Vorsorgender Grundwasserschutz in der Wasserwirtschaft am konkreten Beispiel eines Wasserwerkes

Vorsorgender Grundwasserschutz in der Wasserwirtschaft am konkreten Beispiel eines Wasserwerkes

Fachgespräch Monitoring in der Fracking-Technologie20.03.2012, Johanniter-Akademie, Münster Kay Schönfeld (Stellv. Betriebsleiter)

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Fachgespräch Monitoring in der Fracking-Technologie20.03.2012, Johanniter-Akademie Münster

Vorsorgender Grundwasserschutz in der Wasserwirtschaft am konkreten Beispiel

eines Wasserwerkes

Dipl.-Ing. Kay SchönfeldWasserwerk Vechta, Stellv. Betriebsleiter

Informations- und Dialogprozess über die Sicherheit und Umweltverträglichkeit der Fracking-Technologie für die Erdgasgewinnung



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Inhalt

• Vorstellung des Wasserschutzgebietes

• Monitoring beim Wasserwerk Vechta

− zur Auswertung der Einflüsse aus der Landwirtschaft

− zur Auswertung der Einflüsse eines Bohrplatzes

• Chancen eines Monitorings zur Feststellung von Einflüssen aus dem tiefen Untergrund

• Vorschläge für ein Monitoring im Zusammenhang mit Erdgasförderstellen (einschl. Fracking)



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Das Wasserschutzgebiet Vechta-Holzhausen

IIIb

IIIa

B6

B5

B4B3

B2 B1

beantragt: 1987

festgesetzt: 1991

Gesamtfläche: 3.462 ha

landwirtschaftl. Fläche: 2.435 ha (14 %)

Wald: 475 ha (70 %)

Schutzzone I (Fassungsbereich)� mind. Kreisfläche (R=7,50 m) um den Brunnen

Schutzzone II (engere Schutzzone)� mind. Kreisfläche (R=100 m) um den Brunnen

Schutzzone IIIa (weitere Schutzzone, innerer Bereich)

Schutzzone IIIb (weitere Schutzzone, äußerer Bereich)

Betriebe

landwirtschaftliche Betriebe 160

gartenbauliche Betriebe 10

Verteilung:

Haupterwerb 61 %

Viehhaltung 80 %



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Monitoring beim Wasserwerk Vechta

Einflussfaktoren Qualität Quantität

Wasserwerk Entnahme für die Trinkwasserversorgung

Landwirtschaft NitratPflanzenschutzmittelPSM-Metaboliten

Entnahme für Stallversorgung und Beregnung

Erdgasförderung BTEXelektr. Leitfähigkeit

MonitoringBeobachtung eines Ablaufes bzw. Prozesses, mit dem Ziel ggf. steuernd eingreifen zu können.

Wichtig: - genaue Kenntnis über den ablaufenden Prozess- Beachtung der zeitlichen Verzögerung zwischen Ursache und Wirkung

Monitoring sollte bereits unmittelbar an der Einflussquelle installiert werden.

Monitoring beim Wasserwerk Vechta

Versickerung, Grundwasser-bewegung, Abbauprozesse



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Vorfeldmessstellen des Wasserwerkes Vechta

• ca. 100 Stck. Vorfeldmesstellen

• Herstellung im Zuge von:− Ausweisung des Wasserschutzgebietes− hydrogeologischer Untersuchungen− landwirtschaftliches Beweissicherungsverfahren− Straßenneubau

• Ausbautiefe: 10 bis 50 m

• monatlich beprobt werden Messstellen

IIIb

IIIa

B6

B5

B4B3

B2 B1

0

5

10

15

20

25

1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

mg Nitrat / l

Brunnen G1 Brunnen G2 Brunnen G3 Brunnen G4 Brunnen G5 Brunnen G6

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

F 1 F 3 F 4 F 5 F 7 F 7a F 10 F 10a F 15 F 25

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Nitrat [mg/l]

Lageplan, Vorfeldmessstellen

Entwicklung der Nitratbelastung in den Vorfeldmessstellen

Entwicklung der Nitratbelastung in den Gewinnungsbrunnnen



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Schutzzone IIIa - Grundwasserfließrichtungen

oberflächennahe Fließrichtung

D‘

D

E‘

E

Fließrichtung im Entnahmehorizont

D‘

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Fließrichtung in Oberflächennähe

WSG Vechta-Holzhausen SZ IIIa WSG Vechta-Holzhausen SZ IIIa



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Schutzzone IIIa - Grundwasserfließrichtungen

Fließrichtung im Entnahmehorizont

D‘

D

E‘

E



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Lokationen Goldenstedt Z9 und Z23

