Geologie Stuttgart 21 S21

Heilquellenschutz

Ist das Stuttgarter Mineralwasservorkommen gefährdet?


Vortrag von Dr. Ralf Laternser zur Geologie von Stuttgart 21 im Stuttgarter Rathaus vom 01.07.2011

Die Geologie von Stuttgart 21: Neue Erkenntnisse = neue Risiken? [pdf] 5,2 MB

Vortrag zum Grundwassermanagement von Roland Morlock bei der gleichen Veranstaltung

Grundwassermanagement: Funktionsweise und Risikoabschätzung

 

Was sagt die Stadt Stuttgart dazu?

Zitat: Prof. Dr. Gerd Wolff, Amt für Umweltschutz der Stadt Stuttgart
Das Stuttgarter Heil- und Mineralwassersystem - Schutzkonzepte Stuttgart 21 - Projekt Stuttgart 21 und NBS Wendlingen-Ulm: Die Berücksichtigung der Wasserwirtschaft in der Planung - eine Zwischenbilanz 9/2006 [pdf] 8,9 MB.

"In beiden Zonen (gemeint sind Kern- und Innenzone) stellen bauliche Eingriffe in das Grundwasser ein latentes Risiko dar, besonders wenn sie in den Wirkungsraum des Mineralwassers, d.h. unter dessen Druckspiegel, hinabreichen."

Zitat: Nutzung der Geothermie in Stuttgart: Schriftenreihe des Amtes für Umweltschutz, Stuttgart - Heft 1/2005

"Die örtlichen Untergrund- bzw. Grundwasserverhältnisse sind im Hinblick auf tiefe Eingriffe unterschiedlich empfindlich. Dies gilt auch für die technische Erschließung der Erdwärme. Bestimmte Bereiche sind besonders anfällig gegenüber stofflichen Einträgen (genutzte Grundwasservorkommen, Gebiete mit geringmächtigen Deckschichten und/oder hohen Gebirgsdurchlässigkeiten, Verunreinigungen im oberflächennahen Grundwasser usw.). Dabei zählt das Einzugsgebiet der Stuttgarter Heilquellen zunächst als grundsätzlich sensibel. Ob und in welchem Umfang es hier zu Konflikten kommen kann, hängt im wesentlichen von der Tiefenreichweite der geothermischen Erschließungsanlage ab."

Zu den Fakten

Im Cannstatter Becken führen die Schichten des Oberen Muschelkalks [wikipedia] und örtlich auch der darüber liegende Untere Keuper [wikipedia] (auch Lettenkeuper genannt) unterschiedlich hoch mineralisiertes und kohlensäurehaltiges Grundwasser – das Mineralwasser. Grundwasser wird als Mineralwasser bezeichnet, wenn es über 1 g (=1000 mg) gelöste Stoffe enthält und von Menschen unbeeinflusst ist. Das Mineralwasservorkommen von Stuttgart ist durch 19 Brunnen (Bohrungen) sowie eine weitgehend im natürlichen Zustand belassene Quelle, die Mombachquelle, erschlossen.

Das Stuttgarter Mineralwasser - Infoblättle

Dem Heilquellenschutzgebiet für die Heil- und Mineralquellen in Stuttgart liegt eine Verordnung des Regierungspräsidiums Stuttgart zum Schutz der staatlich anerkannten Heilquellen [pdf] vom 11. Juni 2002 zugrunde. Das Quellenschutzgebiet umfasst eine Fläche von 30.062 Hektar und gliedert sich in drei Fassungsbereiche: die Kernzone, die Innenzone und die Außenzone. Nach den Ausführungen des Amtes für Umweltschutz Stuttgart (gleichzeitig auch die Untere Wasserbehörde) nimmt das in Stuttgart erschlossene Mineralwasservorkommen überregional vor allem wegen des hydrochemischen Charakters in Verbindung mit der Kohlensäureführung, aber auch wegen der hohen Schüttungsmenge, eine besondere und daher sehr schützenswerte Stellung ein. Der Schutz dieses Systems in qualitativer ("natürliche Reinheit") wie auch in quantitativer ("natürlich auftretende Menge") Hinsicht hat nach Aussage der Behörde daher höchste Priorität. Eine Gesamtübersicht des Heilquellenschutzgebietes [pdf] ist auf den Webseiten des Regierungspräsidiums einzusehen.

Heilquellenschutzzonen

Übersicht des "Flickerlteppichs" der Heilquellenschutzzonen

Man kann grundsätzlich festhalten: Das Heilquellenschutzgebiet schützt allgemein den Bereich in dem das Heilwasser gefährdet ist! Jeder menschliche Eingriff stellt eine Gefährdung da!

