursehr allgemein auf die Bedrohung derBausubstanz durch Grundwasser ein. Soweist die „Hochwasserfibel“ (BMVBW2003) darauf hin, dass Gebäude „beieinem Hochwasserereignis nicht nur inüberschwemmten Gebieten, sondern beiAnstieg des Grundwasserspiegels durcherhöhten Wasserdruck“ gefährdetwerden.

Das Staatliche Umweltamt Krefeldbeschreibt, dass an wenigen Stellenauch das Grundwasser Gegenstandlaufender Hochwasserschutzmaß-nahmen ist (SUA Krefeld 2002). Bei derRheinanliegergemeinde Unterbirten, diegegen den Grundwasseranstieg ge-schützt wird, handelt es sich um eineergänzende Maßnahme zu einemPolderbau, der zu einer weit in das Hin-terland führenden Grundwasserfließrich-tungsumkehr mit entsprechendenQualmwasseraustritten führt.

Die Überlagerung aus Gefahrenpo-tenzial und potenzieller Nutzungsintensi-tät (rechtlich manifestiert in der Bauleit-planung), in Verbindung mit der Gewähr-leistung naturnaher Abflussverhältnissekann zur Ausweisung von Tiefbaupo-

Abb. 50: Zusammenhang von grundwasserbezo-genem Gefahrenpotenzial, Tiefbaupo-tenzial und Schutzzielen

44

tenzialen und deren Einschränkungenführen.

Ausgehend von der Herleitung derGefahrenpotenziale (s. Kap. 3.1.4)sollen im Folgenden die Tiefbaupo-tenziale abgeleitet und differenzierteSchutzziele definiert werden.

4.1.1 Tiefbaupotenziale

Die Bauleitplanung hat das Ziel, dielangfristige harmonische Entwicklungvon Infrastruktur, Wohnbauten, Indus-trie, Gewerbe und Gesellschaftsbautenin einer Kommune zu ermöglichen. AufGrund dieser wesentlichen Aufgaben-stellung sind hochwasserbedingteGrundwasserstände mit ihren möglichenAuswirkungen auf Wohn-, Gewerbe- undöffentliche Gebäude für die Bauleitpla-nung relevant. Dies gilt vor allem fürTiefbauten, die einerseits auf das Grund-wasserströmungsregime signifikant ein-wirken können, andererseits von Grund-hochwasser betroffen sind und indiesem Fall den Gesamtbestand einesGebäudes gefährden können. Ausdiesem Grunde müssen sich grund-wasserbezogene, bauleitplanerische Re-striktionen in zwei Richtungenorientieren.

Zum Einen ist durch die Bauleitpla-nung Vorsorge dafür zu treffen, dass na-turnahe Abflussverhältnisse des Grund-wassers gewährleistet werden. DieserAspekt, der sowohl für Mittel- als auch

für Hochwasserverhältnisse gilt, wird ge-deckt durch § 1, Abs. (6) Ziff. 7a desBauGB.

Zum Zweiten ist jedoch durch dieBauleitplanung Vorsorge dafür zutragen, dass die zu errichtenden Gebäu-de keinem unvertretbaren Risiko durchVernässung, nachhaltige geome-chanische Prozesse, wie Setzungen,Rutschungen etc. oder Gebäudeinstabili-täten durch kurzfristig ungleichmäßig an-steigendes Grundwasser ausgesetztwerden (BWK 2003). Insofern kommtder Bauleitplanung auch eine vor-sorgende Funktion zu, die bezüglich desGrundwassers auch für den Hoch-wasserfall gilt. Dieser Aspekt manifes-tiert sich im § 1, Abs. (6), Ziffer 1 desBauGB, in dem „gesunde Wohn- undArbeitsverhältnisse und die Sicherheitder Wohn- und Arbeitsbevölkerung“ fest-geschrieben sind.

Bewertungskriterien naturnaherAbflüsse

Für die Bewertung der Gewährleistungnaturnaher Abflussverhältnisse desGrundwassers spielen in Innenstadtbe-reichen insbesondere die Tiefbaupo-tenziale eine wesentliche Rolle. DasTiefbaupotenzial bezieht sich dabei aufjenen ver- und bebaubaren, unter-irdischen Raum, der den möglichst na-turnahen, notwendigen („freien“) unter-irdischen Abfluss des Grundwassers

gestattet. Als Kriterium für die Be-wertung gilt dabei der maximale durchden Tiefverbau erzeugte Aufstau derGrundwasseroberfläche am geplantenoder an bestehenden Gebäuden. Für dieLandeshauptstadt Dresden wurden inden letzten Jahren dafür Bewertungsan-sätze entwickelt, wie sie in Tabelle 15zusammengestellt sind.

Die allgemeinen Aussagen zu Aspek-ten der Bauleitplanung sind vor dem Hin-tergrund eines sich in der Folge vonHochwasser einstellenden Grundhoch-wassers zu untersetzen.

Dazu wurden im Rahmen der Projekt-bearbeitung als raumbezogene Grund-lage zur Beurteilung der Grundwasser-verhältnisse für die Bauleitplanung zu-nächst die Karten minimaler, ge-messener Grundwasserflurabstände so-wie die Beurteilung der Gefahrenpo-tenziale herangezogen. Die Ergebnisseder Strömungsmodellierung hinsichtlichder minimalen Flurabstände bei unter-schiedlichen Wasserständen desVorfluters sind eine weitere Möglichkeitdiese Auswertungen vorzunehmen.

Bauleitplanung und Grundhochwasser

Für die Bauleitplanung wurde eine Kate-gorisierung in folgende Flächenklassender Tiefbaupotenziale vorgenommen:

g Flächen ohne Einschränkung für denTiefbau,

g Flächen mit Tiefbauten (mit Angabeder Ebene), die auf Grund kurzfris-tiger Grundwasserhochstände tem-porär zu schützen sind,

g Flächen mit Tiefbauten (mit Angabeder Ebene), die auf Grund längerfris-tiger Grundwasserhochstände gene-rell zu schützen sind (Weiße Wanneetc.) und

g Flächen mit eingeschränktem Tief-baupotenzial, um den natürlichenGrundwasserabfluss zu gewährleis-ten.

Die Gefahr von Grundhochwasser imElbtalgrundwasserleiter von Dresdenstützt dieses Vorgehen. In Tabelle 16sind die für die Landeshauptstadt Dres-den angewandten Kriterien für die Ab-leitung der Tiefbaupotenziale zu-sammengestellt. Sie ergeben sich ausder Überlagerung der minimalen Grund-wasserflurabstände mit den Gefahrenpo-tenzialen. Für die LandeshauptstadtDresden wird für alle Plangebiete im In-nenstadtbereich von einer ökologischenVerträglichkeit von 2 Tiefgeschossenausgegangen. Da der Aufstau vonGrundwasser auch unter Mittelwasser-verhältnissen bei Tiefbauten mit mehrals 2 Tiefgeschossen bis zur Kategorie„starke Bedenken“ führt, werden mehr

Abb. 51: Hochwasserschutzstrategien für Gebäude (nach NRW 1999)

Tabelle 15: Bewertungskriterien für den Aufstau durch ständig im Grundwasser verbleibende Bauwerke im In-nenstadtbereich der Landeshauptstadt Dresden (nach UBV-JP 1996)

Bewertungskriterium Klassifizierung Aufstauhöhe (m)

Aufstauhöhe am aufstauenden Bauwerk

oder

Gefährdung bestehender Bebauung durch GW –Anstieg

keine Bedenken <0,1

geringe Bedenken 0,1 bis 0,25

starke Bedenken 0,25 bis 0,50

sehr starke Bedenken 0,50 bis 1,0

Ausschlusskriterium >1,0

Hochwasserschutzstrategien für Gebäude

Festlegen eines Sicherheitsniveaus

Ausweichen Widerstehen NachgebenPrimäres Ziel:Wassereintritt

verhindern

Sekundäres Ziel:Wassereintritt und Schadenbegrenzen

Bau außerhalb des potenziellenÜberschwem-mungsgebietes

Bau ohne Keller(Erdgeschossüber Hoch-

wasserniveau)

Aufständerndes Gebäudes

Wassereintrittdurch bauliche

Maßnahmeverhindern

PlanmäßigesFluten desGebäudes (ganz oderteilweise)

Hochwasser-angepassteGebäude-nutzung

Erhöhte Standsicherheitsgefährdungdurch größeren Wasserdruck

VerbleibendeGefährdung nicht vorhanden

bzw. sehr gering

Verringerte Standsicherheits-gefährdung, u.U. nachhaltige

Schäden an Gebäudeund Einrichtung

Neubau

45

als 2 Tiefgeschosse in der Bauleitpla-nung generell nicht vorgesehen und injedem Falle einer gesonderten Einzelfall-prüfung unterzogen (UBV-JP 1996;UBV/DGC/GFI 2004b).

Karten der TiefbaupotenzialeBei der Erstellung der Karte der Tiefbau-potenziale wurde von den minimalenGrundwasserflurabständen ausge-gangen. Dies entspricht der EmpfehlungBWK (2003), in der mit Bezug auf dieDIN 18195-1 als Bemessungsgrund-wasserstand „der höchste nach Möglich-keit aus langjährigen Beobachtungen er-mittelte Grundwasser-/Hochwasserstandund bei von innen drückendem Wasserder planmäßige Wasserstand“ definiertwird.

Unter Beachtung der Tatsache, dasses im Unterschied zu Pegeln an Oberflä-chengewässern für Grundwasser meistkeine Statistik zur Festlegung von Ein-trittswahrscheinlichkeiten und die Be-rücksichtigung von Extremereignissengibt, wurde in einem weiteren Schritt dieDauer des Grundhochwassers berück-sichtigt. Aus wirtschaftlichen Gründen istfür Flächen, in denen das Grundhoch-wasser weniger als 30 Tage anstand,ein temporärer Schutz (durch Grund-wasserabsenkungsanlage etc.) zu emp-fehlen. Für Flächen, auf denen dasGrundhochwasser länger als 90 Tageanstand, sollte ein genereller Schutz derGebäude (z. B. durch Weiße Wanneoder durch ein generelles Verbot vonTiefbauten) empfohlen werden.

Diese Flächendifferenzierung wurdedurch die minimalen Grundwasserflurab-stände noch untersetzt. So muss beieinem minimalen Flurabstand zwischen1 und 3 m die Ebene –1 in den Schutzeinbezogen werden. Für Flurabständezwischen 3 und 5 m ist für Bauten mitTiefbauebene –2 der entsprechendeSchutz vorzusehen. Für Flächen mitmittlerem Gefahrenpotenzial (Grund-hochwasserdauer zwischen 30 und90 Tagen) kann die Art des Schutzeserst durch eine Einzelfallprüfung emp-fohlen werden. Für Flächen mit minima-len Flurabständen < 1 m kann generelldas Tiefbaupotenzial erst durch Ein-zelfallprüfung ausgewiesen werden. FürFlächen mit einem niedrigen Gefahren-potenzial und/oder minimalen Grund-wasserflurabstand von > 5 m besteht be-züglich der Grundhochwasser-Gefahrein uneingeschränktes Tiefbaupotenzial

bis zur Ebene –2. In Sommer (2004) istdie Methodik näher beschrieben. Diekartographische Darstellung der Aus-wertung ist in Anlage 4 dargestellt.

4.1.2 Schutzzieldefinition

Allgemeine GrundsätzeDie Festlegung von Schutzzielen ist einEntscheid von großer technischer undwirtschaftlicher Tragweite. Die Wahl derSchutzziele richtet sich nach den zuschützenden Werten. Je nach Objekt-kategorie (z. B. Siedlung, Infrastruktur-anlage, Landwirtschaftsfläche) werdenverschiedene Bemessungsgrößen ange-wandt. So hat, bezogen auf das Oberflä-chenwasser, der früher übliche generelle

Ausbau auf ein Jahrhunderthochwasser(HQ100) beispielsweise in der Schweizkeine allgemeine Gültigkeit mehr. FürPersonenschutz und bei sehr hohenSachwerten wird empfohlen, denSchutzgrad höher anzusetzen; bei land-wirtschaftlich genutzten Flächen kannder Schutzgrad in der Regel reduziertwerden. Die definitiven Schutzzielemüssen im Rahmen der Maßnahmen-planung unter sorgfältiger Interessen-abwägung iterativ festgelegt werden. Beiübermäßigen Kosten oder anderenschwerwiegenden Nachteilen sindNutzungen bzw. Schutzziele zu überprü-fen und eventuell anzupassen. Durcheine geeignete Abgrenzung des Projekt-gebietes ist sicherzustellen, dass es zukeiner Verlagerung des Risikos kommt

Tiefbaupotenzial GefahrenpotenzialGrundwasserflurabstand

GWFAmin (m)

Flächen ohne Einschränkungfür den Tiefbau

Niedriges Gefahrenpotenzial > 5 m

Flächen in denen eine Ein-zelfallprüfung empfohlen ist

Niedriges Gefahrenpotenzial < 5 m

Mittleres GefahrenpotenzialEbene bis –1 1 – 3 m

Ebene bis –2 3 – 5 m

Flächen mit Tiefbauten, die durch kurzfristige Grund-wasserhochstände temporärzu schützen sind

geringe Dauer; hohe Intensität

Ebene bis –1 1 – 3 m

Ebene bis –2 3 – 5 m

Flächen mit Tiefbauten, die durch längerfristigeGrundwasserhochständegenerell zu schützen sind(Weiße Wanne etc.)

hohe Dauer; mittlere bis hohe Intensität

Ebene bis –1 1 – 3 m

Ebene bis –2 3 – 5 m

Flächen mit eingeschränktemTiefbaupotenzial, um den na-türlichen Grundwasserabflusszu gewährleisten

Aussagen nur durch Einzelfallprüfung (Strömungs-modellierung) möglich

Tiefbauten mit mehr als 2 Tiefebenen

generelle Einzelfallprüfung

Abb. 52: Beispiel für Differenzierung von Schutz-zielen der Hochwasservorsorge (BWG2003)

Tabelle 16: Hochwasserbezogene Kriterien für Tief-baupotenziale im Stadtgebiet von Dres-den.

46

(BWG 2003). Ein Beispiel für eine Diffe-renzierung der Schutzziele ist in Abb. 52dargestellt.

Schutzzielkategorien in urbanenGebietenDie exemplarisch in Abb. 52 genanntenSchutzzielkategorien sind für urbane Ge-biete zu modifizieren. Für die Gefähr-dung hinsichtlich Grundhochwasserkommen in Anlehnung an KORNDÖRFER

(2002) für eine Kommune wie dieLandeshauptstadt Dresden Objektkate-gorien in Frage, die von ihrer Schutz-würdigkeit differenziert einzuordnensind. Eine Differenzierung der Schutz-würdigkeit ist in Tabelle 17 dargestellt.

