Gutachten 2 - Autobahndirektion Nordbayern · lich umgebaut in Form von neuen Rampen und Schleifen....
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GUTACHTEN 94625072_1740 Datum: 17.03.2017
Auftraggeber: Autobahndirektion Nordbayern
Projekt: Bundesautobahn A 3; Frankfurt - Nürnberg6-streifiger Ausbau von AK Biebelried bis AK Fürth/ErlangenAbschnitt: Autobahnkreuz Fürth / Erlangen
Auftrag vom:
Inhalt des Auftrages: Tiefenentwässerung im Bereich AK Fü/ErHydrogeologische Beurteilung
Bearbeiter / Sachverständiger: Dr. Ulrich Henken-Mellies
Telefon Nr.: +49 911 655-5587
Telefax Nr.: +49 911 655-5510
E-Mail: [email protected]
Dieses Gutachten umfasst 18 Textseiten und 4 Anlagen.
Anlage Nr. zur Ausschreibung A3/EO
AK FÜ/ER
6.1.8
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Inhaltsverzeichnis
1 Veranlassung ....................................................................................................................3
2 Unterlagen.........................................................................................................................3
3 Örtliche Gegebenheiten..................................................................................................... 4
4 Baugrunderkundung im Bereich des AK Fürth/Erlangen.................................................... 6
4.1 Lage der Trasse ......................................................................................................... 6
4.2 Bohrungen..................................................................................................................6
5 Grundwasserverhältnisse .................................................................................................. 7
6 Folgerungen ....................................................................................................................11
6.1 Beurteilung der Grundwasserverhältnisse ................................................................ 11
6.2 Entwässerungsmaßnahmen ..................................................................................... 11
6.3 Lagebeziehung der Tiefenentwässerung zur Grundwasseroberfläche...................... 12
6.4 Abschätzung der Abflussmenge und der Reichweite ................................................ 13
6.5 Auswirkung der Grundwasserabsenkung durch die
Tiefenentwässerungen ............................................................................................. 15
6.6 Beweissicherung Grundwasser ................................................................................ 16
7 Schlussbemerkungen...................................................................................................... 16
Anlagenverzeichnis.............................................................................................................. 18
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1 Veranlassung
Im Zuge des 6-streifigen Ausbaus der BAB A3 wird das Autobahnkreuz Fürth/Erlangen wesent-
lich umgebaut in Form von neuen Rampen und Schleifen. Sowohl bei der Trasse der A3, die im
Bereich des Autobahnkreuzes und östlich davon (Bau-km 381+000 bis km 382+100) in Ein-
schnittslage verläuft, als auch bei mehreren der Rampen und Schleifen sind Tiefenentwässe-
rungen erforderlich.
Im Bestand ist entlang der BAB A3 im Bereich des Autobahnkreuzes Fürth/Erlangen bereits
eine Tiefenentwässerung vorhanden.
Im vorliegenden Gutachten werden die Grundwasserverhältnisse im Bereich des Autobahn-
kreuzes unter Berücksichtigung der in den Jahren 2015 und 2016 durchgeführten weiteren
Baugrunderkundung beschrieben und die Angaben zur Tiefenentwässerung präzisiert. Darüber
hinaus werden die Auswirkungen der Tiefenentwässerung auf das Grundwasser beurteilt und
es wird ein Beweissicherungsprogramm vorgeschlagen.
2 Unterlagen
Folgende Unterlagen wurden für die Beurteilung der Grundwasserverhältnisse herangezogen:
Bestandslageplan Nr. 94, M 1:2000, Autobahnamt Nürnberg, 1982
Bestandshöhenplan km 210,500 - km 212,500, M 1:2000/200, Autobahnamt Nürnberg,
1958
Bohrungen zum Vorentwurf, B72, bis B89, Autobahndirektion Nordbayern
Pläne und Schnitte zur Referenzplanung, 2016
Bohrungen zur Referenzplanung; B10097 bis B10401, 2015 und 2016
Geologische Karte von Bayern 1 : 50.000, Nürnberg-Fürth-Erlangen und Umgebung.
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3 Örtliche Gegebenheiten
Das Autobahnkreuz Fürth/Erlangen liegt ca. 0,5 bis 1 km östlich der Regnitz, direkt östlich der
Regnitz-Talaue zwischen den Erlanger Stadtteilen Eltersdorf und Bruck (siehe Abbildung 1).
Dabei verläuft die BAB A3 überwiegend in Einschnittlage, während die in Nord-Süd-Richtung
kreuzende BAB A73 in Dammlage verläuft. Für die geplanten Rampen und Schleifen sind
ebenfalls teilweise Einschnitte erforderlich. Im Bereich der Bestandstrasse ist teilweise eine
Tiefenentwässerung vorhanden. Diese führte bei Begehungen im Jahr 2016 kein Wasser.
Weite Teile des Regnitz-Talgrundes (westlich der Staatsstraße St 2242) sind festgesetztes
Überschwemmungsgebiet.