Die Schutzziele wurden wie folgt formuliert:

  • Wahrung des natürlichen Schüttungsgangs (z.B. keine Entnahme von Grundwasser)
  • Erhalt des geochemischen Charakters und des Gehalts an gelösten Stoffe (keine Trinkwasser-Infiltration)
  • Schutz vor Eintrag anthropogener ("von Menschen stammenden") Stoffen (z.B. keine Zusatzstoffe im Wasserwerfer)

Die drei Zonen zum Schutz der Mineralquellen wurden zur Vermeidung negativer Auswirkungen von menschlichen Eingriffen eingerichtet. Die Gefährdung nimmt zu den Quellaustritten hin zu. So existieren für menschliche Eingriffe in den Untergrund je nach Zone eine große Anzahl von Einschränkungen und besonderen Handlungsanweisungen. Die Restriktion steigt hierbei mit abnehmender Entfernung zu den Mineralwasserquellen. So weist auch das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg (LRGB) in seinem Bericht aus dem Jahre 2005 Landes darauf hin:

"Mineral- und Heilwasservorkommen, z.B. das Stuttgarter Mineralwasser, sind durch abgegrenzte quantitative Heilquellenschutzzonen besonders geschützt. Belange des Heil- und Mineralquellenschutzes sind bei Baugrunduntersuchungen zu berücksichtigen. Bei Eingriffen in den Untergrund hat der Schutz des Mineral- und Heilwassers absoluten Vorrang."

Ursprüngliche Schutzzonen

Für die staatlich anerkannten Heilquellen wurde bereits im Jahre 1990 durch die Vorgängerbehörde des LRGB, dem einstigen Geologischen Landesamt Baden-Württemberg, ein Entwurf für ein Heilquellenschutzgebiet vorgelegt. Die dort vorgeschlagene Abgrenzung gliederte sich in qualitative Schutzzonen I bis IV und quantitative Schutzzonen A bis F und basierte auf den Richtlinien für Heilquellenschutzgebiete der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser.

Ursprüngliche Einteilung der Heilquellenschutzzonen durch das Geologische Landesamt 1990 

Ungefähr gleichzeitig mit dem Beginn der Planungen für das Immobilienprojekt Stuttgart 21 wurde dieser fachliche Vorschlag für die Zoneneinteilung des Heilquellenschutzgebietes verworfen.

In den folgenden Jahren wurde unter Vorsitz des Regierungspräsidiums im neuen "Arbeitskreis Heilquellenschutz" eine neue Schutzzoneneinteilung nach "modernen" Gesichtspunkten in Angriff genommen, die letztendlich im Juni 2002 Rechtsgültigkeit erlangte. Hierbei sind die Zonen für den qualitativen (Sauberkeit) und den quantitativen (Menge) Schutz deckungsgleich (§ 2, Absatz 1).

Aus dem Bericht Neukonzeption zur Abgrenzung der engeren quantitativen Schutzzonen für die Heilquellen von Stuttgart-Bad Cannstatt und Stuttgart-Berg von Wolfgang Ufrecht und Gerd Wolf (1998) ist folgendes zu entnehmen:

"Ziel war es eine möglichst einfache und transparente Gebietsabgrenzung zu erarbeiten und die bisher praktizierte, oft aufwendige Einzelfallbeurteilung baulicher Maßnahmen auf ein unvermeidbares Minimum zu reduzieren....

Deshalb war es möglich, bisherige Sicherheitszuschläge auf ein nach heutigen Erkenntnissen erforderliches Ausmaß zurückzunehmen."

Durch einen sehr hohen zeitlichen, personellen und technischen Aufwand zur Erforschung und computertechnischer Überwachung ("Monitoring") des gesamten Grundwassersystems wurden die Schutzziele des Heilquellenschutzes bis an den absoluten Grenzbereich des heute technisch Möglichen zurückgedrängt.

Das Ergebnis ist ein augenfällig fragwürdiger, künstlich wirkender "Heilquellenschutzzonen-Flickerlteppich" im Nesenbachtal. Im Rahmen dieser Neuordnung der Schutzgebietszonen rückt der Bauabschnitt A3, der Bereich des geplanten Tiefbahnhofs, aus der höchsten Schutzkategorie B in der alten Konzeption von 1990 in der neuen Einteilung der Heilquellenschutzzonen in eine nachrangige Zone (Innenzone).