Die hohe Schutzwürdigkeit von Kran-kenhäusern und Pflegeheimen ergibtsich daraus, dass eine Evakuierung oderein Betriebsausfall ein hohes Risiko fürLeib und Leben von Menschen in sichbirgt. Die Historische Innenstadt genießteine hohe Schutzwürdigkeit auf Grundder Werte und der Einmaligkeit derSchutzgüter.

Bemessungsgrößen fürgrundwasserbezogene Schutzziele Als Bemessungsgrößen für Schutzzielewerden für das Oberflächenwasser diestatistischen Wiederkehrintervalle her-angezogen. Wie bereits erwähnt, sindauf Grund meist fehlender statistischerGrundlangen für entsprechende Grund-wasserganglinien und durch die räumli-che Verbreitung des Grundhochwassersdie Wiederkehrintervalle an einzelnenGrundwassermessstellen als Bemes-sungsgrundlage für grundwasserbezo-gene Schutzziele nur wenig oder garnicht geeignet.

Deshalb wird vorgeschlagen, nebender Nutzung ausgewiesene Gefähr-dungspotenziale, in die sowohl dieminimalen Grundwasserflurabstände alsauch die Komponente der Grundhoch-wasserdauer eingegangen sind, als Be-

messungsgrößen für Schutzziele her-anzuziehen.

Differenzierung der SchutzzieleDie Differenzierung der Schutzziele er-gibt sich somit aus der Schutzwürdigkeitder einzelnen Objekte (s. Tabelle 17) inKombination mit den grundwasserbezo-genen Gefahrenklassen, wie sie in Kap.3.1.4 abgeleitet wurden (s. Abb. 21 undAbb. 23).

Daraus ergibt sich eine Matrix zur Dif-ferenzierung der Schutzziele, wie sie inAbb. 53 dargestellt ist. Es werden dreiSchutzziel-Klassen unterschieden:

Höchstmöglicher Schutzdurch generelle oder/und temporäreSchutzmaßnahmen erforderlich.Diese Schutzziele sollten für sensibleObjekte wie beispielsweise Kranken-häuser und Pflegeheime in Gebietenmit mittlerem und hohem Gefähr-dungspotenzial erreicht werden. DasSchutzziel kann erreicht werden, in-dem betriebswichtige Anlagen nichtin Tiefgeschossen stationiert sind(genereller Schutz) oder temporäre

Schutzvorrichtungen (Absenkungs-brunnen) errichtet werden. Die Ent-scheidung darüber ist durch Wirt-schaftlichkeitsbetrachtungen zutreffen.

Begrenzter Schutz besteht, wenn generelle Schutzmaß-nahmen zwar möglich aber wirt-schaftlich nicht sinnvoll sind. Dann istein Schutz durch Einschränkung (An-zahl der Tiefgeschosse / zeitweiligeNutzungsbeschränkungen für Tiefge-schosse) erreichbar. Fehlendergenereller Schutz kann im Einzelfalldurch temporäre Schutzmaßnahmenausgeglichen werden.

Fehlender Schutz bedeutet, dass hohe Grundwasser-stände zugelassen werden. Im Ein-zelfall können diese durch temporäreSchutzmaßnahmen kompensiertwerden, für diese Objektklassen soll-ten aber unter den entsprechendenGefährdungspotenzialen in ersterLinie Baubeschränkungen ausge-sprochen werden.

Die Schutzziele sind in erster Linie nachden Nutzungsarten zu differenzieren. DieAbb. 53 soll am Beispiel der Kranken-häuser / Pflegeheime erläutert werden.Diese Objektkategorie besitzt eine sehrhohe Schutzwürdigkeit. Liegt ein Objektin Gebieten mit hohem und mittleremGefahrenpotenzial, muss ein höchst-möglicher Schutz durch generelle odertemporäre Maßnahmen vorgesehenwerden (grünes Feld). BegrenzteSchutzmaßnahmen (gelbes Feld)werden für ausreichend gehalten, liegtein Objekt dieser Objektkategorie ineinem Gebiet mit mittlerem bis geringembzw. geringem Gefahrenpotenzial.

Abb. 53: Mögliche Differenzierung von Schutzzielen gegenüber Grundhochwasser in Dresden

hoch mittel-hoch mittel gering-mittel gering

sehr hoch

sehr hoch

hoch

hoch bis mittel

hoch bis mittel

hoch bis mittel

mittel

gering

Fehlender Schutz - Hohe Grundwasserstände müssen zugelassen werden; im Einzelfall ist temporärer Schutz herzustellen; Einschränkungen durch Baubeschränkungen.

Gefährdungspotenzial

KrankenhäuserPflegeheime

HistorischeInnenstadt

Kläranlage

öffentlicheGebäude (Schulen etc.)

dichteWohnbebauung

offeneSiedlungsflächen

landwirtschaftliche undgärtnerische Flächen

Höchstmöglicher Schutz durch generelle oder/und termporäre Maßnahmen

Begrenzter Schutz - Schutz durch generelle Maßnahmen herstellen; Einschränkungen bei fehlendem generellen Schutz; Ergänzung durch temporären Schutz im Einzelfall.

Gewerbegebiete

Objektkategorie Schutzwürdigkeit

Tabelle 17: Objektkategorien und Schutzwürdigkeit im urbanen Bereich

Objektkategorie Schutzwürdigkeit

Krankenhäuser, Pflege- und Altenheime sehr hoch

Historische Innenstadt sehr hoch

Kläranlagen und Wasserwerke hoch

Öffentliche Gebäude (Schulen etc.) hoch bis mittel

dichte Wohnbebauung hoch bis mittel

Gewerbegebiete hoch bis mittel

offene Siedlungsflächen mittel

gärtnerisch und landwirtschaftlich genutzte Flächen

gering

47

4.2 Handlungsempfeh-lungen für Dresden

Nach dem Augusthochwasser 2002 sindallgemeine Handlungsempfehlungenund Aktionspläne für den Hochwasser-schutz erarbeitet worden, die vorrangigauf den Schutz vor einer Überflutungausgerichtet sind (HGN 2004; LAWA2004; IKSE 2003).

Ein Ziel des Forschungsprojektes wares, aus den Erfahrungen mit hoch-wasserbedingtem Grundhochwasser imStadtgebiet von Dresden, Handlungs-empfehlungen für den Umgang mit der-artig extremen Grundwasserverhält-

nissen, wie sie im und nach dem August2002 aufgetreten sind, abzuleiten. Diefolgenden Handlungsempfehlungen glie-dern sich nach den Maßnahmekategori-en für Hochwasserschutz und Hoch-wasservorsorge der LAWA-Leitlinien(LAWA 2004) (s. Abb. 54). Als Spezifikfür das Grundwasser werden bei denHandlungsempfehlungen sowohl dieWirkungen der Grundwasserdynamik(Grundhochwasser) als auch dieWirkungen der Grundwasserbeschaffen-heit berücksichtigt.

Es liegt in der Natur des Forschungs-projektes, dass diese Handlungsemp-fehlungen sich zuerst auf die Landes-hauptstadt Dresden beziehen. Im Kap. 5wird im Weiteren der Versuch unternom-men, die Handlungsempfehlungen zueinem grundwasserbezogenen Hoch-wasserschutz zu verallgemeinern. Dabeimüssen nicht alle Empfehlungen gleich-wertig und vollständig umgesetztwerden, sondern je nach Standortbe-dingungen, fachlichen Erfordernissenund Stand der bisherigen Bearbeitungsind Einzelmaßnahmen auszuwählenoder zu modifizieren.

Die Aufgabe des technischen Hoch-wasserschutzes besteht in der Redu-zierung der Schäden in besiedelten undbebauten, hochwassergefährdeten Ge-bieten. Sie sollten jedoch dort nichtvorgesehen werden, wo Maßnahmendes Flächenmanagements angebrachtsind.

Technischer Hochwasserschutzgegen Grundhochwasser lässt sichgrundsätzlich in drei Kategorien eintei-len:

g Wirkungen, die von Schutzmaß-nahmen im Bereich des Oberflächen-wassers auf das Grundwasser aus-gehen,

g Generelle Schutzmaßnahmen,

g Temporäre Schutzmaßnahmen.

Die Entscheidung zur Empfehlung vongenerellen oder temporären Schutzmaß-nahmen kann dabei in Abhängigkeit desGefahrenpotenzials getroffen werden.So sollten in Gebieten mit hoher Dauervon Grundhochwasser vorzugsweisegenerelle Schutzmaßnahmen vorgese-hen werden; für Gebiete mit geringererDauer von Grundhochwasser und hoherIntensität sollten vorzugsweise temporä-re Maßnahmen vorgesehen werden (s.Abb. 55).

Wirkungen von Schutzmaßnahmen imBereich des Oberflächenwassers aufdas GrundwasserDie Untersuchungen der Wirkungen, dievon Schutzmaßnahmen im Bereich desOberflächenwassers auf das Grund-wasser ausgehen, war eine zentraleFragestellung in der Szenarienauswahlder Modellierungen im Innenstadtbereichvon Dresden. Aus den Ergebnissen

(UBV/DGC/GFI 2004b, s. a. Kap. 3.2.3)lassen sich folgende unmittelbare Hand-lungsempfehlungen für die Landes-hauptstadt Dresden ableiten:

g Dem Schutz der Dresdner Innenstadtvor einem erneuten Überfluten durchdie Weißeritz ist auch im Hinblicksich einstellender hoher Grund-wasserstände unbedingte Prioritäteinzuräumen.

g Eine temporäre Hochwasserschutz-wand im Bereich der Dresdner histo-rischen Innenstadt führt nur in Kom-bination mit temporären Schutzmaß-nahmen (Absenkungsbrunnen) zuunkritischen Grundwasserständen(s. a. Abb. 37).

Generelle SchutzmaßnahmenGenerelle Schutzmaßnahmen sollten inden Gebieten empfohlen werden, wo derBetrieb temporärer Schutzmaßnahmendurch langanhaltend hohe Grundwasser-stände zu unverhältnismäßig hohenKosten führen würde. Vorzugsgebiete fürgenerelle Schutzmaßnahmen sind diesüdöstlichen, flussfernen StadtgebieteDresdens. Zu den generellen Schutz-maßnahmen sind zu zählen:

g Weiße Wannen – kommen alsgenerelle Schutzmaßnahmen dannin Frage, wenn die Auflast des Ge-bäudes eine genügende Sicherheitgegen die Auftriebskräfte durch hoheGrundwasserstände gewährleistet.

g Bau-/Nutzungsbeschränkungen. Siesollten in Gebieten empfohlenwerden, in denen hohe Grund-wasserstände über einen längerenZeitraum angetroffen wurden oder

Abb. 54: Hochwasserschutz-Strategien nachLAWA (LAWA 2004)

Abb. 55: Zusammenhang zwischen Gefahrenpo-tenzialen und zu empfehlenden Schutz-maßnahmen

Inte

nsi

tät

(1/d

)

GHW-Dauer (d)

Hohe Gefährdung

Mittlere Gefährdung

Geringe Gefährdung

1 2 3

4 5 6

7 8 9

12030 900

0

10

100

1000

gering mittel hoch

nie

drig

mit

tel

hoc

h

Generelle Schutzmaßnahmenempfohlen

Temporäre Schutzmaßnahmen

empfohlen

48

prognostiziert werden. Je nach sicheinstellendem minimalen Grund-wasserflurabstand sind die Bau-/Nutzungsbeschränkungen für dieEbenen –1 oder –2 zu empfehlen.Nutzungsbeschränkungen beziehensich auch auf die Einrichtungtechnischer Betriebsanlagen in Tief-geschossen, die bei eindringendemGrundwasser ausfallen können.

Temporäre SchutzmaßnahmenTemporäre Schutzmaßnahmen sollten inden Gebieten empfohlen werden, wo mithoher Intensität sich hohe Grundwasser-stände einstellen, die aber auch schnellwieder abklingen (Flussnähe, In-nenstadt). Vorzugsgebiete für temporäreSchutzmaßnahmen sind die Innenstadtund die rechtselbischen Gebiete Micktenund Trachau. Als temporäre Schutzmaß-nahmen kommen in Frage:

g Absenkungsanlagen – Auf die Not-wendigkeit temporärer Schutzmaß-nahmen, wie Absenkungsanlagenoder Flutung betroffener Tiefbaube-reiche sind Bauherren und Planer inGebieten mit hoher Intensität undgeringer Dauer explizit hinzuweisen.

g Für den Betrieb von Absenkungs-anlagen sind für den Ereignisfall ver-bindliche Hinweise über den Ab-schlag des gehobenen Wassers zugeben. Das Management des Grund-wasserabschlages muss der UnterenWasserbehörde in Zusammenarbeitmit der Katastrophenschutzbehördeobliegen.

g Flutung von Tiefgeschossen – DieseMaßnahme kann sich erforderlichmachen, für den Fall, dass die Auf-last eines Gebäudes gegen Auftriebnicht ausreichend ist und/oder Ab-senkungsanlagen nicht errichtetwurden. Generell stehen diese Maß-nahmen in erster Linie in der Verant-wortung des Baueigentümers. Ent-sprechende vorsorgende Hinweisesollten jedoch in den Bebauungs-plänen gegeben werden.

KanalisationAuf Grund der Untersuchungen und Be-rechnungen von Krebs et al. (2004)ergeben sich folgende Handlungsemp-fehlungen:

g Die Untersuchungen zur Drainage-leistung der Kanalisation ergabenkurzfristig (Zeitspanne von wenigenTagen) eine nur geringe dämpfendeWirkung (ca. 16 cm) auf den Grund-wasserspiegel im Stadtgebiet vonDresden während extremer Hoch-wasserereignisse. Die schrittweiseSanierung des Kanalnetzes solltedeshalb fortgesetzt werden, da im

Hochwasserfall auch die gezielte Ab-senkung und Einleitung von Grund-wasser in ausgewählten Gebietenvorstellbar ist und somit die unge-steuerte Drainage von Grundwassernicht zwingend erforderlich ist. EineSanierung von Kanälen hat zudemden positiven Effekt, dass die Kapa-zität des Kanalnetzes gezieltergenutzt werden kann. Allerdingsmuss beachtet werden, dass einedichte Kanalisation (Dichtheitsan-forderung nach DIN EN1610) nicht100% dicht ist und deshalb weiterhinmit einer diffusen Grundwasserin-filtration, die im Hochwasserfall ent-sprechend erhöht ist, gerechnetwerden muss.

g Haupt- und Abfangkanäle sollten imMittelpunkt von Rehabilitationsmaß-nahmen stehen. Dabei ist zu bemer-ken, dass sowohl für die Grund-wasserinfiltration als auch für die Ab-wasserexfiltration in diesen Kanälenein Schwerpunkt gesehen wird.

