Bergehalden und Grundwasser:
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Krefeld
Geolog. Landesamt Nordrhein-Westfalen
1983
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1. Einleitung (W. Schlimm)........................................................................................... 11
2. Wasserwirtschaftliche Probleme der Bergewirtschaft (W. Schmidt) ............... 14
2.1. Die Bedeutung des Grundwassers für die Wasserwirtschaft.................... 14
2.2. Gesetzliche Vorschriften zum Schutz des Grundwassers......................... 14
2.3. Zulassungsverfahren von Bergehalden........................................................ 15
2.4. Grundwassersituation im Bereich des Niederrheins.................................. 18
2.4.1. Derzeitige Nutzung....................................................................................... 18
2.4.2. Grundwasserreserven und das Konzept der Großraum-
Wasserversorgung Niederrhein .................................................................. 18
2.4.3. Veränderungen der Grundwasserqualität durch
Bergeablagerungen...................................................................................... 19
3. Hydrochemische Vorgänge in einer Bergeschüttung
(J.-M. DÜNGELHOFF M. PLANKERT) ....................................................................... 21
3.1. Bergeanfall ........................................................................................................ 21
3.2. Bergearten......................................................................................................... 22
3.3. Pétrographie und Mineralogie....................................................................... 22
3.4. Chemismus........................................................................................................ 22
3.5. Hydrochemie..................................................................................................... 23
3.5.1. Chlorid ............................................................................................................ 24
3.5.2. Sulfat............................................................................................................... 24
3.5.2.1. Möglichkeiten der Sulfatbildung............................................................. 25
3.5.3. Sonstige Ionen............................................................................................... 27
4. Konzept und Konstruktion von Haldenlysimetern (J.-M. Düngelhoff).......... 28
4.1. Konzept.............................................................................................................. 28
4.2. Konstruktion...................................................................................................... 28
4.3. Niederschlagsmesser...................................................................................... 28
4.4. Probleme beim Bau ......................................................................................... 31
4.5. Auffahrungsdaten der Bergehalde Pattberg................................................ 34
5. Quantität und Qualität des Sickerwassers (J.-M. Düngelhoff) ....................... 36
5.1. Quantität............................................................................................................ 36
5.2. Qualität............................................................................................................... 36
5.2.1. Chlorid ............................................................................................................ 36
5.2.2. Sulfat............................................................................................................... 38
5.2.3. Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium..................................................... 38
5.2.4. Eisen, Mangan............................................................................................... 39
5.2.5. Nitrat................................................................................................................ 39
5.2.6. pH-Wert........................................................................................................... 39
5.2.7. Temperatur..................................................................................................... 39
5.2.8. Schwermetalle............................................................................................... 39
5.2.9. Verhältnis Kationen : Anionen..................................................................... 40
6. Wasserwegsamkeit von Bergeschüttungen (W. Schlimm)................................. 42
6.1. Zum Begriff der Wasserwegsamkeit.............................................................. 42
6.2. Methoden zur Ermittlung der Wasserwegsamkeit...................................... 43
Seite
6.3. Eigene Untersuchungen ................................................................................. 44
6.4. Vergleichswerte................................................................................................ 453
6.5. Deutung............................................................................................................. 49
7. Sickerwasser und Grundwasser (W. Schlimm H. Wilder) ............................. 52
7.1. Das Problem...................................................................................................... 52
7.2. Der Raum Pattberg .......................................................................................... 52
7.3. Die Grundwasserbeschaffenheit im Raum Pattberg.................................. 56
7.4. Versuch einer Massenbilanz........................................................................... 58
7.4.1. Lysimeterdaten.............................................................................................. 58
7.4.2. Grundwasserdaten........................................................................................ 59
7.4.3. Wertung........................................................................................................... 62
8. Ergebnisse und Ausblick (A. Lengemann W. Schmidt).................................. 64
8.1. Ergebnisse......................................................................................................... 64
8.2. Ausblick............................................................................................................. 65
9. Schriftenverzeichnis................................................................................................. 68
Verzeichnis der Abbildungen
Abb. 1 Blick von Südwesten auf die Halde Pattberg in Moers-Repelen............ 12
Abb. 2 Trinkwassereinzugsgebiete, Schachtanlagen und Halden des
Steinkohlenbergbaus am unteren Niederrhein......................................... 16/17
Abb. 3 Salzbelastung des Grundwassers im Bereich der Bergehalde
Norddeutschland in Kamp-Lintfort............................................................. 19
Abb. 4 Salzbelastung des Grundwassers im Bereich der Bergehalde
Lohberg in Dinslaken.................................................................................... 20
Abb. 5 Abbaubereiche der Schachtanlagen Pattberg und Rossenray............... 29
Abb. 6 Bergehalde, Schachtanlage und Wasserwerk Pattberg........................... 29
Abb. 7 Konstruktion der Lysimeteranlage Pattberg.............................................. 30
Abb. 8 Ausgewählte Bauphasen der Lysimeteranlage Pattberg......................... 32
Abb. 9 Konstruktionsdetails der Lysimeteranlage Pattberg ................................ 33
Abb. 10 Meßergebnisse des Lysimeters Pattberg ................................................... 37
Abb. 11 Schema der Sickerwege des Niederschlags in einem
Haldenkörper.................................................................................................. 38
Abb. 12 Nitratkonzentrationen am Lysimeterauslauf.............................................. 39
Abb. 13 Sickerversuche in der Halde Lohberg-Nord.............................................. 46
Abb. 14 Zeitlicher Verlauf der Versickerung in der Halde
Lohberg-Nord................................................................................................. 47
Abb. 15 Halbschematischer Schnitt, 2fach überhöht, durch das Halden-
und Wassergewinnungsgebiet Pattberg..................................................... 53
Abb. 16 Grundwassergleichen sowie Chlorid- und Sulfatkonzentrationen
im Halden- und Wassergewinnungsgebiet Pattberg................................ 54/55
Abb. 17 Zeitliche Entwicklung der Chlorid- und Sulfatkonzentrationen
im Wassergewinnungsgebiet Pattberg....................................................... 57
6
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