Description: HYDOR Consult GmbH Hydrogeologische Planung und Beratung N2/Ar - Untersuchungen im Grundwasser in Sachsen-Anhalt Ingenieurvertrag 19/S/0226/HAL vom 28.05.2019. Auftraggeber: Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Sachsen-Anhalt Sachgebiet 5.1.1 Willi-Brundert-Straße 14 06132 Halle (Saale) Auftragnehmer: GEO-data, Dienstleistungsgesellschaft für Geologie, Hydrogeologie und Umweltanalytik mbH, Garbsen & HYDOR Consult GmbH Am Borsigturm 40 13507 Berlin Bearbeitung: M. Sc. Lisa Schreiber M. Sc. Philipp Wolke Dipl. Geol. Dr. Stephan Hannappel Berlin, 03.02.2020 Dr. S. Hannappel Geschäftsführer HYDOR Consult GmbH – Das Beste aber ist das Wasser Sitz der Gesellschaft PHÖNIX-Gründerzentrum Am Borsigturm 40 13507 Berlin Telekommunikation Tel.: 030 - 4372 6730 Fax: 030 - 4372 6731 Internet: www.HYDOR.de Geschäftsführer Dr. Stephan Hannappel hannappel@HYDOR.de USt-IdNr.: DE220435515 Amtsgericht GLS-Bank Berlin-Charlottenburg BIC: GENO DE M1 GLS HRB 83961 B IBAN: DE 23 4306 St.-Nr. 30/356/31494 0967 1101 21 8900 N2/Ar-Untersuchungen im Grundwasser Sachsen-Anhalts Inhalt 1.Veranlassung und Zielsetzung ........................................................................................ 6 2.Datengrundlage .............................................................................................................. 7 2.1Übersicht zu den flächenbezogenen Daten...................................................................... 7 2.1.1 Hydrogeologische Bezugseinheiten Sachsen-Anhalts ..................................................... 7 2.1.2 Landnutzungsdaten nach Corine Land Cover.................................................................. 7 2.1.3 Topographische Karten ................................................................................................... 7 2.1.4 Flächenhafte Stickstoffein- und -austräge ....................................................................... 9 2.1.5 Ausweisung des Gefährdungspotenzials bzgl. Nitrat in Sachsen-Anhalt ....................... 11 2.1.6 Grundwasserkörper ....................................................................................................... 14 2.1.7 Gewässer erster Ordnung ............................................................................................. 14 2.1.8 Grundwassergleichenplan ............................................................................................. 14 2.1.9 Grundwasserneubildung nach ArcEGMO ...................................................................... 14 2.1.10 Bohrdaten des LAGB .................................................................................................... 16 2.2 Übersicht zu den messstellenbezogenen Daten ............................................................ 16 2.2.1 Stammdaten der Messstellen ........................................................................................ 16 2.2.2 Beschaffenheitsdaten der Messstellen .......................................................................... 19 2.2.3 Ausweisung des Denitrifikationspotenzials nach HYDOR (2017a) ................................. 22 3.Ausweisung von geohydraulischen Zustromgebieten.................................................... 26 3.1Ausweisung der Zustromgebiete der GWM anhand von Strombahnen .......................... 27 3.2Beschreibung der Zustromgebiete der GWM ................................................................. 28 3.3Zustromgebiete der Quellen .......................................................................................... 28 4.N2/Ar-Methode .............................................................................................................. 30 4.1Grundlagen der N2/Ar-Methode ..................................................................................... 30 4.2Methode der Membran-Einlass-Massenspektrometrie zur Bestimmung der Stickstoff- und Argon-Konzentration ...................................................................................................... 31 5.Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der Probennahme sowie Darstellung der Vor-Ort-Parameter ........................................................................................................ 32 5.1Vorbereitung der Probenahme ....................................................................................... 32 5.2Durchführung der Probenahme...................................................................................... 33 5.3Auswertung.................................................................................................................... 34 6.Chemische Laboranalytik und Analyseergebnisse ........................................................ 38 6.1Auswahl der Parameter ................................................................................................. 38 6.2Plausibilitätsprüfung der Grundwasseranalysen ............................................................ 38 6.3Analyseergebnisse ........................................................................................................ 