Sicherung von PunktquellenDie Grundwasserbeschaffenheit kanndurch den Eintrag von Stoffen ausPunktquellen im Hochwasserfall ge-fährdet werden, wenngleich eine flä-chendeckende, lang anhaltende Beein-trächtigung der Grundwasserbeschaffen-heit während des Augusthochwassers2002 im Stadtgebiet von Dresden nichtfestgestellt werden konnte (Walther &Marre 2004). Dennoch leiten sich – vorallem in der Umgebung der Wasserwer-ke im Elbtal – Handlungsempfehlungenab, die auf eine Sicherung der Punkt-quellen als Stoffeintragsquellen ab-stellen. Hierzu sind folgende Maß-nahmen denkbar:

g Wasserdichter Verschluss von Mess-stellen und Entnahmebrunnen inüberflutungsgefährdeten Gebietenbzw. Überprüfung der Dichtheit vonVerschlüssen, je nach Lage ggf.auch unter einer Wassersäule vonmehreren Metern.

g Schutz von freistehenden Mess-stellen vor Beschädigungen durchKollisionen mit Verkehrsmitteln oderTreibgut während eines Hoch-wassers.

g Fachgerechter Rückbau der nichtmehr genutzten Brunnen und Mess-stellen sowie Abdichtung von offenenBohrlöchern in überflutungsgefährde-ten Gebieten.

Diese Maßnahmen sollten mit verhältnis-mäßig geringem Aufwand und Kosten zurealisieren sein. Hinsichtlich desSchutzes von Baugruben existieren be-reits Bestimmungen für den Hoch-wasserfall, die helfen, die Auswirkungen

auf die Beschaffenheit des Grund-wassers zu minimieren. Das sind dieEntfernung wassergefährdender Stoffeaus der Grube und die Flutung derGrube sowie die Meldung einer Überflu-tung.

AltlastenFür Altlastenstandorte im Bereich hoherGrundwasserstände ergaben sich ausden im Zusammenhang mit dem For-schungsprojekt geführten Untersu-chungen (BGD 2003, M&S 2003, HGN2003) keine Handlungsempfehlungenbezüglich technischer Schutzmaß-nahmen.

4.2.2 Hochwasser-Flächenma-nagementDem Hochwasser-Flächenmanagementwird als Hochwasserschutzstrategiehöchste Priorität zugewiesen. Esbeinhaltet die Komponenten „Flächen-vorsorge für hochwassergefährdete Ge-biete“ und „Natürlicher Wasserrückhalt“(LAWA 1995, LAWA 2004, Schanze2002). Ist der natürliche Wasserrückhaltin erster Linie eine Forderung für dasEinzugsgebiet, so steht die Flächenvor-sorge für hochwassergefährdete Gebietein urbanen Räumen (die in aller Regel inden Abflussgebieten liegen) imVordergrund. Auch für den Schutzgegen Grundhochwasser kommt derFlächenvorsorge für hochwasserge-fährdete Gebiete Priorität zu, kommt esdoch darauf an, Gefahrenpotenziale zuberücksichtigen und Schäden zuminimieren.

Für die Flächenvorsorge kommengrundsätzlich die Instrumente der Regio-nalplanung, der Bauleitplanung und derwasserrechtlichen Flächenvorsorge inFrage; für die Vorsorge gegen Grund-hochwasser sind die Instrumente derBauleitplanung die entscheidenden.

Nach den Handlungsempfehlungender LAWA sollte flächenbezogen durchBebauungspläne eine Verbindlichkeithergestellt werden, die nicht dietechnischen Einzelheiten des Bauens inhochwassergefährdeten Gebieten regelt,sondern sich auf die grundlegendeFrage der Flächennutzung, wie z. B.Grundstücksaufhöhungen, Nutzungs-beschränkungen etc. bezieht (LAWA2004, S. 17).

Für die Landeshauptstadt Dresdenergeben sich im Ergebnis der Untersu-chungen folgende Handlungsempfeh-lungen.

49

Bauleitplanung und Tiefbaupotenziale

g Berücksichtigung der Gefahrenpo-tenziale und der sich daraus ablei-tenden Tiefbaupotenziale bei derAusweisung von Baugebieten. Ent-sprechende Einschränkungen oderHinweise auf generelle Schutzmaß-nahmen sollten in die Bebauungs-pläne aufgenommen werden. Diesgilt vor allem für die Schwerpunktge-biete Dresden-Laubegast bis -Klein-zschachwitz sowie Dresden-Micktenund -Trachau.

g Die Berechnungsergebnisse derModellierung ergaben, dass auch vordem Hintergrund eines Hoch-wasserereignisses eine Erhöhungder Anzahl der Tiefgeschosse zwarnicht generell ausgeschlossenwerden muss, jedoch in jedem Falleiner gesonderten Prüfung bedarf(UBV/DGC/GFI 2004b). Ganz beson-ders ist bei der baulichen Ausführungvon mehr als zwei Tiefgeschossendurch die Genehmigungsbehördebaubegleitend darauf zu achten,dass die im Grundwasser befindli-chen großflächigen Verbauelementenachweislich wieder rückgebautwerden, da derartige Baugruben un-ter den hydrogeologischen Verhält-nissen der Dresdner Elbtalwanne nurnoch mit (temporärem) Totalverbau(Spundwände, Dichtwände) durch-führbar sind.

g Die Ausweisung von Gefährdungspo-tenzialen ist auf prognostizierteWasserstände (z. B. HQ100; EHQ) zuerweitern, um die Sensitivität diesesVerfahrens zu testen und Entschei-dungsspielräume für die Bauleitpla-nung zu eröffnen.

g Höhere Stufen der Vorsoge, wie Ein-schränkungen oder Verbot von Tief-bau, wahlweise bis zur 2. oder garbis zur 1. Tiefbauebene, vor demHintergrund der Gefährdung durchGrundhochwasser, sollten generell inden Entscheidungsrahmen derBauleitplanung mit einbezogenwerden.

g Entsprechend der differenziertenSchutzziele sind in der perspek-tivischen Stadtplanung sensibleNutzungen in Gebieten mit mittlerembis hohem Gefährdungspotenzial zuvermeiden.

Regenwasserversickerung

g Durch die Einbeziehung der Datenvom Augusthochwasser 2002 undinsbesondere der Grundwasser-stände aus dem Zeitraum bis Ende2003 können differenzierte und aktu-elle Angaben zu Grundwasserflurab-ständen gemacht werden. Die Bau-herren und Planer sind demnach aufdie Gegebenheiten extremer Grund-hochwässer im Hochwasserfall hin-zuweisen.

g Durch die Klassifizierung der Grund-wasserflurabstände bei MHWGW

können Regionen ausgewiesenwerden, in denen Regenwasserversi-ckerung nicht zu empfehlen ist, bzw.eine Bauart für eine Versickerungs-anlage vorzuziehen ist (s. Anlage 5).Diese Regionalisierung stellt eineErgänzung zum bereits bestehendenPraxisratgeber „Mit Regenwasserwirtschaften“ (LH DD 2004) dar.

g Die Ergebnisse der Auswertungen zuUrsachen der Grundwasserständenach dem Hochwasser und der flä-chenhaften Auswertung zu Grund-wasserflurabständen lassen nicht er-kennen, dass die grundsätzlicheHaltung der Landeshauptstadt Dres-den zur naturnahen Niederschlags-bewirtschaftung (LH DD 2004) auf-gegeben werden muss.

4.2.3 Hochwasservorsorge

Die Hochwasservorsorge als wesentli-che Hochwasserschutzstrategie be-inhaltet die Komponenten der Bauvor-sorge, der Verhaltensvorsorge und derRisikovorsorge. Übertragen auf den Be-

reich des Grundwassers, kommt derBauvorsorge vorrangige Bedeutung zu.Im Kapitel 4.2.1 sind Vorschläge bezüg-lich des Technischen Schutzes gegen-über der Grundwasserdynamik gemacht.In Kap. 4.2.2 sind diese bautechnischenMaßnahmen auf die Regionen verschie-dener Tiefbaupotenziale übertragenworden. Grundlage für die Verhaltens-vorsorge kann die Einrichtung eineshochwasserbezogenen Überwachungs-netzes für das Grundwasser sein.

Im Folgenden sollen allgemeine Hin-weise zu einer grundwasserbezogenenHochwasservorsorge gegeben werden,die über den unmittelbaren Objektschutzhinaus gehen und sowohl der Landes-hauptstadt Dresden als auch anderenKommunen und dem Gesetzgeber Leit-linien in die Hand geben, das Grund-wasser in der Hochwasservorsorge stär-ker zu berücksichtigen.

4.2.3.1. Bauvorsorge

BauleitplanungTiefbaupotenziale spielen angesichts derEntwicklung der Baulandpreise in denurbanen Gebieten in Deutschland einezunehmende Rolle. Für Stadtgebiete inFlussniederungen können die Interessenan der Ausschöpfung der Tiefbaupo-tenziale mit den geohydrologischenVerhältnissen kollidieren. Dies wird, wiedas Beispiel der Landeshauptstadt Dres-den zeigt, durch die Gefährdung mitGrundhochwasser noch verstärkt. Zurallgemeinen Forderung nach naturnahenunterirdischen Abflussverhältnissen desGrundwassers ist somit die Komponentedes Schutzes der Gebäude vor der Ein-

Abb. 56: Stufen der Vorsorge gegen Grundhoch-wasser in der Bauleitplanung

50

wirkung von Grundhochwasser zusätz-lich zu berücksichtigen.

Da Vernässungsschäden durch hoheGrundwasserstände in Siedlungsge-bieten in den vergangenen Jahren zueinem Problem auch außerhalb hoch-wassergefährdeter Regionen gewordensind, kann auf entsprechende Untersu-chungen und Handlungsempfehlungenzurück gegriffen werden (BWK 2003).

Die Ausweisung von Karten unter-irdischer Gefahrenpotenziale kann eineGrundlage sein. Diese Karten geben derVollzugsbehörde nicht nur im Ereignisfallein Instrument in die Hand, Gebiete mitGefährdungen für bestehende Bausub-stanz zu ermitteln, sondern auch für dieBauleitplanung Hinweise zur Einordnungder Flächen hinsichtlich zu emp-fehlender Vorsorgemaßnahmen zumSchutz geplanter Bausubstanz. Ein wei-

terer Schritt wäre die Information durchKenntlichmachung im Bebauungsplan(BWK 2003). Diese Vorsorge kann ent-sprechend des Gefährdungsgradesstufenweise vorgenommen werden(s. Abb. 56).

Die allgemeinste Form der Vorsorgeist der Hinweis auf das Gefahrenpotenzi-al durch Grundhochwasser und auf dasErfordernis eines temporären Schutzes.Dies gilt für Gebiete mit einer zuerwartenden Dauer des Grundhoch-wassers von unter 30 Tagen. In Ge-bieten, in denen mit länger anhaltendemGrundhochwasser zu rechnen ist (z. B.über 90 Tage), sollten generelle Schutz-maßnahmen empfohlen werden.

Die höheren Stufen der Vorsoge, wieEinschränkungen oder Verbot von Tief-bau, wahlweise bis zur 2. oder gar biszur 1. Tiefbauebene, vor dem Hin-

tergrund der Gefährdung durch Grund-hochwasser, sollten generell in den Ent-scheidungsrahmen zur Bauleitplanungmit einbezogen werden. Plangebietsbe-zogene Einzelfallentscheidungen auf derBasis modellgestützter Szenarienrech-nungen sind hier zwar aus Gründen derRechtssicherheit vorzunehmen, die Aus-weisung entsprechender Gebiete, woEinschränkungen oder Verbote ausge-sprochen werden können, sollte aberaus Gründen der generellen Vorsorge inurbanen Gebieten in Flussniederungenbereits Bestandteil entsprechenderNutzungspläne werden. In Abb. 64werden dazu in Anlehnung an diePlanzeichenverordnung (PlanzV 1990)entsprechende Signaturvorschläge ge-macht.

RegenwasserversickerungRegenwasserversickerung wird für ur-bane Gebiete als ein wirksames Mittelangesehen, der durch die Urbanisierungbewirkten Reduktion der Grundwasser-neubildung (Ku et al. 1992) gezielt ent-gegenzuwirken. So ist die Nieder-schlagsversickerung mittlerweile gän-gige Praxis in weiten Teilen Deutsch-lands, der eine Reihe ökologischer Vor-teile zuzuschreiben sind (Coldewey et al.2001), wie:

g Zwischenspeicherung von Hoch-wasserabflüssen,

g Reduzierung der Spitzenabflüsse,

g Erhöhung der Niedrigwasserabflüssevon Gewässern,

g Erhöhung der Verdunstungsraten imurbanen Raum und

g Unterstützung der Grundwasser-neubildung.

Diesen Vorteilen können jedoch auchnegative Auswirkungen gegenüberstehen, die unter Hochwasserbe-dingungen besondere Brisanz erlangen(BWK 2003; Coldewey et al. 2001;Dittrich & Münch 1999). Zu nennen sindhier:

Veränderungen des Wasserhaus-halts mit Anhebung der Grund-wasserstände und Verringerung derGrundwasserflurabstände,

Vernässungen und Setzungen,

Schäden in der Vegetation und imGewässerbett,

Einschränkung des Verwesungsver-laufes in Friedhöfen,

Eintrag von Schadstoffen,

Grundwasserkontakt zu Altablage-rungen und Altstandorten.

Abb. 57: Schritte zur Ersteinschätzung des Stand-ortes von Versickerungsanlagen nachATV-DVWK-A 138, unter Einbeziehungvon Hochwasser

51

Darüber hinaus wird in der Literatur auchdie Niederschlagsversickerung alsSchadstoffquelle für Grundwasser undBoden diskutiert (Mikkelsen et al. 1997;Zimmermann et al. 2002; Fischer et al.2003).

Durch die Auswirkungen des Hoch-wassers auf das Grundwasser hinsicht-lich der Grundwasserdynamik stellensich zusätzliche Fragen zu den Grenzender Regenwasserversickerung in ur-banen Gebieten.

In Deutschland ist das ArbeitsblattATV-DVWK-A 138 (ATV-DVWK 2002)maßgebliche Richtlinie für die Planung,Bau und Betrieb von Anlagen zur Versi-ckerung von Niederschlagswasser. Dar-in werden Kriterien genannt, nach denen„im Frühstadium der Bauleitplanung“Ersteinschätzungen darüber erfolgensollten, ob Niederschlagsversickerungs-anlagen vorgesehen werden können. AlsKriterien werden genannt (ATV-DVWK2002, S. 30f):

Durchlässigkeit des Bodens,

Beschaffenheit des Untergrundes,

Grundwasserflurabstand,

Grundwasserfließrichtung,

Hangneigung,

Wasserschutzgebiet,

Bodenbelastung und

Gebietsnutzung.