Abbildung 1: Ausschnitt aus der topographischen Karte von Bayern (Quelle: Bayern Atlas). Rote Ellipse:
ca.-Bereich der geplanten Tiefenentwässerungen im Bereich des Autobahnkreuzes Fürth/Erlangen.
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Abbildung 2: Ausschnitt aus der Geologischen Karte von Bayern (Quelle: lfu.bayern.de/geologie). Rote
Ellipse: ca.-Bereich der geplanten Tiefenentwässerung.
Gemäß Geologischer Karte stehen im Umfeld der Trasse der BAB A3 die Gesteinsschichten
des Blasensandstein (kmBL) an (siehe Abbildung 2). Diese sind als Sandsteine mit Tonstein-
Zwischenlagen zu charakterisieren. Nordöstlich der Trasse tritt darüber der Coburger Sandstein
(kmC) mit Basisletten auf. Im Bereich des Autobahnkreuzes und weiter westlich werden die
Festgesteine von Terrassensanden (qH) und quartären Talfüllungen (qh) des Regnitztales über-
lagert.
Die Keuper-Sandsteine sind überwiegend als Kluft-Grundwasserleiter zu bezeichnen, der nach
DIN 18130 als durchlässig einzustufen ist (d.h. Durchlässigkeitsbeiwerte in der Größenordnung
von 10-4 bis 10-6 m/s). In quartären Sanden liegt die Durchlässigkeit bereichsweise darüber.
Ca. 1,5 km südlich (d.h. Regnitz-aufwärts) des Autobahnkreuzes befindet sich die Grenze des
Wasserschutzgebietes der Eltersdorfer Gruppe.
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4 Baugrunderkundung im Bereich des AK Fürth/Erlangen
4.1 Lage der Trasse
Die Gradiente der neuen Trasse der BAB A3 liegt in der Umgebung des Autobahnkreuzes
Fürth/ Erlangen zum Teil in Einschnittlage. Die Trasse steigt von ca. 280,5 mNN bei Bau-km
381+000 auf ca. 287,5 mNN am Einschnittsende bei km 382+100 an. Die neue Trasse liegt
dabei teilweise tiefer als die Bestandstrasse.
Die Rampen und Schleifen des Autobahnkreuzes werden neu gestaltet. Die neuen Trassen
liegen teilweise tiefer als der Bestand. Die Tiefpunkte der jeweiligen Gradienten liegen dabei
zwischen ca. 279,5 mNN und 280,5 mNN.
4.2 Bohrungen
Der Baugrund im weiteren Umgriff des Autobahnkreuzes wurde mit insgesamt über 100 Boh-
rungen erkundet. In den Bohrungen wurde zuoberst eine Lockergesteinsauflage aus quartären
Sanden, bzw. im Bereich des Autobahnkreuzes aus unterschiedlich mächtigen Auffüllungen
angetroffen. Darunter folgen überwiegend mittel- bis grobkörnige Sandsteine mit Tonstein-
Zwischenlagen.
Die Auffüllungen sind vor allem im Bereich der Rampen und Schleifen des Autobahnkreuzes
sowie entlang der Trasse der BAB A73 vorhanden. Es handelt sich um teils bindige, teils kiesi-
ge Sande mit Mächtigkeiten von bis zu ca. 5 m. Entlang der Staatsstraße St 2242 westlich des
AK Fü/Er, die bei ca. km 380+900 die BAB A3 quert, wurde eine bis über 8 m mächtige Auffül-
lung mit organoleptischen Auffälligkeiten erkundet. Diese Altablagerung wird in einem separa-
ten Gutachten durch LGA-IUA beurteilt.
Die natürliche Lockergesteinsauflage wurde in stark wechselnden Mächtigkeiten von ca. 1 m bis
über 5 m angetroffen. Es handelt sich überwiegend um Mittel- bis Grobsande, die teils kiesig,
teils bindig ausgebildet sind. Geologisch sind diese in Übereinstimmung mit der Geologischen
Karte als quartäre Terrassensande anzusprechen.
Darunter folgen mit einem deutlichen Relief (Anstieg von West nach Ost von < 275 mNN auf ca.
285 mNN) die Festgesteine des Blasensandstein. Sie bestehen überwiegend aus schwach klüf-
tigen, fein- bis mittelkörnigen Sandsteinen mit einzelnen Tonstein-Zwischenlagen.
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Anlage 4 (verkleinert dargestellt in Abbildung 3) zeigt einen schematischen geologischen Pro-
filschnitt West-Ost auf der Grundlage zahlreicher Bohrprofile entlang der Trasse der BAB A3.
Das Profil zeigt den Untergrundaufbau mit dem Quartär und dem unterlagernden Keuperfels
(Blasensandstein).
Das Profil beginnt im Westen bei Bau-km 380+700 in der Regnitz-Talaue mit ca. 10 m mächti-
gen Quartär-Schichten. Nach Osten hin nimmt die Mächtigkeit des Quartärs rasch ab. Auf Höhe
der BAB A 73 – Überführung ist nur noch eine dünne Quartär-Auflage von weniger als 1 m vor-
handen. Weiter nach Osten hin nimmt die Quartär-Mächtigkeit wieder auf ca. 2 m zu.
