Bei den bestehenden und sich einstellenden Verknüpfungen der technogen stark gestörten Oberflächengewässer- und Grundwasserlandschaften im Spree- Schwarze Elster-Gebiet zeigt sich, dass die bisherigen vor allem objektkonkreten Einzelbetrachtungen von Tagebauseen, Fließgewässern oder (Kippen-)Grundwasserkörpern bei den Güteaspekten zwar zunächst für die Lösung von lokalen, regionalen oder sektoralen Einzelproblemen durchaus wertvolle Einzelergebnisse liefern konnten, die verknüpfte flussgebietsweite und daher überregionale Betrachtung aber unabdingbar ist.
Die große Herausforderung aus wasserwirtschaftlicher Sicht besteht in der Optimierung der Wasserbewirtschaftung bezüglich Mengen- und Güteaspekten. Aus Mengengesichtspunkten führt das relativ geringe natürliche Dargebot in Verbindung mit den Wasserbedarfsforderungen im Einzugsgebiet zu teilweise angespannten Situationen. Durch eine gezielte Speicherbewirtschaftung (Talsperren, Speicherbecken) wird versucht, dem entgegenzuwirken. Aus Gütegesichtspunkten ergeben sich durch die großräumige Beeinflussung des Wasserhaushalts durch den aktiven und Sanierungsbergbau (v. a. Grundwasser(-wiederanstieg)) Herausforderungen hinsichtlich der Einhaltung von Immissionszielwerten in den Fließgewässern bzw. bei der Verbesserung und Optimierung der Wassergüte in bestehenden und zukünftigen Speichern/Tagebaufolgeseen.
Einerseits kann bspw. die aus Mengengesichtspunkten erforderliche und mögliche Ausleitung aus Speichern aufgrund einer resultierenden Immissionszielwertverletzung eingeschränkt sein. Anderseits kann aus Gütegesichtspunkten eine Ausleitung zur Verdünnung über den mengenseitigen Bedarf hinaus notwendig werden oder aber die Einspeicherung/Flutung/Spülung hinsichtlich der Erreichung einer entsprechenden Wassergüte optimiert werden. Es besteht somit die Frage der Einflüsse und Auswirkungen von Gütebewirtschaftungsmaßnahmen auf die Mengenbewirtschaftung und umgekehrt.
Am deutlichsten wird dies aktuell am Beispiel der Sulfatsteuerung der Lausitzer und Mitteldeutschen Bergbauverwaltungsgesellschaft mbH (LMBV) zur Einhaltung des Sulfat-Immissionsziels in Spremberg-Wilhelmsthal. Die Regulierung der Sulfatkonzentration in der Spree erfolgt über die Steuerung von Mengenströmen nach dem Verdünnungsprinzip. Dabei kann zur Einhaltung des Immissionsziels die Abgabe sulfatreichen Wassers aus dem Wasserspeichersystem (WSS) Lohsa II sowie die Zugabe von sulfatarmen Wasser aus dem Speicher Bärwalde bzw. den sächsischen Talsperren geregelt werden. Alle Handlungsoptionen haben Einfluss auf den Inhalt der jeweiligen Speicher sowie den Abfluss in den Vorfluter und somit auf die Wassermengenbewirtschaftung. Wasser, welches zur Verringerung der Sulfatkonzentration der Spree beispielsweise aus dem Speicher Bärwalde abgegeben wurde, steht zu einem späteren Zeitpunkt nicht mehr für eine Niedrigwasseraufhöhung zur Verfügung. Diese teilweise konkurrierenden Zielstellungen machen eine verknüpfte Betrachtung notwendig, die auch in den Planungswerkzeugen Eingang finden sollte.
Im BMBF-Forschungsvorhaben INKA BB Teilprojekt 21 „Instrumentarien für die nachhaltige wasserwirtschaftliche Planung und Entwicklung – Beispiel Lausitz“ wurde ein erster Versuch zur Kopplung des Mengenbewirtschaftungsmodells WBalMo Spree/ Schwarze Elster (DHI-WASY GmbH) mit dem Großraumgütemodell (GGM, Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann (IWB)) auf Zeitschrittebene vorgenommen. Die Kopplung erfolgte über die Schnittstelle OpenMI, welche einen europäischen Standard für Simulationssoftware im Umweltbereich darstellt.
Im Rahmen von INKA BB wurde auf einem Ansatz zur Berücksichtigung der Sulfatkonzentrationen am Pegel Spremberg-Wilhelmsthal/Spree sowie im WSS Lohsa II aufgebaut, der bereits im Auftrag der LMBV für die Anwendung im behördlichen Ländermodell WBalMo Spree/ Schwarze Elster entwickelt wurde. Kernbestandteil dieses Ansatzes ist die sogenannte Sulfatmatrix, die unter Berücksichtigung des Durchflusses am Pegel Spreewitz/Spree sowie der Abgabe aus dem Speicher Bärwalde die mögliche Ausleitmenge aus dem WSS Lohsa II definiert, bei der der Sulfat-Immissionszielwert am Pegel Spremberg-Wilhelmsthal/Spree gerade noch eingehalten wird. Weiterer Bestandteil des Ansatzes ist, dass mindestens 6 m³/s am Pegel Spreewitz/Spree fließen müssen, um die weiteren Zuflüsse sulfatreichen Wassers über die Abgaben aus dem WSS Lohsa II hinaus zu kompensieren. Grundlage zur Bestimmung der Werte waren die Modelle GRMSTEU (DHI-WASY) und GGM (IWB), die von der FZL zur operativen Steuerung eingesetzt werden.
Das Fazit der erzielten Ergebnisse und Ansätze zur Nutzung für die Fragestellungen unserer Kunden sind Gegenstand eines Berichtes, der in Kürze fertiggestellt und an die Wasserbehörden der Länder, die LMBV und das Unternehmen Vattenfall Europe Mining übergeben werden wird. Wir hoffen, den Nutzen in gemeinsamen Diskussionen weiter vertiefen zu können.