Entscheidend für das Bauvorhaben Stuttgart 21 ist, dass in diesen Heilquellenschutzzonen unterschiedlich strenge Auflagen für Bauvorhaben gelten, mit zum Teil erheblichen Einschränkungen für Eingriffe in den Untergrund. Baufläche A3, also der Bereich des geplanten Tiefbahnhofs, liegt (ausgenommen eines kleinen Bereiches an der Schillerstraße in der Kernzone) lediglich in der Innenzone des Heilquellenschutzgebietes, also nicht in der höchsten Schutzkategorie.

Die Zerstückelung der Heilquellenschutzzonen im Schlossgarten wird mit größeren Mächtigkeiten des überlagernden Deckgebirges (hier die Grundgips-Schichten) über der mineralwasserleitenden Schicht Oberer Muschelkalk [wikipedia], im Bereich des Hauptbahnhofes begründet ("Konzept der Dichtschicht" von WOLFF & UFRECHT 1998).

Andere Kriterien aus den Vorgaben der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser des Bundes (LAWA), wie z.B. der ungestörte Grundwasserfluss in Quellnähe, werden überhaupt nicht berücksichtigt.

Kritikpunkte an der aktuellen Schutzzoneneinteilung
- mittleres und unteres Nesenbachtal

1. Eine durchhaltende Kernzone bietet den sichersten, da durchgehenden Schutz des Mineralwassers.
Dies gilt insbesonders für das direkte Zuflussgebiet des Mineralwassers unter dem unteren und mittleren Nesenbachtal zu den Quellen. Die Fokussierung auf das Konzept der "Dichtschicht" ignoriert gänzlich quantitative Schutzziele - also den lateralen Grundwasserstrom - vollständig. Das heißt, der ungehinderte Grundwasserstrom, der längs des Nesenbachtals verläuft und ab dem Planetarium (Grundwassermessstelle 174) nachweislich in Verbindung mit dem Mineralwasser im darunter liegenden Muschelkalk steht, ist im Sinne der LAWA absolut schutzwürdig. Ab dem unteren Nesenbachtal (Bereich Rossebändiger-Gruppe) bis zur Neckartalaue unterschneidet die Druckfläche des Unterkeupers die des Oberen Muschelkalks, was einen aufwärts gerichteten Mineralwasserfluss erzeugt. Bautechnische Eingriffe (z.B. Grundwasserabsenkungen) können im gesamten Zuflussgebiet einen quantitativen (mengenmäßigen) Einfluss auf die Schüttungsmenge der Mineralquellen haben, da das Mineralwasser in diesem Bereich nachweislich in hydraulischer Verbindung mit dem darüber liegenden Grundwasser steht. Somit haben Eingriffe in das Grundwasser zwangsläufig Auswirkungen auf die Menge der Mineralwasserschüttung. Deshalb gehört das Nesenbachtal sinnvollerweise auf "ganzer Tallinie" geschützt, um Einflüsse (mengenmäßig) auf das darunter liegende Mineralwasser (und auch auf die Druckverhältnisse zwischen den einzelnen Grundwasser-Stockwerken) zu verhindern.

Zitat: Hydrogeologie des Stuttgarter Mineralwassersystems
Schriftenreihe des Amtes für Umweltschutz - Heft 3/2006

"Zu Eingriffen, die sich auf die Schüttung auswirken, zählt jede Form der vom Menschen verursachten Grundwasserverluste und Störungen des Grundwasserhaushalts im Umfeld der Mineralquellen."

"Minderungen der Quellschüttung können sich ergeben durch eine direkte Entnahme von Grundwasser aus dem Oberen Muschelkalk, eine indirekte Entnahme aus dem Oberen Muschelkalk durch Unterschneiden der Muschelkalk-Druckfläche bei Förderung von Grundwasser aus dem Keuper. Die absenkungsbedingte Druckumkehr führt zum Aufstieg und damit zum Verlust von Grundwasser aus dem Muschelkalk."

"Wasserhaltungen im engeren Zustrombereich auf die Heilquellen können durch Unterschneidung der Grundwasserdruckfläche im Oberen Muschelkalk zu einer Umkehr der natürlichen, abwärts gerichteten Potenzialverhältnisse führen. Diese Umkehr löst die Einspeisung von Grundwasser aus dem Muschelkalk in darüber liegende Stockwerke (Unterkeuper bzw. Gipskeuper) aus. Im ungünstigsten Fall wirkt sich der durch die Gebirgsentwässerung verursachte Entspannungsvorgang im Oberen Muschelkalk durch einen Schüttungsrückgang in den Heilquellen aus."