In dem Profil ist weiterhin die Höhenlage des Grundwasserspiegels eingetragen. Westlich der
Querung der BAB A 73 liegt der Grundwasserspiegel im Bereich des Quartärs. Weiter östlich
liegt der Grundwasserspiegel im Blasensandstein; die dünne Quartär-Auflage liegt hier oberhalb
des Grundwassers.
Das Profil zeigt darüber hinaus die Höhenlage der geplanten Gradienten der neuen Fahrbah-
nen. Es ist zu erkennen, dass die Gradiente teilweise nur geringfügig oberhalb des Grundwas-
serspiegels liegt. Die Profildarstellung macht deutlich, dass hier von ca. km 381+000 bis
382+100 eine Tiefenentwässerung erforderlich ist.
Abbildung 3: Schematisches geologisches West-Ost – Untergrundprofil entlang der BAB A3 im Umfeld
des AK Fürth/Erlangen.
5 Grundwasserverhältnisse
Zur Erkundung der Grundwasserverhältnisse wurden einige der Bohrungen zu Grundwasser-
messstellen ausgebaut. Im weiteren Umfeld des AK Fürth/Erlangen befinden sich 13 Grund-
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wassermessstellen. In Tabelle 1 sind die grundlegenden Daten der Grundwassermessstellen
zusammengefasst. Zwei der Grundwassermessstellen, die sich im Bereich der Regnitz-Talaue
befinden, sind im dort tief reichenden Quartär verfiltert (GWM 10097 und GWM 10338). Bei den
Bohrungen der übrigen Grundwassermessstellen wurde in relativ geringer Tiefe (ca. 2 – 4 m)
die Oberkante des Keuper-Festgesteins festgestellt. Diese Grundwassermessstellen wurden
überwiegend im Keuper verfiltert; in Einzelfällen, bei Grundwasserführung auch im überlagern-
den Quartär, erfolgte eine Mischverfilterung (Quartär + Keuper).
Tabelle 1: Zusammenfassung von Höhendaten der Grundwassermessstellen im Bereich der geplanten
Tiefendränagen im Umfeld des AK FÜ/ER.
In einer der Messstellen (B10097; im Bereich eines geplanten Regenrückhaltebeckens am Ost-
rand des Regnitztales) liegen mehrmonatige kontinuierliche Grundwasserstandsmessungen
vor. Die übrigen Grundwassermessstellen werden seit Sommer 2016 regelmäßig gemessen.
Tabelle 2: Ergebnisse der Stichtagsmessung vom 18.02.2017 der Grundwassermessstellen im Bereich
der geplanten Tiefendränagen im Umfeld des AK FÜ/ER.
Bau-km Höhe UK GWM GW-Leiter GWStand
X-Wert Y-Wert ca. [ m NN] [m] [mNN] [m] [mNN] [m] [mNN]
B10097 4426678,2 5492057,8 380+720 275,74 7,1 268,6 2,0 273,7 7,0 Quartär 275,5
GWM10102B 4426845,4 5491818,4 (St 2242) 280,75 7,2 273,6 4,5 276,2 9,5 Quartär (+ Keuper) 277,3
B10110 4427059,5 5491808,9 Rampe Ba-Nbg 283,42 4,9 278,5 4,0 279,4 18,0 Keuper 279,0
B10122A 4427272,3 5491994,5 381+250 281,45 1,7 279,8 2,5 279,0 14,0 Keuper 279,6
B10148A 4427481,0 5491939,7 381+500 285,18 2,6 282,6 5,0 280,2 17,0 Keuper 281,1
B10313D 4427290,3 5491717,1 Rampe Fü-Nbg 282,55 3,2 279,3 6,5 276,0 13,0 Keuper 280,8
B10330 4427180,3 5491344,7 (A 73) 283,17 4,3 278,9 3,0 280,2 9,0 Quartär + Keuper 280,9
B10338 4426688,2 5491910,3 380+730 275,99 11,1 264,9 3,0 273,0 8,0 Quartär 275,0
B10340 4426782,5 5491906,8 380+820 276,22 3,5 272,7 9,0 267,2 14,0 Keuper 275,2
B10341 4427061,5 5491753,5 Rampe Wü-Fü 281,82 4,3 277,5 5,0 276,8 12,0 Keuper 278,8
B10345 4426996,9 5491892,4 381+070 280,62 4,1 276,5 3,0 277,6 12,0 Quartär + Keuper 278,9
B10401L 4427104,8 5492549,6 382+270 287,81 2,4 285,4 Keuper 286,3
GWM10416 4427258,3 5492206,5 Rampe Nbg-Ba 284,99 1,1 283,9 4,0 281,0 14,0 Keuper 280,9
Bohrungs-Nr.Koordinaten Gauss-
KrügerOK Keuper OK Filter
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In Tabelle 2 sind die Grundwasserstände der Stichtagsmessung vom 18.02.2017 eingetragen.