Beweissicherungsverfahren und Monitoring

GWM 3Exxon 47

GWM 4Exxon 45

GWM 1Exxon 46

GWM 2Exxon 3

Gewinnungsbr. 3

Gewinnungsbr. 4 ParameterCIT (5-Chlor-2-Methyl-2H-Isothiazol-3-on) < 0,05 mg/l (Best.-gr.)MIT (2-Methyl-2H-Isothiazol-3-on) < 0,01 mg/l (Best.-gr.)i-Propanol < 1,00 mg/l (Best.-gr.)Butoxyethanol < 1,00 mg/l (Best.-gr.)Methanol < 10,0 mg/l (Best.-gr.)Tetramethylammonium < 0,01 mg/l (Best.-gr.)Tetraethylenpentamin < 0,50 mg/ l(Best.-gr.)

Ergebnisse Institut Fresenius 09.10.2011

Grundwassermessstelle AusbautiefeGWM 1-3 15-17 mGWM 4 30 m



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Lokationen Goldenstedt Z9 und Z23

Beweissicherungsverfahren und Monitoring

GO Z23

GO Z9

B6

B5

B4

B3

B2B1

Methangehalte im Rohwasser (9/2011)

Entnahmestelle AnalysewertGewinnungsbrunnen 1 0,0380 mg/lGewinnungsbrunnen 2 0,0098 mg/lGewinnungsbrunnen 3 0,0120 mg/lGewinnungsbrunnen 4 0,0240 mg/lGewinnungsbrunnen 5 0,0120 mg/lGewinnungsbrunnen 6 0,0045 mg/l



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Chancen eines Monitorings zur Feststellung von

Einflüssen aus dem tiefen Untergrund

Annahmen: Fließgeschwindigkeit:Sickergeschwindigkeit 1 m/dAufstiegsgeschwindigkeit

Ausbreitungswinkel: 45 °

in großer Tiefe

ca. 30 Tage

ca. 2.830 m²

30 m

oberflächennah

ca. 11 Jahre

ca. 63.620.000 m²= 63,6 km²

4.00

0 m

Entnahmehorizont

Entnahmehorizont

GOK GOK



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Ist Fracking innerhalb eines Schutzgebietes kritischer

zu sehen als außerhalb? (bei Vernachlässigung oberflächennaher Risiken)

-1.000 m

-2.000 m

-3.000 m

-4.000 m

-5.000 m

0 m

ca. 3.500 m

?

Quelle: Ing.-Büro Heitfeld und Schetelig, Geologisch-tektonisches Profil (Niedersächsisches Becken)



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Fazit

� Ein Monitoring zur Überwachung von Einflüssen aus dem tiefen Untergrund ist mit sehr großen Unsicherheiten verbunden und vermittelt in erster Linie nur eine „gefühlte Sicherheit“.Die Möglichkeit gegenzusteuern, scheidet weitestgehend aus.

� Oberflächennahe Einflüsse lassen sich durch ein sinnvolles Monitoring gut beobachten und geben durchaus die Möglichkeit ggf. frühzeitig gegenzusteuern.



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Vorschläge für ein Monitoring im Zusammenhang mit

Erdgasförderstellen (einschl. Fracking)

1. genaue Analyse der Grundwasserströme (im Idealfall: Hydrogeologisches Simulationsmodell)

2. Festlegung von Standorten für Beweissicherungsbrunnen (z.B. auf Basis einer Simulation)

3. Herstellung der Brunnen und Feststellung des IST-Zustandes (Nullbeprobung), Begrenzung auf elektr. Leitfähigkeit, BTEX, Methan, Tracerchemikalien

4. Herstellung eines Tiefenbrunnens (>200 m, 3 oder ggf. 4 GW-Leiter) und Feststellung des Ist-Zustandes (insbes. Methangehalt + Tracerchemikalien)

5. permanente Untersuchung der Messstellen während der Bohrphase (mit Datenlogger)

6. während der Förderphase Beprobung in Abhängigkeit der Tätigkeiten auf dem Bohrplatz (Sonderbetriebspläne) ansonsten Flachmessstellen vierteljährlich und Tiefenbrunnen jährlich

im Zustrom im Abstrom

oberflächennah mind. 1 Brunnen mind. 1 Brunnen

im 2. Entnahmehorizont mind. 1 Brunnen mind. 1 Brunnen

Grundsätzliche Forderung:Keine Bohrtätigkeit innerhalb von Wasserschutz- und Wassergewinnungsgebieten

Vielen Dank.

Vorsorgender Grundwasserschutz in der Wasserwirtschaft am konkreten Beispiel eines Wasserwerkes

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