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Sulfatprognosemodell Spree

Ziel des Auftrages war die Erstellung eines Sulfatprognosemodells, mit dem das Maß einer Gefährdung der öffentlichen Trink­wasser­versorgung in Briesen und Berlin für verschiedene Wasserdargebots­situationen und prognostizierte Emissionen sowie unter Berücksichtigung der bestehenden Wasser­bewirtschaftungsmaßnahmen ermit­telt werden kann. Es soll zukünftig Grundlage weiterer Berechnungen für die Vielzahl von Fragen zu dieser Thematik unter Berücksichtigung wechselnder Randbedingun­gen sein.

Das erstellte WBalMo Sulfatprognosemodell Spree (SPM Spree) von DHI WASY ist ein Planungsinstrument, welches Risikoanalysen der Ausprägung und Dauer von Sulfatkonzentrationen sowie weiterer mengenwirtschaftlicher Aspekte der Wasser­bereitstellung aufzeigt.

Im SPM Spree werden alle wesentlichen Einflussfaktoren, wie Wasserdargebot, Wasserbedarf, Speicherbewirtschaftung, Sulfatemissionen über Oberflächen­gewässer und diffus über das Grundwasser, Bewirtschaftungsregeln einschließlich sulfatreduzierender Steuerungen etc., lage- und zeitrichtig miteinander verknüpft.

Die mit dem Modell durchgeführte erste Risikoanalyse wurde für verschiedene Sulfatereignisse vorgenommen. Grundlage dieser Bearbeitung waren Mengen- und Beschaffenheitsdaten der vergangenen Jahre, die speziell an den Jahren 2013 bis 2015 kalibriert und validiert wurden. Damit wurde ein sehr konservativer Ansatz gewählt, da in diesen Jahren sowohl erhöhte Abflüsse vorlagen (Hochwasser 2013) als auch wegen der Sanierung der Staumauer an der Talsperre Spremberg bzw. wegen zeitweilig geringerem Wasserdargebot auf höhere Sulfatkonzentrationen am Pegel Wilhelmsthal gesteuert wurde. Bei diesen Situationen handelte es sich um ausgeprägte Sulfatereignisse.

Die Auswertung erfolgte zunächst für zwei Bewirtschaftungszyklen des WBalMo-Mengenmodells und speziell für den Spreepegel Briesen (Fassungsbereich Wasserwerk  Briesen) und den Spreepegel Rahnsdorf (Fassungsbereich Wasserwerk Friedrichshagen) für die Jahre 2018 bis 2022. Gefährdungsabschätzungen für die Wasserwerke unter Beachtung von Grundwasseranstrom und Fließzeiten waren nicht Gegenstand dieser Bearbeitung.

Die Werte werden als Absolutwerte und nicht als 90 %-Perzentile, wie sonst üblich, ausgegeben. Für eine vorausschauende planerische Steuerung ist es praktikabler, den Absolutwert unmittelbar als Vorgabe zu verwenden. Für ein ausgeprägtes Sulfatereignis hat sich eine Eintrittswahrscheinlichkeit von ca. 10 Jahren ergeben. Die für dieses Ereignis rechnerisch ermittelten Sulfatwerte liegen für das Szenario „realistische Bewirtschaftungsregeln und Betriebszustände“ für den Bereich des WW Briesen bei ca. 350 mg/L und für den Bereich des WW Friedrichshagen bei ca. 300 mg/L. Das Monitoring der Spree und des Wasserwerkes Briesen zeigen, dass diese Ereignisse im Wasserwerk Briesen bisher zu keiner Gefährdung des Grenzwertes der Trinkwasserverordnung im Reinwasser von 250 mg/L geführt haben. Langfristige Effekte sind aber nicht auszuschließen. Von daher sind weitergehende Risikobewertungen noch vorzunehmen.

Aktuell werden geringere Sulfatkonzentrationen im Spreeverlauf registriert. Ursache dafür ist u. a. die inzwischen restriktionsfreie Ausleitung aus dem Wasserspeicher­system Lohsa II. Außerdem lassen Monitoringergebnisse aus dem Jahr 2017 im Grundwasseranstrom des Speichersystems Lohsa II künftig eine weitere Verbesse­rung der Wasserbeschaffenheit im Speicher erwarten.

Eine erste Überprüfung der bestehenden Immissionsrichtwerte ergab, dass insbe­sondere der Wert für den Bereich Briesen mit den oberhalb in der Spree definierten Immissionsrichtwerten nicht zusammenpasst. Zu klären ist des Weiteren z. B. auch die zukünftige Steuerung der sächsischen Talsperren im Zusammenspiel mit den Speichern Lohsa II und Bärwalde.

Das SPM Spree muss diesen veränderlichen Randbedingungen entsprechend fort­geschrieben werden. Mit weiteren Szenariorechnungen ist dann u. a. zu ermitteln:

-     welche Immissionsrichtwerte mit den im Oberlauf zur Verfügung stehenden Wassermengen erreichbar sind

-     wie sich Sulfatereignisse mit anderen Wiederkehrintervallen auf den Grenzwert im Reinwasser der WW auswirken können.

Das WBalMo Sulfatprognosemodell Spree liefert belastbare Aussagen und stellt eine gute Arbeitsgrundlage dar, die weiteren Fragen zu beantworten. Die Anwendung des SPM Spree soll länderübergreifend in der AG Flussgebietsbewirtschaftung Spree-Schwarze Elster mit den entsprechenden Arbeitskreisen abgestimmt werden.

Die Finanzierung der Bearbeitung erfolgte durch die Berliner Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz (Arbeitspaket 1), das Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg (Arbeitspaket 2) und das brandenburgische Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (Arbeitspaket 3).

 

Kurzbericht

Abschlussbericht