Durch die Landeshauptstadt Dresdenwurde in Anlehnung ATV-DVWK (2002)ein Praxisratgeber erarbeitet, in demGrundlagen und praktische Hinweise zurnaturnahen Regenwasserbewirtschaf-tung dargelegt sind (LH DD 2004).Ergänzend dazu wurden in Kap. 3.2.5Potenziale naturnaher Niederschlagsver-sickerung unter Einbeziehung des Hoch-wassers ausgewiesen. Darüber hinausergeben sich für die grundwasserbezo-gene Hochwasservorsorge weitere allge-meine Handlungsempfehlungen.

Ausgehend von der Standortbe-wertung zur Regenwasserversickerungnach ATV-DVWK (2002), unter Einbe-ziehung hochwasserbedingter Flurab-stände und Fließrichtungsänderungen,ergibt sich ein Handlungsablauf für dieErsteinschätzung eines Standortes füreine Versickerungsanlage, wie er in Abb.57 dargestellt ist.

Da nach der Erlaubnisfreiheitsverord-nung (ErlFreihVO 2001) das Ableitenvon Niederschlagswasser in das Grund-wasser (Versickerung) erlaubnisfrei ist,wenn die in §§ 3 bis 6 genannten An-forderungen erfüllt sind und eineAnzeigepflicht der Niederschlagsversi-ckerung demnach nicht vorgesehen ist,ist die Kommunikation mit Planern undBauherren hinsichtlich der Planungenvon Niederschlagsversickerungsanlagen

nicht zwingend notwendig. Sowohl ausVorsorgegründen für die Planung vonAnlagen als auch um eine Bilanzierungdes urbanen Wasserhaushaltes laufendhalten zu können, wird im Ergebnis desForschungsprojektes vorgeschlagen, dieE r l a u b n i s f r e i h e i t s v e r o r d n u n g(ErlFreihVO 2001) dahingehend zu no-vellieren, dass eine Anzeige der Anlagevorzunehmen ist, soweit eine Erfassungder Anlage im Rahmen der Erhebungvon Niederschlagswassergebühr nichtvorgesehen ist. Daraus kann einedigitale Erfassung der Versickerungs-standorte in gefährdeten Bereichenerfolgen.

Als weitere Handlungsempfehlungenbezüglich der Niederschlagsversi-ckerung und ihrer Anlagen sind zunennen:

g Vorkehrungen für die Versiegelungvon Versickerungsanlagen ohneGrundwasserschutz im gefährdetenBereich,

g Erstellung einer Liste, welche po-tenziellen Eintragspunkte für Oberflä-chenwasser (z. B. Versickerungs-anlagen und Entnahmebrunnen) kurzvor einem erwarteten Hochwassermit vorbereiteten Verschlüssen zuversehen oder anderweitig zu si-chern sind.

KanalisationInwiefern das Kanalnetz in die lokale Ab-leitung von Grundwasser während extre-mer Hochwasserereignisse eingebundenwerden kann, sollte durch hydrodyna-mische Berechnungen nachvollzogenwerden. Neben der Modellierung von In-filtrationsraten sollte die Einbeziehungder direkten Zutritte von Oberflächen-wasser (direkter Zutritt von Elbwasser)durch einen geeigneten Modellansatznachvollzogen werden.

Der positiv langfristige Effekt einerDrainage von Grundwasser durch dieWirkung der Kanalisation ist dennochherauszustellen. Wie die Untersu-chungen von Krebs et al. (2004) be-legen, trägt die Kanalisation langfristigzur Normalisierung der Grundwasserver-hältnisse im Stadtgebiet bei. Grund-wasserinfiltrationen stellen demnachneben der zweifellos unerwünschtenVerdünnung des Abwasserstromeseinen durchaus positiven Effekt in Bezugauf die Ableitung des Grundhoch-wassers dar.

Dennoch sollte die schrittweiseSanierung des Kanalnetzes fortgesetztwerden, da im Hochwasserfall auch diegezielte Absenkung und Einleitung vonGrundwasser in ausgewählten Gebietenvorstellbar und somit die ungesteuerteDrainage von Grundwasser nicht

zwingend erforderlich ist. EineSanierung von Kanälen hat zudem denpositiven Effekt, dass die Kapazität desKanalnetzes gezielter genutzt werdenkann.

Den Untersuchungsergebnissen zu-folge sollten Haupt- und Abfangkanäleim Mittelpunkt von Rehabilitationsmaß-nahmen stehen. Dabei ist zu bemerken,dass sowohl für die Grundwasserinfiltra-tion als auch für die Abwasserexfiltrationin diesen Kanälen ein Schwerpunktgesehen wird.

Der starke Anstieg von Exfiltrations-raten während extremer Hoch-wasserereignisse stellt auf Grund der Er-eignisdauer und auf Grund geringerKonzentrationen im Abwasser keinWorst-Case-Szenario bezüglich derSchadstoffbelastung dar. Dennoch soll-ten Exfiltrationsraten abgemindertwerden, indem eine weitgehendeAbkopplung des Kanalnetzes von Ober-flächengewässern (Elbe) erreicht wird.Das Hochwasserschutzkonzept derStadtentwässerung Dresden, das dieAbkopplung des Kanalnetzes von derElbe zum Inhalt hat, stellt demnach auchaus Sicht des Grundwasserschutzeseine wichtige Maßnahme dar.

Für die kleinräumige Bewertung derExfiltration in Bezug auf eine Schädi-gung des Grundwasserleiters sollte anden von Krebs et al. (2004) aufgezeigtenGefährdungsschwerpunkten eine de-taillierte Untersuchung vorgenommenwerden. Inhalte der empfohlenen Unter-suchungen werden im Folgenden aufge-führt:

Quantitative Bewertung der Exfiltrati-on anhand von temporärenMessungen und Kanalinspektionen,

Modellierung der Transport- und Ab-bauprozesse in der ungesättigtenBodenzone und Bewertung rele-vanter Szenarien in Anlehnung andie entwickelte Methodik nach Krebset al. (2004) (Sickerwasserprogno-se),

Modellierung von Schadstofftransportund –abbau im Grundwasser (GW-Schadensprognose),

Ableitung der Sanierungsnotwendig-keit und Priorisierung von Maß-nahmen.

Umgang mit wassergefährdendenStoffenIm Jahr 2002 wurden fast genauso vieleUnfälle mit wassergefährdenden Stoffendurch das Hochwasser hervorgerufenwie durch andere Unfallursachen. NachInformation des Statistischen Bundes-amtes wurden bei rund 1.795 Unfällenim Zusammenhang mit der Hochwasser-

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katastrophe ca. 4.798 m³ wasserge-fährdende Stoffe freigesetzt. In derRegel handelte es sich dabei um Mine-ralölprodukte aus aufgeschwemmtenund undichten Heizöltanks (DESTASIS2003).

Aufgrund des großflächigen Anstiegsdes Grundwasserspiegels, einer Vielzahlvon Havarien mit wassergefährdendenStoffen und der Versickerung potenziellkontaminierten Oberflächenwassers warauch eine Beeinflussung der großräu-migen Beschaffenheit des Grund-wassers durch die Ereignisse nicht aus-zuschließen.

Die Lagerung wassergefährdenderStoffe in Überschwemmungsgebietenunterliegt jedoch gesonderten Rege-lungen, so dass sie hier nicht nähererBetrachtung unterzogen werden sollen(§ 100 SächsWG; § 32 WHG). Generellist der Umgang mit wassergefährdendenStoffen in Anlagen (z. B. Heizöl-tankanlagen) formgerecht anzuzeigen.„Die weitergehenden Anforderungen ansolche Anlagen in Überschwemmungs-gebieten ergeben sich aus § 10 Sächs-VAwS (Verordnung des SächsischenStaatsministeriums für Umwelt undLandwirtschaft über Anlagen zum Um-gang mit wassergefährdenden Stoffen -SVAwS) vom 18. April 2000 (SächsGV-Bl. S. 223), geändert durch Artikel 1 derVerordnung des SMUL vom 5. Dezem-ber 2001 (SächsGVBl. S. 734)“ (LH DD2004a).

Der Umgang mit wassergefährdendenStoffen im unterirdischen Bereich ist imHinblick auf den generellen Grund-wasserschutz in § 53 SächsWG in Verb.m. § 19 WHG geregelt. Für den Schutzdes Grundwassers vor dem Hintergrundvon Grundhochwasser gibt es hingegenkeine speziellen Regelungen.

Im Ergebnis des Forschungsprojekteskönnen folgende ergänzende Hand-lungsempfehlungen gegeben werden:

Gesonderte Erfassung der Stellendes Umgangs mit wasserge-fährdenden Stoffen in Gebieten mitpotenziell hohen Grundwasser-ständen.

Gesonderte Hinweise auf die Gefahrhoher Grundwasserstände im An-tragsverfahren.

Durch den Gesetzgeber ist zu prü-fen, inwieweit § 10 SächsVAwS1

auch auf Gebiete mit potenziell ho-hen Grundwasserständen, die nichtzu den Überschwemmungsgebietengehören, ausgeweitet werden kann.

Eine weitere äußerst wichtige vor-beugende Maßnahme ist die Aufklä-rung der Bevölkerung zur sicherenLagerung wassergefährdender Stof-fe, da hier bei Überflutung vonWohnungen, Kellern, Garagen undWerkräumen ein nicht unerheblichesPotenzial schlummert. Da solche In-formationen aber häufig nur im aku-ten Fall verstärkt wahrgenommenwerden, ist bei Überschwemmungs-gefahr auch eine erneute Aufklärungbzw. ein Aufruf der Bevölkerung zursicheren Aufbewahrung, zur Hand-habung und zur Evakuierungwassergefährdender Stoffe aus demüberschwemmungsgefährdeten Ge-biet sinnvoll.

AltlastenbehandlungAktive Hochwasservorsorge für dasGrundwasser im Bereich von Altlastenerfordert zunächst die Feststellung, obeine belastbar nachzuweisende Gefähr-dung des Grundwassers durch die be-treffende Altlast im Hochwasserfalle vor-liegt. Eine Analyse der Altlasten hinsicht-lich der Fragestellung, welche Altlastendurch welches Hochwasser in welchemUmfang eingestaut werden, muss demvoraus gehen. Das bisherige Inventarder Erfassung von Altstandorten ist dafür

zu ergänzen. Deshalb ist zunächst diebestehende Datenbank SALKA amSächsischen Landesamt für Umwelt undGeologie nach der neuen Situation desHochwassers 2002 anzupassen. So soll-ten mit Hilfe einer Abfragemaskemöglichst schnell die Standorte her-ausgefiltert werden können, die im hoch-wassergefährdeten Bereich liegen.

Auch sind die Angaben zu minimalenAbständen zwischen Untergrenze derKontamination und Grundwasser auf derBasis des August-Hochwassers 2002 zuergänzen.

Gerade weil es sich bei Gefährdungs-abschätzungen an Altlastenstandortenimmer um Einzelfallbetrachtungenhandelt, sollten die zentral gehaltenenDaten im Sinne einer schnellen Gefah-renabwehr im Hochwasserfall ein hohesMaß an Aktualität besitzen.

4.2.3.2. Verhaltensvorsorge

Verhaltensvorsorge heißt, die Zeit zwi-schen dem Anlaufen eines Hochwassersund dem Eintritt von kritischen Hoch-wasserständen zur Schadensvorbeu-gung und Schadensminderung zunutzen (LAWA 2004). Für das Grund-wasser können diese Zeiträume inAbhängigkeit von der Entfernung zumVorfluter, der hydrologisch-meteorolo-gischen Vorgeschichte und den hydro-geologischen Verhältnissen unterschied-lich lang sein.

ModellierungDer Modellierung der Grundwasserströ-mung mit dem Ziel, die Anstiegsdynamikzu prognostizieren, kommt innerhalb derVerhaltensvorsorge somit eine ent-scheidende Rolle zu. Für die Landes-hauptstadt Dresden wurden deshalb imNachgang des Projektes als eine ersteAnwendung der Projektergebnisse derModellierung auch Karten des Zeitrau-

1 § 10, Abs. (5) SächsVAwS: Anlagen in Über-schwemmungsgebieten müssen so gesichertsein, dass bei Hochwasser

1. keine wassergefährdenden Stoffe aus-treten können,

2. kein Aufschwimmen oder eine sonstigeLageveränderung möglich ist und

3. kein Wasser in die wassergefährdendeStoffe enthaltenden Anlagenteileeindringen kann und eine mechanischeBeschädigung, beispielsweise durchden Wasserdruck selbst, Treibgut oderEisstau ausgeschlossen ist.

Abb. 58: Beispielkarte für den Verschnitt der ma-ximalen Grundwasserstände mit demZeitpunkt des Eintrittes(Quelle: Korndörfer & Ullrich 2004)

Zeitpunkt des Scheiteldurchgangs der GHW-Welle(Tage nach Alarmstufe 1)

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mes zwischen Hochwasserscheitel undGrundhochwasserscheitel ausgegeben.Ein Beispiel ist in Abb. 58 dargestellt.

Überwachungsnetz GrundwasserFür den Ereignisfall leisten Hochwasser-meldedienste unverzichtbare Hilfe für dieVerhaltensvorsorge, indem Betroffeneaktuell über Hochwasserstände und de-ren Entwicklung informiert werden.Grundlage dafür sind aussagekräftigeMessstellen, an denen zeitnah dieWasserstände abgerufen werdenkönnen.

Die Landeshauptstadt Dresden hatdeshalb auf der Grundlage der Projekt-ergebnisse ein Überwachungskonzeptkonzipiert, das darauf ausgerichtet ist,zeitnahe Informationen zur Entwicklungder Grundwasserstände in der Folgeeines Hochwassers erfassen undabfragen zu können (UBV 2005). DiesesÜberwachungsnetz basiert sowohl aufden Ergebnissen des Forschungsprojek-tes als auch behördenübergreifend aufden Arbeiten des StUFA Radebeul zurKonzeption der Grundwasserüberwa-chung im Großraum Dresden (DGC2004).

Vorsorge im AbfallmanagementNach Hochwasserereignissen in Dres-den, bei denen der Elbepegel über 8 msteigt und/oder Überschwemmungen imgroßem Ausmaß durch Gewässer I. undII. Ordnung auftreten, kann davon aus-gegangen werden, dass es bei der Ent-sorgung der entstandenen Hochwasser-abfälle zu wesentlichen Logistik- und Ka-pazitätsproblemen kommen kann.

Im Rahmen des Forschungsprojektessind zusammenfassend die folgendenHandlungsempfehlungen für die Kom-mune gegeben worden (Bilitewski &Wagner 2004).

