Machbarkeitsstudie zur Reduzierung der Nährstoffeinträge in den Grünower See

Bemerkungen:
Auf der Sitzung der Gemeindevertretung der Gemeinde Grünow am 28.11.2024 wurde der Beschluss über die Umsetzung der Machbarkeitsstudie zur Reduzierung der Nährstoffeinträge in den Grünower See beschlossen. Dies betrifft die Maßnahmen A2 (Reaktiver Filtergraben) und A4 (Schilfpolder Rückbau Rohrleitung). Die Umsetzung der Maßnahmen sind von der Bewilligung der Förderanträge abhängig. Die Beförderungsquote liegt bei 100 %, sodass der Gemeinde keine Kosten entstehen.
Die Maßnahme A1 (Modifizierung der Einleitung des Godendorfer Mühlenbachs) wird in Verantwortung der Gemeinde Carpin realisiert, da sich der Einlauf des Godendorfer Mühlenbachs auf dem Gebiet der Gemeinde Carpin befindet.
Die Maßnahme A3 (Abkopplung Plansee zur Wiederherstellung des abflusslosen Geländes) wird in Verantwortung des Naturparkes Feldberger Seenlandschaft durchgeführt. Hauptgrund dafür ist, dass die Maßnahme Flächen mehrerer Gemeinden betrifft (Carpin, Blankensee und Grünow).

Das Projekt  Machbarkeitsstudie wurde kofinanziert aus Mitteln der Gemeinschaftsaufgabe des Bundes und der Länder „Verbesserung der Agrarstruktur und des Küstenschutzes“ und wird in Zuständigkeit des Ministeriums für Klimaschutz, Landwirtschaft, ländliche Räume und Umwelt Mecklenburg-Vorpommern umgesetzt.

Die Machbarkeitsstudie wurde von der Firma AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner mbB erarbeitet und termingerecht im April 2024 abgeschlossen. AKUT wurde am 26.8.2019 von der Gemeinde Grünow mit der Durchführung einer Machbarkeitsstudie zur Reduzierung der Stoffeinträge in den Grünower See beauftragt. In einer vertiefenden Machbarkeitsstudie vom 12.3.2020 wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, aus welchen drei ausgewählt und eine neue formuliert wurden.
Alle Maßnahmen wurden mit dem Staatlichem Amt für Landwirtschaft und Umwelt Mecklenburgische Seenplatte, dem Amt Neustrelitz-Land, der Gemeinde Grünow, der Gemeinde Carpin, dem Naturpark Feldberger Seenlandschaft sowie dem Ministerium für Klimaschutz, Landwirtschaft, ländliche Räume und Umwelt Mecklenburg-Vorpommern beraten und abgestimmt.
In der Machbarkeitsstudie wurden 4 Maßnahmen zur Realisierung vorgeschlagen. Für diese Maßnahmen wurden Anträge zur Plangenehmigung erarbeitet und vorgelegt.

Maßnahme A1
Modifizierung der Einleitung des Godendorfer Mühlenbachs
Vorhabensbeschreibung

Zur Verminderung der Phosphorfracht in den Grünower See soll die Fließgeschwindigkeit des Mühlenfließ durch leichte Veränderungen bzw. Aufweitung der Fließstrecke verringert werden. Dadurch sollen sich die Schwebstoffe bereits vor dem Grünower See absetzen. Am südlichen Ende der Aufweitung ist Vorgesehen, den dort verlaufenden Wanderweg zu erhöhen. Vorübergehend soll an der Brücke bei der ehemaligen Schmiede Bergfeld eine Fällmitteldosierstation aufgestellt werden, die die Phosphorfracht im Wasser minimieren soll (siehe Abbildung 1).



Baulicher Eingriff
Durch minimale Eingriffe wird der Bachlauf zwischen der Dosierstation und dem Wanderweg auf den letzten ca. 200 m verändert. Dies führt zu einer Erhöhung des Wasserspiegels im oberhalb liegenden Talabschnitt auf maximal 77,00 m NHN. Dadurch wird gewährleistet, dass der neue Wasserlauf zukünftig breit und langsam fließend bleibt. Am Eingang in das Tal wird das Mühlenfließ durch Geländemodellierung aus dem bisherigen künstlich vertieften Flussbett gedrängt und zurück in die Breite des Tals geführt. Das Fließ bekommt deutlich breiteren Lauf (bis ca. 20 m), was zur Reduzierung der Fließgeschwindigkeit führt. Aufgrund der gegebenen Topographie sind in dem geplanten Flusslauf des Tals keine oder nur geringe Eingriffe nötig.
Die Geländemodellierung erfolgt nach Absteckung im Gelände entsprechend den potenziellen und vorhandenen Fließwegen vor Ort.