39 6.4Genese der Grundwässer (Piper-Diagramm) ................................................................. 45 6.5Ergebnisse der Berechnung nach der N2/Ar-Methode.................................................... 46 7.Auswertung des Nitratabbaus an den Messstellen ........................................................ 53 2 N2/Ar-Untersuchungen im Grundwasser Sachsen-Anhalts 7.1Bewertung anhand Exzess-N2....................................................................................... 53 7.2N2/Ar-Messungen im Vergleich mit klassifizierten hydrochemischen Daten ................... 56 7.3Vergleich zu den modellierten Nitrateinträgen und Risikogebieten für erhöhte Nitratkonzentrationen des FZJ ....................................................................................... 58 8.Zusammenfassung ....................................................................................................... 64 9.Literatur ........................................................................................................................ 67 Verzeichnis des Anhangs Anhang 1: Stammdaten der 220 untersuchten Messstellen Anhang 2: Grundwasser-Probennahmeprotokolle Fa. GEO-data GmbH Anhang 3: Analyseergebnisse GEO-data Anhang 4: Tabellarische Zusammenstellung der Excess-N2-Messungen mittels N2/Ar-Methode Anhang 5: Ergebnisse des N2ArCheck-Tools des LBEG Niedersachsen Beilage: CD mit den Dokumenten des Projektes (GIS-Daten, Anhänge 1 bis 5 als PDF-Dokument, barrie- refreier Bericht als docx- und PDF-Dokument, Zusammenstellung der Daten als xlsx-Dokument) Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Aggregierte Landnutzungsarten für Sachsen-Anhalt auf der Grundlage von CLC (2012) und Darstellung der Lage der Messstellen.......................................................................................... 8 Abb. 2: Flächenhafte Übersicht zu den Stickstoffeinträgen ins Grundwasser (Daten Stickstoffeintrag ins Grundwasser: Kuhr et al. (2014))............................................................................................... 10 Abb. 3: Gefährdungspotenzial bzgl. Nitrat in Sachsen-Anhalt (Daten Gefährdungspotenzial bzgl. Nitrat: Kunkel & Wendland (2016)). ..................................................................................................... 13 Abb. 4: Verteilung der Grundwasserneubildungsrate nach ArcEGMO (Datengrundlage: LHW (2019)) und Lage der Messstellen. ............................................................................................................... 15 Abb. 5: Lage der Messstellen für die Untersuchung nach der N2/Ar-Methode im Jahr 2019 mit mittleren Nitratkonzentrationen und Darstellung der hydrogeologischen Bezugseinheiten. ....................... 17 Abb. 6: Anzahl der GWM nach Lage der Filtermitte unter Geländeoberkante. ........................................ 18 Abb. 7: Anzahl der GWM nach Flurabstand. .......................................................................................... 18 Abb. 8: Anzahl der GWM nach Filtermitte unter Grundwasseroberfläche (GWO). ................................... 18 Abb. 9: Anteile der 220 Messstellen (GWM und Quellen) an den hydrogeologischen Bezugseinheiten. .. 19 Abb. 10: Anzahl der Messstellen nach Sauerstoff, Redoxpotential, Nitrat- und Ammoniumkonzentration. .......................................................................................................... 20 Abb. 11: Zusammenhang zwischen Filterlage unter Grundwasseroberfläche und Nitratkonzentration. ... 21 Abb. 12: Gegenüberstellung von der Sauerstoffkonzentration, des Redoxpotentials und der Nitratkonzentration sowie Einteilung des Nitratabbaus nach HYDOR (2017a) an Hand der Parameter Sauerstoffkonzentration und Redoxpotential. ........................................................... 21 Abb. 13: Zusammenhang zwischen der Lage in der jeweiligen hydrogeologischen Bezugseinheit und der Nitratkonzentration. Mittelwert je Messstelle. ............................................................................. 22 Abb. 14: Denitrifikationspotenzial nach HYDOR (2017a) für die 220 untersuchten Messstellen. ............. 25 Abb. 15: Nitratabbauklassen der Messstellen nach HYDOR (2017a) unterteilt nach hydrogeologischen Bezugseinheiten mit prozentualem Anteil und Anzahl der jeweiligen Messstellen. ..................... 25 Abb. 16: Ausgewiesene Zustromgebiete nach HYDOR (2017a) und HYDOR (2018a, b). Beispielhaft für zwei GWM. ............................................................................................................................... 26 Abb. 17: Beispielhafte Darstellung des Grundwasserzustroms zu einer GWM........................................ 27 Abb. 18: Zustromgebiet auf Grundlage einer nach FUGRO (2018) ausgewiesenen Strombahn. ............. 28 Abb. 19 Landnutzungsarten nach Corine (2012) und Zustromgebiet der Quelle Heilandsbrunnen. ......... 28 3
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Language: Deutsch
Issued: 2020-02-10
Modified: 2020-02-10
Time ranges: 2020-02-10 - 2020-02-10
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