Es wird empfohlen, eine Planung zurAbfallentsorgung nach Hochwasser-katastrophen auf der Grundlage derbeim Hochwasser 2002 gewonnenenErfahrungen zu erstellen und regelmäßigzu aktualisieren. Dieser Plan solltefolgende Bereiche umfassen:

Abfallmengenprognose für po-tenzielle HochwasserereignisseEine detaillierte Prognose von Abfall-mengen für bestimmte Hochwasser-situationen war im Rahmen des Pro-jektes nicht möglich. Es konntenaber grobe Zusammenhänge darge-stellt werden. Das Hochwasserereig-nis vom August 2002 (Elbepegel bei9,40 m; starke Überflutungen durch

Gewässer I. und II. Ordnung) ver-ursachte als „Referenzwert“ insge-samt 142.000 t an Abfällen. Beieinem, diesem Hochwasser äquiva-lenten Ereignis in absehbarer Zu-kunft würde durch die Umsetzungvon Schutzmaßnahmen die Abfall-menge wahrscheinlich etwasgeringer ausfallen. Ein Anstieg derElbe auf einen Pegel von 10 m könn-te gegenüber dem Hochwasser 2002mit einer Verdreifachung der Hoch-wasserabfallmenge verbunden sein.

Sammlung und Transport (Unter-nehmen, Ansprechpartner)Aus Gründen der Gesundheitsvor-sorge und Schadensminimierungsollte die Beräumung der Abfällenach einem Hochwasserschnellstmöglich erfolgen. An die Be-troffenen müssen Hinweise überMöglichkeiten der Abfallentsorgungund Schutzmaßnahmen während derAufräumarbeiten ausgegebenwerden. Der Plan zur Entsorgungvon Hochwasserabfällen sollte eineListe von Unternehmen enthalten,die geeignete Technik für Sammlung,Transport und Umschlag von Abfäl-len vorhalten, um diese im Hoch-wasserfall schnell bereitstellen zukönnen. Wie beim Hochwasser 2002müssen die behördlichen Entschei-dungsträger die Beräumung vor Ortdurch Entsorgungsunternehmen undsonstige Hilfskräfte koordinieren. Essollten auch klare Regelungen beiEigenbeauftragung von Entsorgungs-unternehmen durch Betroffene hin-sichtlich einer nachträglichen Kos-tenabrechnung erarbeitet und be-kannt gegeben werden.

Entsorgungskapazitäten (Unter-nehmen, Ansprechpartner)Mittel- oder langfristige Pläne zurAbfallentsorgung lassen sich nichtmit detaillierten Angaben überverfügbare Anlagenkapazitäten imHochwasserfall erstellen. Es könnennur infragekommende Anlagen auf-gelistet und verfügbare Anlagenka-pazitäten im konkreten Hochwasser-fall abgefragt werden. Es wird davonausgegangen, dass Sand/Schlammauch weiterhin ortsnah deponiertoder teilweise verwertet werdenkann. Als zukünftiges Hauptproblembei der Hochwasserabfallentsorgungwird die rechtliche Unterbindung derDeponierung von unbehandeltenSiedlungsabfällen angesehen. DieSituation am Abfallmarkt ab01.06.2005 ist derzeit noch nichtganz absehbar, es wird aber wahr-scheinlich zu erheblichen Engpässenbei ortsnahen Entsorgungs-kapazitäten im Hochwasserfall kom-men. In Dresden sind bereits über-durchschnittlich hohe Kapazitätenzur Sperrmüllsortierung (geschätzt1.000 t pro Tag) verfügbar. Nichtsortierbarer Sperrmüll, Schwemmgutsowie große Mengen an Sortierres-ten müssten aber zukünftig vor-wiegend in thermischen Abfallbe-handlungsanlagen entsorgt werden,die ortsnah nicht vorhanden sind.Anlagen in größerer Entfernungkönnen, insbesondere aus Mangelan geeigneten Transportkapazitätenim Hochwasserfall zeitnah höchstensfür kleinere Mengen in Anspruch ge-nommen werden. Eine hochwasser-bedingte Ausnahmegenehmigungzur Deponierung könnte, wie beimHochwasser 2002, ggf. kurzfristig die

Abb. 59: Abfall-Entsorgungskapazitäten währenddes Augusthochwassers 2002 und po-tenzielle Zwischenlager

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ortsnah benötigten Entsorgungskapa-zitäten verfügbar machen. Des Wei-teren ließen sich hierdurch die zu-sätzlichen Entsorgungskosten für dieHochwasserabfälle minimieren.Durch die zukünftig absehbareEndabdeckung der Deponien wirdaber auch diese Notfalloption mittel-fristig entfallen.

Zwischenlagerkapazitäten (Unter-nehmen, Ansprechpartner)Zwischen der hohen Abfuhrleistungim Hochwasserfall und den verfügba-ren Entsorgungskapazitäten ent-stehende Differenzmengen müssenzwischengelagert werden. Im Projektwurden die verfügbaren Zwischen-lagerkapazitäten an den Sortier-anlagen auf 28.000 t geschätzt. Fürdarüber hinaus benötigte Zwischen-lager wurden Anforderungen erarbei-tet und eventuell infragekommendeBrachflächen im Stadtgebiet Dres-dens recherchiert. Die Standorte fürpotenzielle Zwischenlagerflächensind in Abb. 59 dargestellt. Eine Pla-nung sollte entsprechend desLandesentwicklungsplanes Sachsen2003 konkrete Flächen zur Zwischen-lagerung katastrophenbedingter Ab-fälle vorsehen.

Anweisungen zur Dokumentationder AbfallströmeBei einer zukünftigen Entsorgung vonHochwasserabfällen sollte die Doku-mentation der Abfallströme und Ent-scheidungswege verbessert werden.Hierdurch kann eine Planung für dieEntsorgung katastrophenbedingterAbfälle zukünftig präzisiert werden.Beispielsweise sollten die In-/Output-mengen der Entsorgungsanlagen vonden Anlagenbetreibern in Form einerAnlagenbilanz über hochwasserbe-dingte Abfälle abgefordert werden.

Anweisungen zur Öffentlichkeits-arbeitIn die Informationen über den Hoch-wasserverlauf und die Maßnahmendes Katastrophenschutzes sind In-formationen über Erfassung,Sortentrennung und Zwischenlage-rung von Flutabfällen einzubinden.Entsprechende Informationsplänesind in die Entsorgungsplanungeinzubeziehen.

4.2.3.3. RisikovorsorgeNach einem Urteil des LandgerichtesBerlin (Az. 7 O 137/03) ist ansteigendesGrundwasser keine Überschwemmung.Nur wenn ein Gewässer über die Ufertritt oder wenn Regenwasser direkt inden Keller läuft, kommt die Elementar-schadensversicherung dafür auf. EineWohngebäudeversicherung würde demHausbesitzer dagegen nichts nützen,denn sie zahlt nur für Schäden, diedurch Leitungswasser entstehen. Le-diglich die Versicherten, die noch eineHaushaltsversicherung nach DDR-Recht haben, sind gegen die Art vonElementarschäden versichert, die aufGrundwasseranstieg zurückgehen.

Hier wird Regelungsbedarf gesehen(Blumensaat & Seidel 2005), für deneine Bewertung unterirdischerSchadenspotenziale auf der Grundlageder Gefahrenpotenzialkarten eine ersteGrundlage sein kann.

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5. Verallgemeinerungen für den grundwasserbezogenen Hochwasserschutz

Auf der Grundlage der Ergebnisse derUntersuchungen in Dresden und der Da-tenerhebungen im sächsischen Elbtal zuAuswirkungen des Hochwassers auf dasGrundwasser sollen im Folgenden Ver-allgemeinerungen für einen grund-wasserbezogenen Hochwasserschutzgetroffen werden, die auch auf andereFlussgebiete übertragbar sind.

Bei der Betrachtung der Zusammen-hänge zwischen Hochwasser undGrundwasser muss unterschiedenwerden zwischen den Wirkungen, dievon dem Hochwasser auf das Grund-wasser ausgehen – diese müssen nichtin jedem Falle eine Gefahr für dasGrundwasser darstellen – und denGefahren, die von extrem hohen Grund-wasserständen für den urbanen Raumausgehen. Daraus sind differenzierteHandlungsstrategien abzuleiten.

5.1 Wirkungen von Hoch-wasser auf das Grundwasser

5.1.1 Grundwasserdynamik

Flussauen sind der Teil eines Flusstales,der innerhalb des Einflussbereiches desHochwassers liegt und somit demWechsel von Trockenfallen und Überflu-tung unterliegt; sie dienen vor allem undzuerst als Entlastungsgebiete für den re-gionalen Grundwasserstrom. Entlas-tungsgebiete sind deshalb immer vonhohen Grundwasserständen – Ergebnisdes aufsteigenden Grundwasserstromes– geprägt. (SOMMER 2001). Durch anthro-pogene Eingriffe, wie Grundwasser-nutzungen, Grundwasserabsenkungenund Aufschüttungen – Erfordernisse fürdie urbane Entwicklung – wurden dieursprünglich als Sumpfgebiete bekann-ten Auenbereiche zu Gebieten mit auen-untypisch großen Grundwasser-

flurabständen und erhöhter Grund-wasserneubildung.

Jede Hochwassersituation verschiebtsomit das anthropogen überprägte Sys-tem wieder in Richtung naturnäherer Zu-stände, wenngleich dieser Prozess ineinem nur kleinen Zeitfenster vonstattengeht. Schäden, die aus dieser (kurzzei-tigen) Situation entstehen, ergeben sichsomit aus dem schnellen Aufein-andertreffen von anthropogener Nutzungund Überprägung der Aue, die in einemlanganhaltenden Prozess entstandensind, und eines sich schnell ein-stellenden naturnahen Zustandes.

Die in den Entlastungsgebieten durchden Vorfluter direkt und die Grund-wasserdynamik in den Speisungsge-bieten indirekt beeinflussten Grund-wasserstände werden in Zeiten desHochwassers in starkem Maße durch die

Dynamik der Vorflut bestimmt. Dazukönnen Niederschlagsereignisse zu

einer zusätzlichen, kurzfristigen Aufhö-hung der Grundwasserstände führen.

Die Ursachen für langanhaltend hoheGrundwasserstände lassen sich nichtauf einen bestimmenden Prozess redu-zieren. Es kann zur Überlagerungfolgender Prozesse kommen, die zu ent-sprechenden Extremereignissen führen,wie sie in der Folge des Augusthoch-wassers 2002 in Dresden eingetretensind:

Niederschlagsereignisse im Überflu-tungsgebiet,

Überflutung der Nebengewässer,

Überflutung des Hauptvorfluters,

Rückstau aus Kanalisation (lokal dif-ferenziert),

Rückstau im Hinterland (lang anhal-tend),

Speisung aus dem Liegenden (hy-drogeologisch determiniert).

Abb. 60: Ganglinientypen bei der Interaktion Ober-flächenwasser – Grundwasser

a) Vorflut-beeinflusst – Ganglinie reagiert sowohlim Anstieg als auch im Rückgang unmittelbarauf die Vorflut.

b) Hinterland-beeinflusst – Ganglinie reagiertnicht oder nur stark verzögert auf die Vorflut.Im Hinterland machen sich stärker Ent-lastungseffekte und Effekte der Grundwasser-neubildung bemerkbar.

c) Übergangstyp – Ganglinie ist sowohl von derVorflut beeinflusst als auch von den Prozessenim Hinterland mit Grundwasser-Neubildungund Grundwasser-Entlastung.

b)

a) c)

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Durch die im Stadtgebiet von Dresdenbeobachtete Grundwasserdynamik inder Folge der Hochwässer August 2002und Jahreswechsel 2002/2003 lassensich die Ganglinien in Typen klassifi-zieren (Abb. 60). Diese Ganglinientypenmachen deutlich, dass der Einfluss desHochwassers auf das Grundwasser re-gional stark wechselnd ist. Mit Hilfe sol-cher Ganglinienanalysen können dieMessstellen, die einen Einfluss des Hin-terlandes bzw. dessen Überlagerung mitdem Hochwasser dokumentieren, in einHochwasserüberwachungssystem ein-bezogen werden.

Vor allem die Gebiete mit Hinterland-beeinflussung und mit Grundwasserdy-namik des Übergangstyps können in derFolge von Hochwasser längerfristig dieproblematischsten Bereiche hinsichtlichGrundhochwassers darstellen.

Die Menge der unterirdischen Spei-cherung konnte im Stadtgebiet vonDresden mit ca. 1 % der Durchfluss-menge der Elbe angegeben werden. DerEffekt unterirdischer Speicherung ist da-mit als vergleichsweise gering für dieAbsenkung des Hochwasserscheitelsanzusehen.

5.1.2 Grundwasserbeschaffen-heit

Wirkungspfade für Grundwasserbe-schaffenheitsveränderungen in derFolge von Hochwasserereignissen sind:

Versickerung des Oberflächen-wassers in das Grundwasser,

direkter Eintrag von Oberflächen-wasser in das Grundwasser an über-fluteten Eintragsstellen wie Brunnen,Messstellen, Baugruben etc.,

Stoffaustrag aus Altlastenstandortendurch aufsteigendes Grundwasser,

Stoffaustrag aus defekter Kanalisa-tion.

Die genannten Wirkungspfade führen zuräumlich und zeitlich differenzierten Be-lastungssituationen im Grundwasserlei-ter. Hochwasser führt dazu, dasslanganhaltende Trends der Beschaffen-heitsentwicklung des Tal-Grundwasser-leiters nur kurzzeitig unterbrochenwerden.

Die räumliche Dimension der Be-einflussung der Grundwasserbeschaf-fenheit durch das Hochwasser zeigtesich durch ein flächenhaftes Ansteigendes DOC und die generelle Verringerungder Leitfähigkeit im Grundwasser.

Die Beschaffenheitsveränderungen inder Umgebung von Altlastenstandortensind vor allem vom Stoffinventar und vonden hydrogeologischen Verhältnissenabhängig. Es wirken sowohl Effekte der

Verdünnung als auch der vertikalen undhorizontalen Schadstoffverlagerung. Jenach Probennahmeort führt das zur Ver-ringerung oder Erhöhung der Konzentra-tionen schädlicher Wasserinhaltsstoffe.Nach den Datenauswertungen in derFolge der Hochwasserereignisse mussdavon ausgegangen werden, dass dieVeränderungen der Grundwasserfließ-richtung in der Folge des Hochwassersbezüglich Konzentrationsveränderungenin einer Messstelle der dominante Pro-zess ist. Für signifikante Änderungendes Stoffumwandlungspotenzials durchsich ändernde Redoxverhältnisse ist derWirkungszeitraum des Hochwassers zukurz.

Es lassen sich somit keine eindeutigübertragbaren Tendenzen der Beschaf-fenheitsveränderung an Altlastenstand-orten ermitteln.