Es muss davon ausgegangen werden, dass das Grundwasser auch höher ansteigen kann.
Im Bereich der Regnitz-Talaue, wo sich die GWM B10097 und B10338 befinden, steigt das
Grundwasser zeitweise bis dicht unter die Geländeoberkante an. Hier wurden GW-Stände bis
ca. 275,5 mNN gemessen. Das Grundwasser steht hier in den quartären Sanden an.
Im Bereich des Autobahnkreuzes zeigen die Grundwassermessstellen Grundwasserhöhen von
ca. 278 mNN auf der Westseite (GWM B10341, B10345) bis ca. 281 mNN auf der Ostseite
(GWM B10313, B10148A) an. Das Grundwasser steht dabei häufig in etwa an der Oberkante
der Keuper-Sandsteine an.
Bei der Interpretation der Grundwasserstandsmessungen ist zu berücksichtigen, dass hier ent-
lang der BAB A3 bereits eine Tiefenentwässerung vorhanden ist. Dies zeigt sich auch daran,
dass die Grundwassergleichenlinien des Grundwassergleichenplanes entlang der BAB A3 eine
Ausbuchtung der Grundwassergleichenlinien nach Osten zeigt (vgl. Abbildung 4 und Anlage 3.1). Dies ist zum einen auf die Geländemorphologie (leichte west-ost verlaufende Senke ent-
lang der BAB A3) zurückzuführen, zum anderen weist dies u.U. auch auf eine lokale, linienför-
mige Grundwasserabsenkung durch die bestehende Tiefenentwässerung hin.
Bau-km Höhe OK Seba(offen) GW-Leiter
X-Wert Y-Wert ca. [ m NN] [ m NN] [m] [mNN]
B10097 4426678,2 5492057,8 380+720 275,74 276,64 2,01 275,48 Quartär
GWM10102B 4426845,4 5491818,4 (St 2242) 280,75 281,62 4,3 277,32 Qu + Keuper
B10110 4427059,5 5491808,9 Rampe Ba-Nbg 283,42 283,66 4,75 278,91 Keuper
B10122A 4427272,3 5491994,5 381+250 281,45 282,35 3,04 279,31 Keuper
B10148A 4427481,0 5491939,7 381+500 285,18 286,15 5,45 280,70 Keuper
B10313D 4427290,3 5491717,1 Rampe Fü-Nbg 282,55 283,57 3,14 280,43 Keuper
B10330 4427180,3 5491344,7 (A 73) 283,17 284,17 3,58 280,59 Qu + Keuper
B10338 4426688,2 5491910,3 380+730 275,99 276,70 2,13 274,57 Quartär
B10340 4426782,5 5491906,8 380+820 276,22 277,20 2,43 274,77 Keuper
B10341 4427061,5 5491753,5 Rampe Wü-Fü 281,82 282,72 4,16 278,56 Keuper
B10345 4426996,9 5491892,4 381+070 280,62 281,50 2,63 278,87 Qu + Keuper
B10401L 4427104,8 5492549,6 382+270 287,81 288,32 2,65 285,67 Keuper
GWM10416 4427258,3 5492206,5 Rampe Nbg-Ba 284,99 285,97 5,36 280,61 Keuper
Bohrungs-Nr.Koordinaten Gauss-
KrügerGWStand: 18.02.2017
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Östlich des Autobahnkreuzes steigt die Grundwasseroberfläche weiter an auf ca. 285 mNN (in
GWM B10401L) bei Bau-km 382+270. Der Grundwasserspiegel liegt wiederum in etwa auf Hö-
he der Felsoberkante bzw. dicht darüber in den quartären Sanden.
Abbildung 4: Grundwassergleichenplan im Bereich des Autobahnkreuzes Fürth/Erlangen (Stand:
18.02.2017).
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6 Folgerungen
6.1 Beurteilung der Grundwasserverhältnisse
Die generellen Grundwasserverhältnisse lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:
Die Grundwasseroberfläche ist generell von Ost nach West geneigt, d.h. vom Hinterland
in Richtung zum Regnitztal. Dabei fällt der Grundwasserspiegel zwischen Bau-km
382+000 bis 380+700 von ca. 286 mNN auf ca. 275 mNN ab.
Dem entsprechend ist generell von einer Grundwasserfließrichtung nach Westen auszu-
gehen.
Im Nahbereich der aktuellen Trasse der A3 deutet sich im Grundwassergleichenplan ei-
ne lokale, linienförmige Grundwasserabsenkung durch die bestehende Tiefenentwässe-
rung an.
Im Bereich des Autobahnkreuzes und östlich davon steht das Grundwasser überwie-
gend erst in den Keuper-Sandsteinen an. Darüber ist allenfalls ein geringes Stauwasser-
Vorkommen zu verzeichnen.
Westlich des Autobahnkreuzes, im Übergang zur Regnitz-Talaue, tritt ein Quartär-
Grundwasserstockwerk in Erscheinung.
