KOBLENZ – Hochschulübergreifende Arbeitsgruppe untersucht ökologische und wasserwirtschaftliche Auswirkungen veränderter Grubenwassereinleitungen

Veröffentlicht am 22. Mai 2019 von wwa

KOBLENZ – Hochschulübergreifende Arbeitsgruppe untersucht ökologische und wasserwirtschaftliche Auswirkungen veränderter Grubenwassereinleitungen – Die Steinkohleförderung in Deutschland ist im vergangenen Jahr zu Ende gegangen. Dennoch ist es weiterhin nötig, sich mit den ökologischen und wasserwirtschaftlichen Folgen dieses Kapitels der Industriegeschichte auseinander zu setzen. Es zählt zu den sogenannten Ewigkeitsaufgaben der RAG AG, über das Ende des aktiven Bergbaus hinaus die Grubenwässer zu bewirtschaften, um Schäden in der Region wie Senkungen oder Versalzung des oberflächennahen Grundwassers zu vermeiden. Dafür hat die RAG AG ein Grubenwasserkonzept entwickelt, dessen Auswirkungen nun eine interdisziplinäre, hochschulübergreifende Forschungsgruppe der Hochschule Koblenz, der Universität Koblenz-Landau sowie der Hochschule Rhein-Waal, Kleve untersucht.

Um Bergbau betreiben zu können, muss das in die Gruben eindringende Wasser gehoben und abgeleitet werden. Diese sogenannten Grubenwässer sind keine verunreinigten Abwässer, sondern stammen aus Grundwasser, das aus den umliegenden Gesteinsschichten in die Gruben einsickert. Auf dem Sickerweg nimmt das Wasser unter anderem Salze auf und ist aufgrund der Tiefe bis zu 28°C warm, so dass diese Grubenwässer sich negativ auf die Ökologie der aufnehmenden Flüsse auswirken können. Höhere Temperaturen verändern zum Beispiel Verhalten und Entwicklung von Fischen, wodurch Nahrungsnetzbeziehungen gestärkt oder geschwächt werden können. Das Wissenschaftsteam untersucht, ob das neue Grubenwasserkonzept der RAG AG die ökologischen Auswirkungen reduzieren kann. Mit Hilfe von Experimenten und Modellsimulationen analysieren sie, wie sich in Zukunft Salzgehalt und Wassertemperatur des Rheins verändern können und welche Einflüsse auf die Lebensgemeinschaft zu erwarten sind.

„Wir betrachten dabei wasserwirtschaftliche und ökologische Auswirkungen integriert, da die ökologischen Konsequenzen stark von den Änderungen der Wassermenge und den Wassereigenschaften abhängen“, erklärt Prof. Dr. Lothar Kirschbauer vom Fachbereich bauen-kunst-werkstoffe der Hochschule Koblenz. Es soll untersucht werden, ob die veränderten Grubenwassereinleitungen die ökologische Qualität und die Stabilität der Lebensgemeinschaft im Rhein beeinflussen und die Struktur und Funktion des Nahrungsnetzes verändern kann: „Hier beschäftigen wir uns hauptsächlich mit dem Problem hoher Wassertemperaturen im Sommer und der Erhöhung der Minimaltemperaturen im Winter, insbesondere unter dem Aspekt der vorhergesagten Klimaänderungen und den Einflüssen hoher Salzkonzentrationen auf Fische und Wirbellose wie Krebse, Schnecken und Insektenlarven.“

Um dieser komplexen Frage gerecht zu werden, haben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Hochschule Koblenz, der Universität Koblenz-Landau sowie der Hochschule Rhein-Waal, Kleve zu einem Forschungsteam zusammengeschlossen. Das gemeinsame Projekt besteht aus einem wasserwirtschaftlichen und einem ökologischen Teil. Im wasserwirtschaftlichen Teil untersuchen sie mit Hilfe eines mathematischen Modells, welche Auswirkungen die veränderten Einleitungen auf die Wassertemperatur und die Salzkonzentration in den Gewässern haben werden. Durch eine Simulation verschiedener Szenarien werden Wassertemperaturen und Salzkonzentrationen in verschiedenen zukünftig möglichen Situationen berechnet. So wird zum Beispiel simuliert, welche Maximaltemperaturen, insbesondere im Zusammenhang mit den Klimaveränderungen, im Sommer während Niedrigwassersituationen in Hitzeperioden auftreten können, aber auch welche Veränderungen sich gegebenenfalls im Winter beim Verhalten der Fische und Wirbellosen ergeben können.

In den beiden ökologischen Teilprojekten sollen zuerst die Effekte der Temperatur und Salzkonzentration auf das Verhalten und die Entwicklung von Fischen und auf die Nahrungsnetzbeziehung von Fischen und Wirbellosen ermittelt werden. Sehr hohe Wassertemperaturen könnten zum Beispiel dafür sorgen, dass sich die invasive Schwarzmundgrundel ausbreitet, welche höhere Temperaturen besser erträgt als einheimische Arten wie zum Beispiel Flussbarsche. Anschließend entwickelt die Gruppe ein Modell, das auf Basis der Ergebnisse des wasserwirtschaftlichen Teilprojekts und der Experimente die mittelfristige Entwicklung der Lebensgemeinschaft vorhersagt. „Auch methodisch ist dieses Projekt sehr vielfältig und herausfordernd“, so Kirschbauer, „es beinhaltet sowohl Verhaltensexperimente mit Fischen und Wirbellosen, als auch Beprobungen der Lebensgemeinschaft in der Nähe aktueller Einleitungsstellen und die Anpassung beziehungsweise Neuentwicklung hydrologischer und ökologischer Modelle.“

Foto: Erstes Projekttreffen des Forschungsteams an der Hochschule Koblenz von links: Lothar Kirschbauer, Christoph Knoblauch, Ruth Minor, Sylvia Moenickes, Tobias Backström, Carola Winkelmann. (Foto: Hochschule Koblenz)