Bezüglich der Stoffeinträge ausdefekter Kanalisation kann durch die Un-tersuchungen und Modellrechnungender Schluss gezogen werden, dass Ab-wasserkanäle, die im Schwankungsbe-reich des Grundwassers liegen, durchgeringe Mächtigkeit der ungesättigtenZone bzw. durch den direkten Ausrittvon Abwasser in das Grundwasser wäh-rend Trockenzeiten das größte Gefähr-dungspotenzial für den Grundwasserlei-ter darstellen. Die Einträge im Hoch-wasserfall besitzen zwar demgegenübereine wesentlich geringere Wirkungszeit,jedoch konnte durch Exfiltrationsversu-che gezeigt werden, dass die Beein-trächtigung des Grundwasserleitersdurch exfiltrierendes Abwasser generellmit der Verringerung der Mächtigkeit derungesättigten Bodenzone zunimmt.Frachtabschätzungen unterstreichenweiterhin die exponierte Bedeutunggroßer Haupt- und Abfangsammler für

eine Gefährdungsbewertung des ur-banen Grundwasserleiters durch Schad-stoffeinträge aus Kanal-Exfiltrationenund für die Ableitung wirksamer Maß-nahmen zur Reduzierung dieser Schad-stoffeinträge. Schwerpunkte der Stoffein-träge sind defekte Kanalisationen mitgroßen Durchmessern (> 1 000 mm).

5.2 Gefahren für dasGrundwasser durch Hoch-wasser

5.2.1 Grundwasserdynamik

Die EU Wasserrahmenrichtlinie fordertauch für das Grundwasser die Errei-chung eines guten mengenmäßigen Zu-standes. Kriterium für einen gutenmengenmäßigen Zustand ist der Grund-wasserspiegel (EU-WRRL Anh. IV, Ab-schn. 2.1). Der gute mengenmäßige Zu-stand ist demnach dann gegeben, wennder Grundwasserspiegel im Grund-wasserkörper so beschaffen ist, „dassdie verfügbare Grundwasserressourcenicht von der langfristigen mittleren jähr-lichen Entnahme überschritten wird“.Kurzfristige Änderungen der Grund-wasserströmungsrichtung können zeit-weise und räumlich begrenzt auftreten.

Auf Grund dieser Kriterien kann be-züglich der Wasserstandsänderungenim Grundwasser in der Folge von Hoch-wasser abgeleitet werden, dass der Zu-stand des Grundwassers im Grund-wasserkörper sich in Richtung eines gu-ten mengenmäßigen Zustandes ver-schiebt (s. Abb. 62). Insofern geht be-züglich der Grundwasserdynamik unddes mengenmäßigen Zustandes des

Abb. 61: Auswirkungen des Hochwassers hinsichtlich des mengenmäßigen Zustandes des Grundwassers

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Grundwassers von Hochwasser keineGefahr aus.

5.2.2 Grundwasserbeschaffen-heit

Inwieweit von Hochwasser eine Gefahrfür das Grundwasser bezüglich derGrundwasserbeschaffenheit ausgeht,konnte nach den Untersuchungen nichtgenerell festgestellt werden, da nichtjede negative Veränderung der Grund-wasserbeschaffenheit eine Gefahr dar-stellt. Insofern muss nach Feststellungeiner Beschaffenheitsveränderung eineGefahrenbeurteilung durchgeführt wer-den.

Da im Ergebnis der Untersuchungenzum Augusthochwasser 2002 in Dres-den keine langfristigen Beschaffenheits-veränderungen festgestellt wurden,konnte eine generelle Gefahr für dasGrundwasser ausgeschlossen werden.Auf Grund der festgestellten punktuellenBeschaffenheitsveränderungen muss je-doch von einem Gefahrenpotenzial fürdas Grundwasser in der Folge vonHochwasser ausgegangen werden (s.Abb. 63).

5.3 HochwasserbedingteGefahren, die von Grund-wasser ausgehen

Die Untersuchungen im Stadtgebiet vonDresden haben gezeigt, dass neben denGefahren, die von Hochwasser für dasGrundwasser ausgehen, sich auchGefahrensituationen einstellen können,die vom Grundwasser ausgehen. Diesebetreffen in erster Linie die Wirkungendurch schnell ansteigende undlanganhaltend hohe Grundwasser-stände. Die hauptsächliche Gefahr be-steht in der Gebäudegefährdung durchextreme Grundwasseranstiege. DieserGefahrenaspekt muss demzufolge in zu-künftigen Hochwasservorsorgestrategienzwingend berücksichtigt werden.

Hinsichtlich der Grundwasserbeschaf-fenheit konnten keine Gefahren erkanntwerden, die in der Folge von Hoch-wasser vom Grundwasser ausgehen.

5.4 GrundwasserbezogeneHandlungsstrategien

5.4.1 Technischer Hoch-wasserschutz

Für den Technischen Hochwasserschutzbezüglich grundwasserbedingter Hoch-wassergefahren sind folgende generelleHandlungsstrategien geboten:

Differenzierung in generelle undtemporäre SchutzmaßnahmenGrundsätzlich sind generelle vontemporären Schutzmaßnahmen zuunterscheiden. Auch wenn die letzt-endliche Entscheidung über die Ein-richtung temporärer und/odergenereller Schutzmaßnahmengegenüber Grundhochwasser beimBauherrn liegt, sollten von der Ge-bietskörperschaft im Zuge derBauleitplanung Empfehlungen aus-gesprochen werden, um bereits imVorhinein das Schadenspotenzialniedrig zu halten.

Sicherung der KanalisationEin intaktes Kanalnetz trägt dazu bei,dass über die Kanalisationeindringendes Oberflächenwassereffektiv abgeführt werden kann.Nimmt die Kanalisation durch Un-dichtigkeiten zusätzlich Grundwasserauf, wird die Kapazität zum Abführenvon Oberflächenwasser geschmälert.Da der grundwasserabsenkendeEffekt undichter Kanalisation imHochwasserfall vergleichsweisegering ist, kommt der Sicherung derKanalisation als Maßnahme des

technischen Hochwasserschutzesvor allem zur Abführung von Oberflä-chenwasser Bedeutung zu.

Sicherung von potenziellen Punkt-quellenEindringen von Oberflächenwasserin das Grundwasser kann im Hoch-wasserfall nicht verhindert werden.Dennoch kann die Gefahr der Konta-mination durch Eindringen von Ober-flächenwasser an Punktquellen imÜberflutungsbereich gemindertwerden, wenn diese gesichertwerden. Maßnahmen dazu könnensein:

Abdichtung von Uferfiltrat-Brunnen, Rückbau von Grundwassermess-

stellen und Brunnen im Überflutungs-bereich, deren Nutzung aufgegebenwurde,

Erhöhung und/oder hochwassersi-chere Abdichtung von Grundwasser-messstellen im Überflutungsbereich,

Abdichtung von Baugruben, soweitderen Dimension und die Vorwarn-zeit des Hochwassers dies zulassen.

Ausweisung bzw. Schaffung vongeeigneten Zwischenlagern fürHochwasserabfälleDie Gefahr des Stoffeintrages auszwischengelagerten Hochwasserab-fällen ist in Hochwassermaßnahme-plänen zu berücksichtigen. Dies kanndurch die gezielte Ausweisung gesi-cherter Zwischenlagerflächen ge-schehen. Dokumentationen der Zwi-schenlagerflächen sind in Abständenzu aktualisieren und an die aktuelleFlächennutzung anzupassen. Gege-benenfalls sind geeignete Zwischen-lagerflächen zu schaffen.

Abb. 62: Auswirkungen des Hochwassers hinsichtlich des chemischen Zustandes des Grundwassers

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5.4.2 Flächenmanagement

Zur wasserrechtlichen Festsetzung vonÜberschwemmungsgebieten gibt esderzeit keine adäquate Entsprechung fürGebiete mit potenziellem Grundhoch-wasser. Daher sind die Instrumente desPlanungsrechtes zu nutzen, um entspre-chende Gebiete auszuweisen. Als grund-sätzliche Handlungsstrategien werdendeshalb vorgeschlagen:

Verankerung der Tiefbaupotenzialeim BebauungsplanAusgehend von den ausgewiesenenGefahrenzonen sind die Tiefbaupo-tenziale zu differenzieren. Für einedifferenzierte Ausweisung und Kennt-lichmachung in Bebauungsplänenwurden entsprechende Vorschlägegemacht (s. Kap. 4.2.3.1).

Differenzierung der Möglichkeitender RegenwasserversickerungDas Arbeitsblatt ATV-DVWK A 138als maßgebliche Richtlinie für Pla-nung, Bau und Betrieb von Anlagenzur Versickerung von Niederschlags-wasser berücksichtigt die Ein-wirkungen von Hochwasser in Tal-Grundwasserleitern nicht. Die Einbe-ziehung sich erhöhender Grund-wasserstände in der Folge von Hoch-wasser kann folglich zur Ein-schränkung der Möglichkeiten derRegenwasserversickerung führen.Ein erster Schritt zur diesbezüglichenVorsorge ist die unbedingteErfassung der geplanten Versi-ckerungsanlagen.

Priorisierung von Altlastenbehand-lungenZur Wirkung von Grundhochwasserauf den Stoffaustrag aus Alt-lastenstandorten lassen sich keineallgemein gültigen Aussagen ma-chen. Aus Vorsorgegründen solltedeshalb die Möglichkeit von hoch-wasserbedingtem Grundhochwasserin das Ranking der Altlastenbehand-lung einbezogen werden, um dasStoffaustragspotenzial generell zumindern. Karten der minimalenGrundwasserflurabstände bei ex-tremem Hochwasser oder mittleremHochwasser sind dabei heranzuzie-hen. Voraussetzung für diese Prio-risierung ist die räumliche Erfassungder Altlastenstandorte in Bezug zurGrundwasseroberfläche.

5.4.3 Hochwasservorsorge

Bei der grundwasserbezogenen Hoch-wasservorsorge kommt der Bauvor-sorge eine Schlüsselstellung zu. Hierzuzählt vor allem die

Ausweisung von Gefahrenzonenerhöhter Grundwasserstände Grundlage für die Ausweisung vonGefahrenzonen erhöhter Grund-wasserstände sind zeitnaheMessungen der Grundwasserdyna-mik in einem hinreichend aussage-kräftigem Messnetz. Ergänzenddazu können Modellierungen derGrundwasserströmung bei unter-schiedlichen Hochwasserszenarienzur Ausweisung von Gefahrenzonengenutzt werden.

Der Umgang mit wassergefährdendenStoffen in Gebieten mit potenziell ho-hen Grundwasserständen greift sowohlin die Bauvorsorge als auch in dieVerhaltensvorsorge ein. Entsprechendebauliche Vorkehrungen für die Lage-rung wassergefährdeter Stoffe werdendurch wasserrechtliche Forderungenabgedeckt.

Die rechtzeitige Hochwasserwarnungist ein wesentlicher Teil der Verhaltens-vorsorge. Voraussetzung dafür sind be-züglich des Grundwassers:

die Einrichtung eines aussagefä-higen MessnetzesBestandteil eines hochwasserbezo-genen Grundwassermessnetzessollten auch Grundwassermess-stellen mit Datenfernübertragungsein. Die Einrichtung sollte anMessstellen erfolgen, die für eingrößeres Gebiet repräsentativ sind.

ein aktuelles Grundwasserströ-mungsmodell zur Ausweisung vonhöchsten Grundwasserständen beiverschiedenen Hochwasserszenari-en. Vor allem im Hinblick auf das Zeit-intervall des Grundwasseranstiegsund die flächenhafte Ausweisungvon Grundwasserflurabständenauch in Gebieten, in denen keine re-präsentativen Messstellen vor-handen sind, ist die Nutzung einesGrundwassermodells zur Warnungvor eintretendem Grundhochwasserunerlässlich.

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6. Offene Fragestellungen

Die Untersuchung und Bewertung vonSchäden für einen unter urbanen Räu-men genutzten Grundwasserkörper nachMenge und Beschaffenheit in der Folgevon extremen Hochwasserereignissenwar ein Hauptziel des Forschungsprojek-tes. Daneben ist das Aufzeigen von ver-bleibenden wissenschaftlichen Kenntnis-lücken und die Ableitung des notwen-digen Forschungsbedarfes wichtige Auf-gabe im Rahmen der Ergebniszu-sammenfassung geleisteter Arbeiten.

Die im Forschungsprojekt erarbeite-ten Ergebnisse hinsichtlich der Aus-wirkungen der Hochwasserereignisse2002 auf das Grundwasser können derlokalen Behörde unmittelbare Hinweisezu grundwasserbedingten Gefahrenpo-tenzialen, Auswirkungen von Schutz-maßnahmen sowie planungsrelevanteHinweise für die Erlaubnispraxis grund-wasserrelevanter Bauvorhaben bezüg-lich niedrigster Grundwasserflurab-stände geben. Darüber hinaus werdenErkenntnisse zum Verhalten und zurWirkung der durch ein extremes Hoch-wasserereignis beeinflussten Grund-wasserdynamik und –beschaffenheitverallgemeinert und Schlussfolgerungenfür das behördliche Handeln mit hoch-wasserbedingten, extrem hohen Grund-wasserständen gezogen.

Während die gewonnenen Ergeb-nisse den lokalen Behörden und poli-tischen Entscheidungsträgern als Ent-scheidungshilfen und Handlungsemp-fehlungen dienen können, soll die nach-folgende Übersicht die Kenntnislückenbenennen und die Notwendigkeit derweiterhin intensiven Ausein-andersetzung mit der Problematik derGrundwasserbeeinflussung durch Hoch-wasser aufzeigen.

Entsprechend der inhaltlichen Glie-derung des Projektes wird im Folgendenauf den Forschungsbedarf zur Grund-wasserdynamik, zur Grundwasserbe-schaffenheit und zum Umgang mitGrundwasser im Kontext der Hoch-wasservorsorge eingegangen.

6.1 Grundwasserdynamik

Insgesamt ist aus den Recherchenzur Grundwasserdynamik in Folgedes Hochwassers erkennbar, dassdie Wirkung des Hochwassers aufdas Grundwasser und die Rückkopp-lung erhöhter Grundwasserständeauf den Ablauf eines Hochwasserseine wenig beachtete Fragestellungist. Dieses auf der Forschungsseitefeststellbare Defizit spiegelt sich inder oft nur stark untergeordneten Be-rücksichtigung des Grundwassersbei Hochwasseraktions- und –vor-sorgeplänen wider.

An dieser Stelle ist in erster LinieAufklärungsarbeit aller Betroffenen inWissenschaft, Verwaltung und Politikzu leisten. Das abgeschlossene For-schungsprojekt kann und soll dazueinen ersten Impuls liefern, der durchweitergehende, interdisziplinäre For-schung aufzugreifen ist.