Der Grundwasser-Flurabstand im nicht künstlich aufgefüllten Gelände beträgt im Mittel
ca. 2 m (Schwankungsbereich: ca. 1 – 3 m). Für die in Einschnittlage geführten Bereiche
der BAB A3 und der Rampen und Schleifen bedeutet dies, dass hier Tiefenentwässe-
rungen erforderlich sind.
Die Durchlässigkeit der Sandsteine wird mit kf = 1*10-5 m/s – 1*10-6 m/s abgeschätzt. In stark
klüftigen Partien des Sandsteins sowie im überlagernden Quartär sind Durchlässigkeitsbeiwerte
bis zur Größenordnung von 10-4 m/s, im Tal-Aquifer der Regnitz bis ca. 10-3 m/s zu erwarten.
6.2 Entwässerungsmaßnahmen
In den Streckenabschnitten mit hoch anstehendem Grundwasser sind Entwässerungsmaßnah-
men erforderlich. Der Grundwasserspiegel muss hier mittels Tiefenentwässerung um ca. 1 – 3m
abgesenkt werden.
Die Entwässerungsmaßnahmen sollen sicherstellen, dass das Grundwasser und zusätzlich in
Feuchtperioden vorhandenes Kluft- und Porenwasser nicht bis zum Erdplanum ansteigt und
dieses negativ beeinflusst.
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Im Einzelnen sind in folgenden Abschnitten Tiefenentwässerungen vorgesehen (siehe auch
Anlage 3.1: schematischer Lageplan der Tiefenentwässerungen mit Höhenangaben):
BAB A3, von Bau-km 381+000 bis 382+100: Tiefenentwässerung beidseitig der Trasse
(zum Teil auf die parallel geführten Verteilerfahrbahnen A340 und A521 verlegt) sowie
im Mittelstreifen; Höhenlage der Tiefenentwässerung zwischen 276,5 mNN (bei Bau-km
381+150) und ca. 284 mNN (bei km 382+100).
Verbindungsrampe A316 (Bamberg – Nürnberg): von km 3+900 bis zum Ende; Höhen-
lage der Tiefenentwässerung ca. 280,7 bis 277,8 mNN.
Tangentialrampe A424 (Fürth –Nürnberg): von km 4+250 bis zum Ende; Höhenlage der
Tiefenentwässerung ca. 279 bis 278 mNN.
Tangentialrampe A428 (Nürnberg – Bamberg): vom Anfang (A3) bis km 8+250; Höhen-
lage der Tiefenentwässerung ca. 277,7 bis 279 mNN.
Schleifenrampe A346 (Würzburg - Bamberg): vom Anfang (= Rampe 340) bis km 0+140;
Höhenlage der Tiefenentwässerung ca. 278 mNN.
Schleifenrampe A329 (Nürnberg - Fürth): vom Anfang (A3) bis km 9+080; Höhenlage
der Tiefenentwässerung ca. 276,5 bis 276,2 mNN.
Schleifenrampe A337 (Fürth - Würzburg): von km 7+270 bis zum Ende (A3); Höhenlage
der Tiefenentwässerung ca. 278 bis 277 mNN.
Schleifenrampe A345 (Bamberg - Nürnberg): von km +200 bis zum Ende (A3); Höhen-
lage der Tiefenentwässerung ca. 277 mNN.
Die Tiefenentwässerungen sollten mittels Kunststoff-Mehrzweckrohr DN 250 ausgebildet wer-
den. Die Sohle der Tiefenentwässerung muss in der Regel mindestens 2,0 m unter Erdplanum
liegen. Die Tiefenentwässerung ist bis 0,5 m unter Planum mit Frostschutzmaterial zu verfüllen,
darüber mit dichtem, bindigem Boden (Schlämmkornanteil < 0,063 mm über 15 Masse-%).
Teilweise ist es aus planungstechnischen Gründen erforderlich, einzelne Tiefenentwässerungs-
stränge, vor allem im Ostteil des Autobahnkreuzes, in geringerer Tiefe als 2,0 m unter Planum
zu führen. Da hier mehrere Tiefenentwässerungsstränge relativ dicht nebeneinander verlaufen,
ist von einer ausreichenden flächenhaften Entwässerungswirkung auszugehen.
6.3 Lagebeziehung der Tiefenentwässerung zur Grundwasseroberfläche
Anlage 3.2 (verkleinert dargestellt in Abbildung 5) zeigt einen Lageplan, in dem sowohl die
Grundwassergleichen als auch die Tiefenentwässerungen eingetragen sind. Um die Lagebe-
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ziehung zwischen der Grundwasserhöhe und der Höhenlage der Tiefenentwässerungen deutli-
cher zu machen, sind in dem Plan die Gebiete schraffiert dargestellt, in denen die Tiefenent-
wässerung mehr als 2 m (bzw. mehr als 3 m) unter den aktuellen Grundwasserstand eingreift.