Wanderwegerhöhung
Der für die Verbreiterung des Fließweges erforderliche Rückstau wird durch eine Erhöhung des Wanderweges und durch das Verschließen des vorhandenen Rohrdurchlasses bewirkt. Der Weg stellt somit eine begehbare Sohlschwelle dar, die in der Regel nur seitlich überströmt wird. Vor der Schwelle wird über die ganze Breite eine Sohlvertiefung hergestellt, um eine breite Verteilung bzw. Anströmung zu erreichen. Bei Bedarf kann an dieser Stelle akkumuliertes Sediment geräumt werden. Auf einer Länge von ca. 70 m wird durch Aufschüttung eine neue Höhe von 77,00 m  ̧NHN geschaffen. Die abgesenkten Abschnitte des Weges werden mit Trittsteinen versehen, um eine Begehbarkeit zu ermöglichen (vgl. Beispiel Abbildung 3).

Abbildung 3: Beispiel von Trittsteinen in sumpfiger Landschaft (Quelle: http://dernuernber-ger.blogspot.com/2019/06/auf-dem-wasser-gehen-hinter-dem-wohrder.html)

Fällmittel-Dosierstation
Als einfach zu handhabendes Fällmittel soll Polyaluminiumchlorid zum Einsatz kommen. Die Dosierung erfolgt zunächst Zeit- und Mengenproportional nach den zu erwartenden jahreszeitlichen Konzentrationen. Die Aufstellfläche der Dosierstation muss eben und fest sein. Hierfür wird kein Fundament benötigt, es können z.B. Schwellen zur Herstellung des Planums genutzt werden. Die Dosierung soll durch Schwerkraft erfolgen, hierfür ist keine Stromversorgung nötig. Die geplante Fernübertragung soll über ein Solarpaneel versorgt werden. Als Schutz gegen Vandalismus wird die Dosierstation mit einem Zaun versehen.

Naturschutz
Biber
Im Umkreis des Baugebiets ist mit Bibern zu rechnen. Schutzmaßnahmen sind ggf. vor Ort festzulegen (ökologische Baubegleitung).

Baumsterben Forst
Durch den erhöhten Einstau kann es dazu kommen, dass nun eingestaute Bäume absterben. Dies ist zum Teil gewünscht, da hierdurch der verbreiterte Fließbereich natürlich gestaltet wird. Die maßgeblich von der Maßnahme betroffene Fläche weist keinen großen Baumbestand auf. Daher ist nur von einer begrenzten Anzahl von Bäumen auszugehen, die eventuell von einem Baumsterben betroffen sind.

Maßnahme A2
Reaktiver Filtergraben
(Alternative Planung zur ursprünglichen Variante)

Vorhabensbeschreibung
Bei Maßnahme A2 ist die Errichtung eines reaktiven Grabens vorgesehen. Dieser besteht aus mit Eisenhydroxid gefüllten Filtersäcken, einer darunter liegenden Drainageschicht und einem einfachen Sperrbauwerk aus Sandsäcken. Mit dem Eisengranulat soll Phosphat aus dem Drainabfluss festgelegt werden. Hierbei ist der maximal erzeugte Rückstau (Druckverlust) in die Drainagerohre zu berücksichtigen. Im Hochwasserfall oder bei auftretenden Verstopfungen soll der Filter überströmt werden, so dass immer ein Abfluss gewährleistet ist. Für den geplanten Versuchsbetrieb soll vor und hinter dem Filter jeweils eine Vertiefung (Wanne) als Sedimentfalle in die Grabensohle eingelassen werden, um ggf. den Anteil absetzbarer Stoffe sichtbar machen zu können. Vor und hinter dem Filter werden Wasserstandsonden mit integriertem Datenlogger installiert, um das Abflussgeschehen zu erfassen. Zusätzlich ist der Abfluss während der örtlichen Probenahmen z.B. mit einem Flügelrad manuell zu messen.