Die Grundwasserdynamik währendund nach dem Hochwasser konnteauf Grund von Messwerten und Ana-logieschlüssen hinreichend genaubeschrieben werden. Die hohenGrundwasserstände gehen auf unter-schiedliche Ursachen zurück, diesich in ihrer Wirkung überlagern (s.Kap. 3.1.2). Nicht geklärt werdenkonnte der Anteil der Ursachen anden hohen Grundwasserständen.Hier wird Forschungsbedarf gese-hen, um eine sichere Prognose sicheinstellender Grundwasserständenach Extremereignissen zu ermögli-chen.

Die Wirkung der Kanalisation im ur-banen Raum als signifikanterTransportraum für ansteigendesGrundwasser einerseits undeindringendes Oberflächenwasserandererseits konnte, was dieWirkung im Kanalnetz betrifft, an-satzweise beschrieben werden. DieUmsetzung dieses Transportphä-

nomens im Grundwasserströmungs-modell ist durch Parameterabgleichrealisiert worden. Dieser Weg stelltesich für weitergehende Prognosenzwar als gangbar heraus, blendetaber entscheidende Fragen, die z. B.die Planung und Bewirtschaftung desAbwassernetzes für den Hoch-wasserfall betreffen, aus.

Über den Weg einer gekoppeltenModellierung zwischen Grundwasser,technogener Schicht und Oberflä-chenwasser soll dieses Defizit aus-geglichen werden.

Die Interaktion zwischen Grund-wasser und Oberflächenwasser istim Hochwasserfall auch davon ge-kennzeichnet, dass ansteigendes,gespanntes Wasser zu einer Druck-fortpflanzung im gespannten Aquiferführt, die der Hochwasserwelle so-wohl zeitlich als auch räumlichvorausläuft. Inwieweit dieser Druck-fortpflanzungseffekt zu einembeschleunigten Anstieg des Hoch-wassers im Unterliegerbereich führt,ist einerseits eine offene Frage undandererseits in entsprechendenAbflussmodellen unberücksichtigt.

Der Anteil der Speisung ausliegenden Kluftaquiferen als einemögliche Ursache der schnell ange-stiegenen Grundwasserstände konn-te nur halbquantitativ benanntwerden. Im Hinblick auf die Aus-sagegenauigkeiten von Modellen isthierzu ein entsprechendes mess-technisches Inventar an geeignetenMessstellen notwendig. Die entspre-chende Ausrüstung einer be-stehenden bzw. Einrichtung einerneuen derartigen Messstelle sollteangestrebt werden und dient der Auf-klärung dieser Wirkungsursache.

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6.2 Grundwasserbeschaf-fenheit

Zur Problematik von Grundwasserbe-schaffenheitsveränderungen währendund nach extremen Hoch-wasserereignissen sind sowohl natio-nal als auch international keine sys-tematischen Untersuchungen be-kannt. Das abgeschlossene For-schungsprojekt hat mit der Gegen-überstellung langzeitlicher Beschaf-fenheitsveränderungen zu kurzzei-tigen Änderungen der Beschaffenheitdes Grundwassers eine Kenntnis-lücke geschlossen. Diese Untersu-chungen stellen eine phänomenolo-gische Beschreibung der Beschaffen-heitsveränderungen dar. Im Weiterengilt es, den Zuwachs an Prozess-kenntnissen, der sich aus den For-schungsschwerpunkten „Sicker-wasserprognose“ und „KORA“ ergibt,auf Stoffumwandlungsprozesse imUntergrund nach extremen Hoch-wasserereignissen anzuwenden.

Dies gilt ebenso bezüglich des me-thodischen Inventars für Proben-nahme und Laboruntersuchungen.So kommt es auch für den Grund-wasserbereich darauf an, innovativeProbennahmetechniken und Labor-untersuchungen kurzfristig nacheinem Extremereignis anzuwenden,um Entscheidungsträgern zeitnahAussagen zu Grundwasserbeschaf-fenheitsveränderungen machen zukönnen.

Das Ausmaß der Mobilisierung undVerfrachtung von Schadstoffen (inPhase) durch die erhöhten Grund-wasserstände konnte im Rahmen desForschungsprojektes nur auf Grundeinzelner, standortbezogener Altda-ten ermittelt werden. Eine systema-tische, laborgestützte Untersuchungdieser Problematik unter Zuhilfe-nahme mathematischer Ansätze undModellierung zum Schadstoff-transport und zur Mehrphasenhydrau-lik unter den speziellen hydrogeolo-gischen Bedingungen, die durch dasHochwasser verursacht wurden, stehtaus.

6.3 Grundwasser im Kon-text der Hochwasservorsorge

Es liegt in der Natur der Ereignisse,dass Hochwasservor- und -nachsorgeauf Grund der Geschwindigkeiten desAblaufes und Schadenshöhen vonHochwässern in erster Linie auf Ober-flächengewässer konzentriert sind. Zieldes Forschungsprojektes war deshalbauch, Voraussetzungen zu schaffen,das Grundwasser in die Hochwasser-vorsorge einzubeziehen.

Ausgangspunkt dafür muss einewissenschaftlich fundierte Ableitungvon unterirdischen Gefahrenpotenzialendarstellen. Mit der Methodik zur Ermitt-lung unterirdischer Gefahrenpotenzialewurde in dem Forschungsprojekt einerster Schritt getan (s. Kap. 3.1.4). Ausdiesem Ansatz leiten sich weitereFragen ab, die einer wissenschaftlichenBearbeitung bedürfen. Zu nennen sindhier insbesondere:

Für großflächige unterirdische Tief-beauungen besteht ein Defizit beider Quantifizerung der Schadenspo-tenziale und Gefahren für Gebäudedurch schnellen und ungleichmä-ßigen Anstieg des Grundwassers.

Weiterhin besteht für den unter-irdischen bebauten Raum bezüglichder Ermittlung und Bewertung deraus der Interaktion der dreiKomponenten Oberflächenwasser,Grundwasser und unterirdische In-frastruktur herrührenden Schadens-potenziale und Gefahren ein metho-disches Defizit.

Infolge dessen sind auch erprobteMethoden zur sachlichen Qualifi-zierung und Bewertung unterschied-licher Strategien im Kontext desHochwasserrisikomanagements fürden Grundwasserbereich nichtverfügbar.

Für die dafür erforderlichen Kosten-Betrachtungen sind Methoden zurErfassung der Schadenspotenzialeund zur Einbeziehung langfristigerKosten-Risiko-Verhältnisse im un-terirdischen Raum zu entwickeln.

Generell ist im Rahmen der Hoch-wasservorsorge präventiv auch dasRisiko von Schäden bei einemGrundhochwasser niedrig zu halten.Dies muss sich neben der Prioritä-tenfestlegung für die Durchführungvon Hochwasserschutzmaßnahmenin oberirdischen Gewässern auchbei der Festlegung zulässiger Ein-griffe in den Untergrund im Rahmender Bauleitplanung bis hin zur Pla-nung kommunaler Entwässerungs-systeme niederschlagen. Dafür ist

ein geeignetes Bewertungssystem zuentwickeln.

Mit den Ergebnissen zur Bauleitplanungund zu Tiefbaupotenzialen (s. Kap. 4.1.1)wurden erste Ansätze zur Überleitungder Ergebnisse aus Grundwasserbeob-achtungen während des Hochwassers inHandlungsoptionen der Bauleitplanungaufgezeigt. Dieser Weg impliziert wei-tergehende Problemstellungen, die einerwissenschaftlichen Untersuchung be-dürfen. Zu nennen sind hierzu:

g Entwicklung methodischer Ansätzefür eine Risikobewertung, die dieWahrscheinlichkeit hoher Grund-wasserstände einbezieht.

g Übertragung der Methodik zur Be-wertung der Tiefbaupotenziale aufmodellierte Grundwasserstände beiunterschiedlichen Elbewasser-ständen.

g Definition von Kriterien zur bauleit-planorientierten Bewertung vonGrundwasserständen extremerWiederkehrwahrscheinlichkeiten.Dazu zählen vor allem die Aussagenzu Schutzzielfunktionen für Tief-bauten, die von Grundhochwässernbetroffen sein können.

g Bezüglich der rechtlichen Behandlunghoher Grundwasserstände bestehtein Defizit im Wasserrecht zumSchutz vor hohem Grundwasser. Sokönnen gem. § 32 WHG zwar Über-schwemmungsgebiete mit bauplane-rischen Restriktionen festgesetztwerden. Ein dementsprechendesRechtsmittel zum Schutz vor hohenGrundwasserständen ist im Wasser-recht jedoch bislang nicht vorgese-hen (BWK 2003).

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7. Zusammenfassung

Im Sommer 2002 wurde Sachsen voneinem der verheerendsten Hoch-wasserereignisse seit Beginn der Auf-zeichnungen betroffen. Wie viele andereStädte im Elbeeinzugsgebiet wurde dieStadt Dresden in weiten Teilen desStadtgebietes überflutet. Durch die Über-lagerung der Starkniederschläge vom12./13.08.2002 und der anschließendenHochwässer der Elbenebenflüsse mitdem Einfluss des Elbehochwassers stiegdie Grundwasseroberfläche innerhalbkürzester Zeit um bis zu sechs Meter aufein zuvor nicht beobachtetes Niveau an.Grundsätzlich musste auf Grund dieserhydrologischen Situation von kurz- undmittelfristigen Hochwasserfolgen für denTal-Grundwasserleiter ausgegangenwerden, die sich in folgenden Schwer-punkten zusammenfassen ließen:

Auswirkungen auf die Grund-wasserdynamik im urbanen Tal-Grundwasserleiter mit möglichenSchadenswirkungen auf Bauwerke inder Folge des Hochwassers,

Veränderungen der Grundwasserbe-schaffenheit in der Folge stark ange-stiegener Grundwasserstände,

von Altlasten, Schlämmen und Se-dimenten bewirkte mögliche Grund-wasserschäden sowie

von undichten Abwasserkanälen aus-gehende Gefährdungspotenziale.

Unter Federführung der Landeshaupt-stadt Dresden als Zuwendungsemp-fänger des Bundesministeriums für Bil-dung und Forschung (BMBF), unterstütztdurch das Sächsische Staatsministeriumfür Umwelt und Landwirtschaft (SMUL)sowie begleitet von den Fachbehörden,wurden diese Fragestellungen aufgegrif-fen und im Rahmen eines Ad-hoc-For-schungssuchungsvorhabens untersucht.

Entsprechend der inhaltlichenSchwerpunkte gliederte sich das For-schungsprojekt in insgesamt 6 Arbeitspa-kete:

AP 1: Grundwasserdynamik,

AP 2: Grundwasserbeschaffenheit,

AP 3: Altlasten, Schlämme und Ab-fälle,

AP 4: Kanalisation,

AP 5: Verallgemeinerung derDresd- ner Erkenntnisse,

AP 6: Projektkoordination.

GrundwasserdynamikIn der Folge der Flutereignisse bildetensich im gesamten Elbtalgrundwasserlei-ter Grundwasserstände aus, die die bisdahin bekannten HHWGW bei weitemüberstiegen. Im Zeitraum August 2002bis September 2002 lagen die Grund-wasserstände in über 90 % der Mess-stellen mit dem Maximum über dem bis-herigen HHW, in 56 % der Messstellenlag der Grundwasserstand bis zu 1 müber dem bisherigen HHW, 6 % derGrundwasserstände lagen bis zu 3 müber dem bisherigen HHW;

Für den Zeitraum August 2002 bisDezember 2003 zeigten sich unter-schiedliche Charakteristika der Grund-wasserstandsentwicklungen, die aufverschiedene Einflussfaktoren zurück-zuführen sind. Daraus ließen sich 4Ganglinientypen ableiten, die sich so-wohl im Elbtalgrundwasserleiter alsauch in größeren Talauen der Neben-flüsse der Elbe eingestellt haben.

Die hohen Grundwasserstände sindnach Auswertung der Messergebnisseauf verschiedene Ursachen zurückzu-führen, die sich in ihrer Wirkung über-lagerten und dadurch nicht vollständigvoneinander abgrenzbar sind. Als Ursa-chen sind zu nennen: Starknieder-schlagsereignis 12./13.08.2002, Über-flutung der Weißeritz und der südlichenStadtgewässer am 13.08.2002 imStadtgebiet von Dresden, Rückstau inder Abwasserkanalisation und gefluteteFernwärmekanäle, Überflutung der Elbemit Höchststand am 17.08.2002 imStadtgebiet von Dresden und den

angrenzenden Gebieten, durch aufge-füllte Absenkungstrichter hohe Aus-gangswasserstände im Grundwasser so-wie in geringem Maße auch die Speisungaus dem liegenden Kreide-GWL.

Das im Aquifer gespeicherte Wasser-volumen entspricht einer Durchfluss-menge von ca. 50 m³/s. Bezogen auf dieElbe zum Zeitpunkt des Hochwasser-scheitels (ca. 5.500 m³/s) stellt dies ca.1 % des Elbedurchflusses dar, die derGrundwasserleiter aufnimmt. Entspre-chend der Schlüsselkurve am PegelDresden ließ sich daraus eine ungefähreScheitelabsenkung von 5 bis 10 cm ab-schätzen. Der Effekt unterirdischer Spei-cherung ist damit als vergleichsweisegering für die Absenkung des Hoch-wasserscheitels anzusehen.

GefahrenpotenzialeIm Rahmen des Projektes wurdenGrundlagen für eine Methodik gelegt, diees gestattet, für den unterirdischen RaumGefahrenpotenziale auszuweisen. AufGrund der Dynamik des Grundwassersund der zur Verfügung stehenden Datenwurden die Gefahrenstufen als Funktionaus Intensität und Dauer des Grundhoch-wassers ermittelt. Die schadenswirksameIntensität von Grundhochwasser wird ausden höchsten Wasserständen bzw.minimalen Grundwasserflurabständenund der Geschwindigkeit des Anstiegsdes Grundwassers gebildet.

Die Methodik hat gegenüber deralleinigen Betrachtung minimaler Flurab-stände den Vorteil, dass mit den Wertender maximalen Anstiegsrate und derDauer des Grundhochwassers die zeitli-che Komponente des GrundhochwassersBerücksichtigung findet.

Modellierung derGrundwasserströmungEin wesentlicher Schwerpunkt des Pro-jektes war die Grundwasserströmungs-modellierung zur Abbildung der Entwick-lung der Grundwasserstände bei ver-schiedenen Hochwasserszenarien.

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Dabei konnte auf die durch systema-tische Arbeit der Landeshauptstadt Dres-den in den vorangegangenen Jahren ent-standene Datenbasis aufgesetzt werden.Unter Nutzung verschiedener be-stehender hydrogeologischer Teilmodellewurde ein Gesamtmodell des quartärenAquifers der Stadt Dresden erstellt. DerModellaufbau erfolgte in enger Ab-stimmung mit dem Landesamt für Um-welt und Geologie und der von ihm ein-gesetzten Projektgruppe zur Kartierungder Hydrogeologischen Karte (HyK 50),Blatt Dresden.