Der Bereich, in dem die geplante Tiefenentwässerung mehr als 2 m unter dem aktuellen
Grundwasserstand liegt, erstreckt sich vor allem entlang der BAB A3 von ca. Bau-km 381+100
bis km 381+900. Auch an den Rampen im Ostteil des Autobahnkreuzes liegt die Tiefenentwäs-
serung teilweise mehr als 2 m unter dem Grundwasser. Nur in einem sehr kleinen Bereich liegt
die geplante Tiefenentwässerung mehr als 3 m unterhalb des Grundwasserspiegels: bei ca. km
381+400 bis 381+600.
Abbildung 5: Lageplan Tiefenentwässerung und Grundwassergleichen (verkleinert aus Anlage 3.2)
6.4 Abschätzung der Abflussmenge und der Reichweite
Mit den geplanten Tiefenentwässerungssträngen wird das Grundwasser im Bereich des Auto-
bahnkreuzes Fürth / Erlangen sowie der A3 in Einschnittslage bis km 382+100 um ca. 1 – 2 m,
örtlich bis ca. 3 m abgesenkt. Durch die in Teilbereichen schon bestehende Tiefenentwässe-
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rung wird das Grundwasser bereits zeitweise lokal abgesenkt. Die geplante, verlängerte Tiefen-
entwässerung verändert somit die bestehenden Grundwasserverhältnisse nicht wesentlich.
Der Maximalabfluss in der Tiefenentwässerung (Summe aller Entwässerungsstränge) wird nach
Regenereignissen mit maximal ca. 10 - 20 l/s abgeschätzt und tritt erst mit zeitlicher Verzöge-
rung nach dem Regenereignis auf. Diese Abschätzung der Abflüsse wurde im Frühjahr 2016 an
einem anderen Abschnitt der Ausbaustrecke durch kontinuierliche Abflussmessungen bestätigt:
Im Streckenabschnitt von der Mainbrücke Dettelbach bis AS Wiesentheid gibt es bei Kleinlang-
heim auf ca. 1.000 m Länge eine bestehende Tiefenentwässerung in einer Sandstein-/Tonstein –
Wechselfolge des Unteren Keuper. Das Grundwasser wird im Mittel um 1 – 2 m abgesenkt. Die
durchgeführten Abflussmessungen der Tiefendränage (mehrmals tägliche Messungen im Mess-
zeitraum März – April 2016) ergaben Spitzenwerte von ca. 6 l/s, die mit ca. einem Tag Verzöge-
rung nach Niederschlagsereignissen auftraten. Anschließend geht der Abfluss jeweils deutlich zu-
rück.
Diese Messwerte können als Anhaltspunkt für die Abflüsse aus den Tiefenentwässerungen im
Bereich des Autobahnkreuzes Fürth / Erlangen herangezogen werden, auch wenn die hydrolo-
gische Situation nur teilweise vergleichbar ist (Tiefenentwässerung über eine Länge von ca.
1 km, Grundwasserabsenkung um 1 – 2 m; aber im Fall des AK FÜ/ER zusätzliche Tiefenent-
wässerungsstränge entlang der Rampen).
Im Jahresmittel ist eher davon auszugehen, dass der Abfluss aus der Tiefenentwässerung in
etwa der Grundwasserneubildung im weiteren Umgriff des Autobahnkreuzes entspricht. Verein-
fachend kann hier bei einer Fläche von 1 km² und einer Grundwasserneubildung von
4 [l / (s * km²)] ein mittlerer Abfluss von 4 l/s abgeschätzt werden.
Die Reichweite der Grundwasserabsenkung ist im Wesentlichen abhängig von der Durchlässig-
keit des Untergrundes und vom Betrag der Absenkung. Für die Abschätzung der Reichweite
von Sickerschlitzen kann eine Näherungsformel des US-Army Corps of Engineers herangezo-
gen werden:
R 2.000 * s * k [m]
Mit Absenkung s von 2 m und k-Werten von 10-5 bis 10-6 m/s ergeben sich rechnerische Reich-
weiten von ca. 13 m bzw. 4 m. Die tatsächliche Reichweite wird von Anisotropien im Gestein
(Klüftung etc.) mitbestimmt.
2017-03-17_Tiefenentwäss_AK-FÜ-ER.docx Seite 15 von 18
Somit ist von einer Reichweite der Grundwasserabsenkung der einzelnen Tiefenentwässe-
rungs-Stränge in einer Größenordnung von maximal ca. 20 m auszugehen.
6.5 Auswirkung der Grundwasserabsenkung durch die Tiefenentwässerungen
Die Flächennutzung in der Umgebung des Autobahnkreuzes Fürth / Erlangen besteht vor allem
aus Gewerbegebieten, landwirtschaftlichen Flächen, Sportplätzen und Wohnbebauung. Emp-
findliche, grundwassernahe Vegetationsstandorte liegen hier nicht vor.