Versuchsbetrieb und Monitoring
Ziel der Maßnahme ist die Sammlung von praktischen Erfahrungen mit dieser einfachen Bauweise. Die Pilotanlage wurde entsprechend für die gesamte angeschlossene Fläche dimensioniert. Nur so lassen sich sinnvolle Aussagen über die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme unter realen Bedingungen treffen. Durch regelmäßige Beobachtung ist sicherzustellen, dass es zu keinen erheblichen Beeinträchtigungen auf der vorgelagerten landwirtschaftlichen Fläche kommt. Um die Wirkung des Filters zu prüfen und zu dokumentieren, sind regelmäßig Wasserproben vor und nach dem Filter zu entnehmen. Die regelmäßige Probenahme und Kontrolle der Anlage kann z.B. nach Anlernen durch örtliches Personal der Gemeinde erfolgen. Die Proben werden eingefroren und bis zur Analyse gesammelt. Um die Entwicklung der hydraulischen Leistung zu beurteilen, müssen die Wasserstände vor und hinter dem Filter aufgezeichnet werden. Eine echte Bilanzierung wird aufgrund einer fehlenden Durchflussmessung nicht möglich sein. Es wird von einer 3-jährigen Begleitphase nach Errichtung des Filters ausgegangen. In dieser Zeit wird sich deutlich herausstellen, wie die Filter funktionieren und ob ein Weiterbetrieb bis zur vollständigen Erschöpfung des Materials (z.B nach 8-10 Jahren) lohnt. In diesem Fall kann später mit verminderten Aufwand der Langzeiteffekt überprüft werden. Im praktischen Betrieb ist die Verstopfungsanfälligeit zu prüfen und welche Pflegemaßnahmen evtl. dagegen eingesetzt werden können. Z.B. Entfernen von Sediment von den Filtersäcken. Hinsichtlich des Austauschs der Filtersäcke ist eine mögliche Weiterverwendung als Recyclingstoff, die Entsorgung oder eine Regeneration des Materials zu prüfen.
Zum Ende der Versuchslaufzeit ist eine Dokumentation und Bewertung erforderlich.

Eine genauer Standort muss noch festgelegt werden. Die Prüfung des Standortes steht noch aus.

Maßnahme A3
Abkopplung Plansee zur Wiederherstellung des abflusslosen Geländes

(überarbeitete Vorhabensbeschreibung)

Maßnahmenbeschreibung
Bei der Maßnahme A3 ist die Wiederherstellung des sogenannten Plansees als Binneneinzugsgebiet mit reduziertem oberirdischem Abfluss vorgesehen. Der Plansee hat bis zu seiner künstlichen Entwässerung als natürliches Moor mit hohen Wasserspiegeln existiert. Dieser Zustand soll weitgehend wiederhergestellt werden. Damit soll sichergestellt werden, dass sich die Moorböden wieder regenerieren können und dies langfristig zu einer Abnahme der Nährstoffausträge führt. Außerdem wird mit der Maßnahme der oberflächige Abfluss zum Godendorfer Mühlgraben soweit wie möglich eingeschränkt, so dass die unmittelbare Nährstoffbelastung über diesen Weg deutlich reduziert wird. Gleichzeitig wird mit dieser Maßnahme der Wasserrückhalt in der Landschaft erhöht. Das Stauziel soll schrittweise erhöht werden. Damit kann zunächst ein Mindestwasserspiegel eingestellt werden, solange bis die Zustimmung aller bei Maximalstau betroffenen Eigentümer vorliegt. Mit diesem Staubauwerk kann ein maximaler Wasserspiegel von 88,0 m  ̧NHN erzielt werden. Der natürliche maximale Wasserstand könnte entsprechend der Höhe des Geländes an der Stelle des Durchstichs bis zu ca. 90 m  ̧NHN betragen, wenn die künstliche Entwässerung vollständig zurückgebaut würde.

Baulicher Eingriff
Der vorhandene Kontrollschacht 1529 in der verrohrten Leitung L 0085 Beton DN 500 soll durch ein Staubauwerk ersetzt werden. Der Schacht DN 1500 m wird dazu mit Dammbalken und einem Messwehr ausgestattet. Der Schacht ist oben mit einem verschließbaren Gitterrost abgedeckt. Änderungen der Stauhöhe können nur durch den Betreiber bzw. den Wasser- und Bodenverband vorgenommen werden.