2. Störungen und Dolinen als mögliche Schwächezonen und vertikale Wasserwegsamkeiten.
Beweis: Sauerwasserkalke am HBF, hydraulische Verbindung der Grundwasserstockwerke untereinander am Planetarium und Verwerfungen im Untergrund wurden nicht berücksichtigt. Diese Schwächezonen machen vor allem die Bereiche mit oberflächennahem Druckspiegel des Mineralwassers im Bereich des geplanten, sehr tiefgreifenden Nesenbachdükers sehr problematisch. Die Ausschreibung für den Düker wurde bisher von kein Bauunternehmen angenommen!

Erfahrungen bei Tunnelvortrieben im Lockergestein [pdf] und im Fels bei sehr hohem Grundwasserdruck.

3. Die Mächtigkeit der, die mineralwasserführenden Schicht überlagernden (und damit schützenden) Schichten des Gipskeupers, ist im Mittleren Schlossgarten zum Teil vergleichsweise gering und kann auch sonst kleinräumig stark schwanken.
Direkt an der Schillerstraße im Bereich des geplanten Tiefbahnhofes ist die Mächtigkeit der Schichten aufgrund einer Verwerfung deutlich geringer. Hier wäre aus geologischer Sicht und nach selbstdefinierten Vorgaben der verantwortlichen Stellen eine Einteilung in die streng geschützte Kernzone konsequent und angebracht.

4. Die südwestlichen Randbereiche des Bauabschnitts A3 liegen noch in der Kernzone des Heilquellenschutzgebietes. Das heißt, A3 liegt eigentlich in der Kernzone! Voll im Kerngebiet liegt z.B. auch die Gründung der Brückenpfeiler über den Neckar bei Cannstatt für S21 und K21.

5. Die Auswirkungen der Grundwasserentnahme (sog. Absenkungstrichter) für die Baugruben reichen unterirdisch in die Kernzone, betrifft sie also geologisch gesehen direkt!
Dies ist eigentlich nur mit einer Ausnahmegenehmigung in Bezug auf Paragraph 8 der Heilquellenschutzverordnung (Absatz 3 - Allgemeine Bestimmungen, Befreiung, Ausnahmen) möglich. Diese Ausnahmen sind nur im Interesse der Allgemeinheit möglich!

6. Anthropogene (menschengemachte) Verschmutzungen durch Bauarbeiten können durch die nachgewiesene hydrologische Verbindung der Wasserstockwerke einen negativen qualitativen Einfluss auf das Mineralwasser haben, es also verschmutzen.

Zusammenfassung

Ganz grundlegend stellt das gesamte Heilquellenschutzgebiet nach seiner ureigenen Begründung einen Bereich dar, in dem insbesondere das Mineralwasser durch Eingriffe des Menschen gefährdet ist.

  • Die Gefährdung ist am größten in Quellnähe und im direkten Zustrombereich (unteres Nesenbachtal).
  • Die örtlichen geologischen Verhältnisse sind sehr schwierig und zu einem gewissen Grad unvorhersehbar.
  • Das Konzept der Dichtschicht beruht auf zu wenig für den Grundwasserschutz nach Vorgabe der LAWA relevanten Kriterien des Grundwasserschutzes.
  • Zudem wird es im Bereich der Baufläche A3 nicht konsequent angewandt.

Die aktuelle Heilquellenverordnung ermöglicht den menschlichen Eingriff in die Heilquellenschutzzone an der Grenze des technisch Machbaren und dient damit eher der Verwirklichung von Bauvorhaben durch Sondergenehmigungen. Hier sitzen Planer und Genehmiger in der gleichen Behörde, bzw. sind einander direkt untergeordnet. Auch kann die gesamte Verordnung zum "Wohle der Allgemeinheit" außer Kraft gesetzt werden - ein fragwürdiger Freibrief in der Heilquellenschutzverordnung für das geplante Projekt Stuttgart 21 und ein deutlicher Hinweis auf die reine Papierform des Heilquellenschutzes.

Hätte der Schutz des Mineralwassersystems in qualitativer wie auch quantitativer Hinsicht laut Aussage des Amtes für Umweltschutzes der Stadt Stuttgart hohe Priorität, wäre es sinnvoll, gezielt naturräumliche und bautechnische Pufferbereiche einzuplanen. Zumal die Schlossgartenanlagen allgemein keine Bauerwartungsfläche darstellen - mit einer Ausnahme: Stuttgart 21!

Dr. Ralf Laternser - Diplom-Geologe - Stuttgart