Beim Aufbau des Strömungsmodellskam es vor allem darauf an, bestehendeDaten zu Tiefbauten, Brunnen und Ge-wässern in das Modell zu integrieren.Dazu wurden entsprechende Pre-Pro-cessing-Tools entwickelt. In das Strö-mungsmodell wurden die bestehendenund geplante Hochwasserschutzmaß-nahmen als Randbedingungen integriert.Auf der Grundlage von separaten Kanal-netz-Modellierungen konnte die Nachbil-dung der Infiltration mit dem Leakage-Ansatz erfolgen, so dass dieser Ansatzauch als Randbedingung in das Grund-wasserströmungsmodell einging.

Als Überflutungsflächen und zurEntwicklung der entsprechenden Rand-bedingungen wurden die im Auftrag derLandestalsperrenverwaltung durchge-führten Berechnungen der TechnischenUniversität Dresden genutzt.

Das Modell wurde anhand des Au-gusthochwassers 2002 instationärkalibriert. Im Ergebnis der Modellierungkonnten Karten minimaler Grund-wasserflurabstände bei verschiedenenSchutzszenarien erstellt werden.

Bauleitplanung und TiefbaupotenzialeFür die Bauleitplanung sind hochwasser-bedingte Grundwasserstände mit ihrenmöglichen Auswirkungen auf Wohn-, Ge-werbe- und öffentliche Gebäude relevant.Außerdem spielen die Tiefbaupotenzialefür die Bewertung der Gewährleistungnaturnaher Abflussverhältnisse desGrundwassers in Innenstadtbereicheneine wesentliche Rolle.

Entsprechend der Tiefbaupotenzialewurde für die Bauleitplanung eine Kate-gorisierung in vier Flächenklassen vorge-nommen, die hochwasserbedingte undwasserhaushaltliche Einschränkungenfür den Tiefbau beschreiben. Im Ergebnisentstand anhand der realen Grund-wasserstände nach dem Augusthoch-wasser 2002 eine Karte der hochwasser-bedingten Einschränkungen der Tiefbau-potenziale im Stadtgebiet von Dresden.Die Methodik lässt sich auch aufmodellierte Grundwasserstände über-tragen. Diese Karten geben der Vollzugs-behörde nicht nur für den Ereignisfall ein

Instrument in die Hand, Gebiete mit Ge-fährdungen an bestehender Bausub-stanz zu ermitteln, sondern geben auchfür die Bauleitplanung Hinweise zur Ein-ordnung der Flächen hinsichtlich zuempfehlender Vorsorgemaßnahmenzum Schutz geplanter Bausubstanz.

RegenwasserversickerungDie Hochwasserereignisse 2002 führtenfür die Landeshauptstadt Dresdenexplizit zu der Frage, ob das Konzeptder naturnahen Regenwasserbewirt-schaftung modifiziert werden muss. AusATV-DVWK (2002) ist für die Beurtei-lung der Möglichkeiten zur Regen-wasserbewirtschaftung unter demAspekt hochwasserinduzierter Grund-hochwässer das Kriterium des Grund-wasserflurabstandes das ent-scheidende. Als weiteres wesentlichesKriterium unter Hochwasserbe-dingungen ist die Änderung der Grund-wasserfließrichtung anzusehen. DieErgebnisse der Auswertungen zu Ursa-chen der Grundwasserstände nachdem Hochwasser und der flächenhaftenAuswertung zu Grundwasserflurab-ständen lassen nicht erkennen, dassdie grundsätzliche Haltung der Landes-hauptstadt Dresden zur naturnahenRegenwasserbewirtschaftung aufgege-ben werden muss. Jedoch könnendurch die Einbeziehung der Daten vomAugusthochwasser 2002 und insbeson-dere der Grundwasserstände aus demZeitraum bis Ende 2003 differenziertereund aktuellere Angaben zu Grund-wasserflurabständen gemacht werden.Die Bauherren und Planer sind dem-nach auf die Gegebenheiten extremerGrundhochwässer im Hochwasserfallhinzuweisen.

GrundwasserbeschaffenheitDie Untersuchungen der Grundwasser-beschaffenheit wurden flächendeckendfür den gesamten quartären Aquiferdurchgeführt. Im Ergebnis konnte fest-gestellt werden, dass es durcheindringendes Oberflächenwasser vorallem zum Anstieg von gelöstemorganischen Kohlenstoff (DOC) undzum Absinken der Leitfähigkeit imGrundwasser gekommen ist. Insgesamtstellten die Beschaffenheitsver-änderungen eine Stoßbelastung dar,die längerfristige Trends der Beschaf-fenheit nur kurzzeitig unterbrochenhaben. Eine Gefahr konnte durch dieBeschaffenheitsveränderungen nichterkannt werden.

AltlastenDie Auswirkungen von Hochwasserereig-nissen auf die Beschaffenheit des Grund-wassers ist in der nationalen und interna-tionalen Literatur nur wenig reflektiert.Eine Recherche ergab, dass keinewissenschaftlichen Arbeiten zur Proble-matik des hochwasserbedingten Grund-wasseranstieges und Altlasten vorliegen.Arbeiten, die sich mit flukturierendenGrundwasserständen auseinandersetzen, wurden vor allem im Labormaß-stab durchgeführt.

Verallgemeinert man die Ergebnissezu hochwasserbedingten Grundwasser-beschaffenheitsveränderungen im Groß-raum von Dresden, so zeigt sich, dass eszu keinen längerfristigen hydroche-mischen Veränderungen im durch Über-flutung betroffenen Aquifer kommt unddiese Veränderungen auf Grund unter-schiedlicher Standortbedingungen undSchadstoffinventars keinem einheitlichenTrend folgen und lokal und regional diffe-renziert ausfallen.

Defekte KanalisationIm Rahmen des Projektes sollte die Ge-fährdung durch defekte Kanalisation inder Folge des Hochwassers für denGrundwasserleiter bewertet werden. DieAbschätzung zur Exfiltration erfolgte aufder Basis von Literaturdaten, laborativenUntersuchungen und Modellrechnungen.

Schwerpunkte der Exfiltration werdenbei Mittelwasserverhältnissen in Haupt-und Abfangkanälen vermutet (min. 65 %der gesamten Exfiltration). Während derHochwasserereignisse ging der Einflussder Abfangkanäle deutlich zurück. AusHauptkanälen exfiltrierten während desHochwassers mindestens 51 % des Ab-wassers, aus Nebenkanälen maximal49 %. Des Weiteren konnte anhand vonModellrechnungen abgeleitet werden,dass es während der Hochwasserereig-nisse zu einer kurzzeitigen starken Zu-nahme der Exfiltration im Stadtgebietkam.

Abwasserkanäle, die im Schwan-kungsbereich des Grundwassers liegen,stellen durch den direkten Ausritt von Ab-wasser in das Grundwasser oder durchgeringe Mächtigkeit der ungesättigtenZone während Trockenzeiten das größteGefährdungspotenzial für den Grund-wasserleiter dar.

Anhand von Filtrationsversuchenwurde gezeigt, dass bei stationärer Ex-filtration in eine gut belüftete Bodenzonebei ausreichendem Abstand zwischenKanalisation und Grundwasseroberflächeder Umsatz/Rückhalt von organischemKohlenstoff weitestgehend bereits in derobersten Zone erfolgt und dass es im un-terlagernden Bodenkörper auch zueinem weitgehenden Ammonium-Umsatz

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kommt. Die Abbauleistung nimmt mit derMächtigkeit der ungesättigtenBodenzone ab, so dass durch Grund-hochwasser vor allem das Ammoniumzum kritischen Parameter wird. Beischwallartiger Beaufschlagung (z. B.kurzen Regenereignissen) vermindertensich ebenfalls die Stoffumsatzleistungen.

Abfälle und SchlämmeDie Untersuchung des Abfallmanage-ments während des Augusthochwassers2002 ergab, dass es zu keinen grund-wasserrelevanten Engpässen in derAbfallbeseitigung kam. Eine Beschaffen-heitsbeeinflussung des Grundwassersdurch die Ablagerung von Flutabfällenkonnte nicht festgestellt werden. Vorallem die ausnahmegenehmigte Nutzungder Deponie Radeburger Straße trugdazu bei, dass die Flutabfälle sowieSandsäcke zeitnah entsorgt werdenkonnten. Im Hinblick auf das Abfallma-nagement bei vergleichbaren Extrem-lagen nach der rechtlichen Unterbindungder Deponierung von unbehandeltenSiedlungsabfällen konnten Hinweise zurZwischenlagerung der Abfälle gegebenwerden.

HandlungsempfehlungenAusgehend von den Untersuchungs-ergebnissen werden entsprechend derdrei Schutzstrategien nach der LAWAzum Technischen Hochwasserschutz,Flächenmanagement und zur Hoch-wasservorsorge allgemeine Handlungs-empfehlungen gegeben.

Als Maßnahme des TechnischenHochwasserschutzes sind bezüglichGrundwasser Maßnahmen desgenerellen und des temporären Schutzeszu unterscheiden. Die Sicherung der Ka-nalisation ist ebenso dem grundwasser-bezogenen Technischen Hochwasser-schutz zuzuordnen. Die Sicherung vonpotenziellen Punktquellen stellt eineMaßnahme des Technischen Hoch-wasserschutzes für die Grundwasserbe-schaffenheit dar. Außerdem gehört dieAusweisung bzw. Schaffung von ge-eigneten Zwischenlagern für Hoch-wasserabfälle zu den wirksamen Maß-nahmen zum Grundwasserschutz beiHochwasser.

Das Flächenmanagement bezieht sichvor allem auf die Ausweisung von Tief-baupotenzialen auf Grund niedrigerGrundwasserflurabstände. Die Diffe-renzierung der Möglichkeiten der Regen-wasserversickerung ist ebenso in daskommunale Flächenmanagement zu in-tegrieren. Bezüglich der Altlastenbehand-lung sollte aus Vorsorgegründen dieMöglichkeit von hochwasserbedingtemGrundhochwasser in das Ranking derAltlastenstandorte einbezogen werden,

um das Stoffaustragspotenzial generellzu mindern.

Bei der grundwasserbezogenenHochwasservorsorge kommt der Bau-vorsorge eine Schlüsselstellung zu. DieAusweisung von Gefahrenzonen erhöh-ter Grundwasserstände bildet dafüreine Grundlage. Voraussetzung für dieAusweisung von Gefahrenzonen erhöh-ter Grundwasserstände sind zeitnaheMessungen der Grundwasserdynamikin einem hinreichend aussagekräftigemMessnetz.

Als Voraussetzungen verlässlicherHochwasserwarnungen und damit einergrundwasserbezogenen Verhaltensvor-sorge sind die Einrichtung eines aus-sagefähigen Messnetzes sowie ein ak-tuelles Grundwasserströmungsmodellzur Ausweisung von höchsten Grund-wasserständen bei verschiedenenHochwasserszenarien zu nennen.

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Projektbeteiligte

Die Dokumentation ist der Ergebnisbericht des Forschungsprojektes “Die Auswirkungen der August-Hochwasser-Ereignisse 2002 auf die Tal-Grundwasserkörper im Raum Dresden – Lösungsansätze und Handlungsempfehlungen”. Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurdegefördert mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), über den Projektträger Jülich (FKZ: 0330493). Darüber hinausflossen in den Abschlussbericht auch Ergebnisse aus weiteren, vom Freistaat Sachsen finanzierten Untersuchungen ein. Die Verantwortung fürden Inhalt liegt bei den Autoren.

g Projektleitung:

Landeshauptstadt Dresden, UmweltamtDr. rer. nat. Kirsten Ullrich

g Projektkoordination / Wissenschaftliche Begleitung

Dresdner Grundwasserforschungszentrum e.V.Prof. Dr.-Ing. habil. Ludwig Luckner; Dr. rer. nat. Thomas Sommer

An dem Vorhaben waren folgende Institutionen und Bearbeiter beteiligt:

g Arbeitspaket 1: Grundwasserdynamik

Arbeitsgemeinschaft UBV / DGC / GFI:

Dr. Thomas Daffner (UBV GmbH)(Sprecher der ARGE)Dipl.-Ing. Stephan Bürger (GFI)Dipl.-Geoökol. Bastian Graupner (GFI)Dr. Bernd Gutt (DGC GmbH)Dr. Carsten Leibenath (UBV GMbH)Dr. Roger Nigang (DGC GmbH)Dr. Florian Werner (GFI GmbH)

g Arbeitspaket 2: Grundwasserbeschaffeneit

Technische Universität Dresden, Institut für Grundwasserwirtschaft:

Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang WaltherDr.-Ing. Dirk MarreDipl.-Ing. Christian Konrad

DREWAG GmbH:

Dipl.-Geol. Thomas Fischer

g Arbeitspaket 3.1: Altlasten

Technische Universität Dresden, Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten:

Prof. Dr. rer. nat. Peter WernerDr.-Ing. Norbert HüsersDipl.-Ing. Christian Schönekerl

BGD GmbH:

Dr. rer. nat. Ina Guderitz

g Arbeitspaket 3.2: Abfälle und Schlämme

Technische Universität Dresden, Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten:

Prof. Dr. Bernd Bilitewski

Intecus GmbH:

Dipl.-Ing. Jörg Wagner

g Arbeitspaket 4: Kanalisation

Technische Universität Dresden, Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft:

Prof. Dr. sc. techn. Peter KrebsDipl.-Ing. Christian Karpf

GFI GmbH:

Dr.-Ing. Ronald GieseDipl.-Ing. Michael Glöckner

g Arbeitspaket 5: Verallgemeinerung

Dresdner Grundwasserforschungszentrum e.V.:

Dr. rer. nat. Thomas SommerDipl.-Hydrol. Diana Wald

Projekthompage:http://www.hochwasser-dresden.de

gefördert vom:

Impressum

Herausgeber:Landeshauptstadt DresdenDer OberbürgermeisterUmweltamtTelefon (0351) 488 6200Telefax (0351) 488 6202E-Mail: umweltamt@dresden.deAmt für Presse- und ÖffentlichkeitsarbeitTelefon (0351) 488 2390und (0351) 488 2681Telefax (0351) 488 2238Postfach 12 00 2001001 DresdenE-Mail: presseamt@dresden.de

Redaktion:Dr. Kirsten Ullrich, Umweltamt DresdenDr. Thomas Sommer, Dresdner Grundwasserforschungszentrum e.V.

April 2005Redaktionsschluss Dezember 2004

ISBN 3-00-016631-9Preis: 10,00 €

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