Südöstlich des Autobahnkreuzes gibt es nach Auskunft der Stadt Erlangen (Amt für Umwelt-
schutz und Energiefragen) beim SC Eltersdorf einen Sportplatz-Brunnen, der (vermutlich infolge
einer Baumaßnahme der Deutschen Bahn) trockengefallen ist und für den ein Ersatz erstellt
werden soll. Einzelheiten zum neu geplanten Brunnen sind aktuell nicht bekannt. Zwischen dem
Autobahnkreuz und dem Sportplatz des SC Eltersdorf liegt die Grundwassermessstelle
GWM10313. Diese kann zur hydrologischen Beweissicherung herangezogen werden.
Südwestlich des Autobahnkreuzes an der Straße „in der Zeil“ gibt es nach Auskunft der Stadt
Erlangen einige Gartenbrunnen mit angezeigten Brunnentiefen zwischen 7 m und 13 m. Der
nächstgelegene Brunnen ist über 70 m von dem Tiefenentwässerungsstrang der Verbindungs-
rampe A316 (Bamberg – Nürnberg) entfernt. Erst in einer Entfernung von ca. 150 m greift die
Tiefenentwässerung 2 m unter den derzeitigen Grundwasserstand ein. Aufgrund der Entfernung
und der hydrogeologischen Lagebeziehung (die Brunnen liegen nicht im Abstrom der Tiefen-
entwässerungen, sondern seitlich dazu) ist davon auszugehen, dass die Brunnen durch die
geplante Tiefenentwässerung nicht nachteilig beeinflusst werden. Zwischen dem nächstgelege-
nen Tiefenentwässerungsstrang und den Gartenbrunnen liegt die Grundwassermessstelle
GWM10341. Diese kann zur hydrologischen Beweissicherung herangezogen werden.
In Grundwasser-abstromiger Richtung (d.h. in westlicher Richtung) grenzt nach wenigen hun-
dert Metern die tief reichende Quartär-Rinne des Regnitztales an. Der Quartär-Grundwasser-
leiter des Regnitztales steht in hydraulischer Verbindung zur Regnitz (mit Infiltration bzw. Exfilt-
ration je nach Höhe des Flusswasserspiegels in Bezug auf den Grundwasserspiegel). Die
Grundwasserabsenkung durch die Tiefenentwässerung und deren Ableitung in das Oberflä-
chengewässer haben hier aufgrund der vergleichsweise geringen Wassermengen keine mess-
baren Auswirkungen.
2017-03-17_Tiefenentwäss_AK-FÜ-ER.docx Seite 16 von 18
Zusammenfassend ist davon auszugehen, dass die örtliche Grundwasserabsenkung durch die
Tiefenentwässerungen im Bereich des Autobahnkreuzes keine nachteiligen Auswirkungen auf
die Nutzungen und den Grundwasserhaushalt in der Umgebung haben wird.
6.6 Beweissicherung Grundwasser
An den Grundwassermessstellen im Bereich des Autobahnkreuzes soll ein Beweissicherungs-
programm durchgeführt werden, um etwaige Veränderungen durch die Baumaßnahme doku-
mentieren zu können. Der Beginn der Beweissicherung ist für März/April 2017 vorgesehen, um
vorlaufend vor Beginn der Baumaßnahme den Ist-Zustand zu dokumentieren. Die Beweissiche-
rung soll anschließend bis ca. 2 hydrologische Jahre nach Ende der Baumaßnahme fortgeführt
werden.
Die Beweissicherung sollte die in der Tabelle aufgeführten 9 Grundwassermessstellen umfas-
sen (für die Lage der Grundwassermessstellen siehe Anlage 2.1). Die Grundwassermessstellen
werden mit automatisch aufzeichnenden Pegelsonden zur kontinuierlichen Messung der
Grundwasserstände ausgestattet.
Darüber hinaus können nach Absprache mit den Eigentümern einzelne Gartenbrunnen in das
Beweissicherungsprogramm einbezogen werden, wenn es eine Zugänglichkeit für Grundwas-
serstandsmessungen gibt.
7 Schlussbemerkungen
Im vorliegenden Gutachten wird auf der Grundlage der durchgeführten Baugrund- und Grund-
wassererkundungen die Erfordernis von Entwässerungsmaßnahmen im Abschnitt des Auto-
Bau-km Höhe UK GWM GW-Leiter GWStand
X-Wert Y-Wert ca. [ m NN] [m] [mNN] [m] [mNN] [m] [mNN]
B10097 4426678,2 5492057,8 380+720 275,74 7,1 268,6 2,0 273,7 7,0 Quartär 275,5
GWM10102B 4426845,4 5491818,4 (St 2242) 280,75 7,2 273,6 4,5 276,2 9,5 Quartär (+ Keuper) 277,3
B10110 4427059,5 5491808,9 Rampe Ba-Nbg 283,42 4,9 278,5 4,0 279,4 18,0 Keuper 279,0
B10122A 4427272,3 5491994,5 381+250 281,45 1,7 279,8 2,5 279,0 14,0 Keuper 279,6
B10148A 4427481,0 5491939,7 381+500 285,18 2,6 282,6 5,0 280,2 17,0 Keuper 281,1
B10313D 4427290,3 5491717,1 Rampe Fü-Nbg 282,55 3,2 279,3 6,5 276,0 13,0 Keuper 280,8
B10341 4427061,5 5491753,5 Rampe Wü-Fü 281,82 4,3 277,5 5,0 276,8 12,0 Keuper 278,8
B10345 4426996,9 5491892,4 381+070 280,62 4,1 276,5 3,0 277,6 12,0 Quartär + Keuper 278,9
GWM10416 4427258,3 5492206,5 Rampe Nbg-Ba 284,99 1,1 283,9 4,0 281,0 14,0 Keuper 280,9
Bohrungs-Nr.Koordinaten Gauss-
KrügerOK Keuper OK Filter
2017-03-17_Tiefenentwäss_AK-FÜ-ER.docx Seite 17 von 18
bahnkreuzes Fürth / Erlangen beschrieben. Sowohl entlang der BAB A3, die hier in Einschnitt-
lage verläuft, als auch entlang mehrerer Rampen sind Tiefenentwässerungen erforderlich.
Die maximal zu erwartende Wassermenge (Gesamt-Abfluss der Stränge der Tiefendränage)
nach Niederschlägen in Feuchtperioden wird mit 10 bis 20 l/s abgeschätzt. Dieser Wert ist auf
der Grundlage von Schüttungsmessungen an einer vergleichbaren Tiefenentwässerung als auf
der sicheren Seite liegende maximale Größenordnung anzusehen.
Die Reichweite der geplanten Tiefenentwässerung ist gering und erstreckt sich seitlich nur ge-
ringfügig über den Einschnittsbereich bzw. das Autobahnkreuz hinaus.
Nachteilige Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt und auf die im Umfeld vorhandenen
Nutzungen sind nicht zu erwarten.
Ein Beweissicherungsprogramm für das Grundwasser wird vorgestellt.
TÜV Rheinland LGA Bautechnik GmbHGrundbau Sachverständiger
Dipl.-Ing. (FH) D. Straußberger Dr. Ulrich Henken-Mellies
Geschäftsfeldleiter Diplom-Geologe
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Anlagenverzeichnis
Anlage 1 Übersichtslageplan
Anlage 2.1 Lageplan mit Grundwassermessstellen
Anlage 2.2 Grundwassergleichenplan, Stand: 18.02.2017
Anlage 3.1 Lageplan der Tiefenentwässerungen
Anlage 3.2 Lageplan der Tiefenentwässerungen und Grundwassergleichen
Anlage 4 Geologischer Profilschnitt West – Ost (entlang der BAB A3)
GWM10097
GWM10338GWM10340
GWM10102B
GWM10341
GWM10110
GWM10345
GWM10313
GWM10122A
GWM10416
GWM10330
GWM10148
GWM10401
Lageplan mitGrundwassermessstellen
GWM10148 = Grundwassermessstelle
Legende:
GWM10097
GWM10338
GWM10341
GWM10110
GWM10345
GWM10313
GWM10416
GWM10330
GWM10401
276
275,5
274,6274,8 278,9
278,9
278,6
280,6
279,3
280,7
280,4
280,6
285,7
GWM10340
275
GWM10102B
277
278
279
GWM10122A
280
281
282
283
284
285
GWM10148
GrundwassergleichenplanStand: 18.02.2017
GWM10148 = Grundwassermessstelle mit Höhenangabe (mNN)
Legende:
= Grundwassergleichen
280,7
278,3
277,7
277,1
277,5
276,6276,5
276,5276,2
277,0
277,2
280,7
279,0 278,0
277,0
277,0
278,6
277,2
278,0
277,9278,9
278,5
277,5
279,1
278,1
278,0
277,7
278,0
278,0278,1
279,0
281,2 282,2
280,5283,0
285,1284,4
283,5
Lageplan derTiefenentwässerungen
282,2
GWM10097
GWM10338
GWM10341
GWM10110
GWM10345
GWM10313
GWM10416
GWM10330
GWM10401
276
275,5
274,6274,8 278,9
278,9
278,6
280,6
279,3
280,7
280,4
280,6
285,7
GWM10340
275
GWM10102B
277
278
279
GWM10122A
280
281
282
283
284
285
GWM10148
278,3
277,7277,1
277,5
276,6
276,5
276,5
276,2
277,0277,2
280,7
279,0
278,0
277,0
277,0
278,6
277,2
278,0
277,9278,9
278,5
277,5
279,1
278,1
278,0
277,7
278,0
278,0278,1
279,0
281,2282,2
280,5 283,0
285,1284,4283,5
LageplanTiefenentwässerung
undGrundwassergleichen
Legende:= Grundwassergleichen
= Schematische Lage der Tiefenentwässerung mit Angabe der ca.- Höhenlage
Gebiet mit Lage der Tiefenentwässerung
> 2m unter aktuellen GW-Stand
> 3m unter aktuellen GW-Stand
GeologischerProfilschnitt
West - Ost (A3)