 

Maßnahme A 4
Schilfpolder Rückbau Rohrleitung
Erläuterungsbericht für den Antrag auf Gewässerausbau § 68 WHG

Veranlassung
Diese Maßnahme beschreibt die Grabenöffnung und Errichtung eines Schilfpolders südwestlich von Grünow. Durch die Grabenöffnung soll das Wasser seinen natürlichen Lauf nehmen und in der Fläche gehalten werden, sodass sich die Phosphorfracht bereits vor dem Grünower See absetzen kann. Die Rohrleitung L00128 soll auf einer Länge von ca. 200 m geöffnet und im Anschluss an die Fließstrecke ein Polder errichtet werden, der als Phosphor- und Stickstoffrückhalt fungiert. Die Oberfläche des Schilfpolders beträgt 0,55 ha. Das Einzugsgebiet des verrohrten Grabens reicht einerseits bis an die Ortslage von Grünow heran (Kleinkläranlagen) und auf der anderen Seite bis an ein entwässertes Niedermoor im Südosten (diffuse Quellen).

Zielstellung und Planungskonzept
Mit dieser Maßnahme soll eine naturnahe Lösung zur P-Retention in typischer Lage demonstriert und erprobt werden. Gleichzeitig findet hier eine Akkumulation von Kohlenstoff in Form von berirdischer und unterirdischer Biomasse statt. Die natürlichen Prozesse der Moorbildung werden hier unterstützt. Der Standort bietet günstige Voraussetzungen für diese Maßnahme, weil sich hier tiefgründige Stauschichten im Untergrund befinden und das Gelände ein natürliches Tal darstellt. Deshalb soll mit der Ausbildung eines Damms das Wasser an dieser Stelle in der Landschaft zunächst zurückgehalten werden. Im Hochwasserfall wird der Abfluss in den nachfolgenden Gewässerabschnitt auf diese Weise gedrosselt. Das gesamte Retentionsvolumen im Hochwasserfall beträgt bis zu 1.690 m≥. Das Phosphor-Rückhaltekonzept besteht darin, Schwebstoffe im Schilfpolder abzusetzen und gelöstes Phosphat organisch zu binden bzw. zu adsorbieren. Die tatsächliche Retentionsleistung hängt von verschiedenen Faktoren wie Eisen- und Sulfatgehalten, Wasserständen und Retentionszeiten und nicht zuletzt von den vorliegenden Bindungsformen und Konzentrationen ab.

 

Darstellung der baulichen Maßnahmen

Grabenöffnung
Der Zulauf zu der vernässten Fläche wird der oberhalb liegende, wieder geöffnete Graben L0028 sein (siehe Abbildung 2). Hierfür soll es einen Grabendurchstich zu dem bisherigen Schacht geben. Nach Aushebung des Schachts wird die Rohrleitung komplett verpresst und der sich ergebende Fließverlauf übernommen. Der dafür benötigte Graben wird ausgehoben und mit einer Böschung 1:2 und einer Sohlbreite von 0,3 m profiliert. Als Gefälle wird 0,62% angesetzt, womit sich eine Auslaufhöhe von 91,97 m NHN vor dem Polder ergibt. In die Grabensohle sollen Störsteine eingebracht werden (je 1 pro lfm), um schießende Fließbedingungen zu verhindern.

Schilfpolder
Der neu geplante Schilfpolder besteht lediglich aus einem Damm mit einem Überlaufbereich auf der Westseite des Polders sowie einer Initialbepflanzung mit Schilf. Die Erwartung ist, dass sich das Schilf bei guten Wachstumsbedingungen von selber auf die ganze Fläche ausbreitet.
Nach Mitteilung des Baugrundlabors Busse ist das Gebiet mit schluffig bis tonigen Böden mit ausreichender Wasserundurchlässigkeit untersetzt, so dass keine weiteren Maßnahmen zur Abdichtung in der Fläche nötig sind. Der Zulauf erfolgt über den geöffneten Graben der ehemaligen Rohleitung L0028 aus Osten. Im Norden und Süden wird der Polder durch das vorhandene Geländegefälle begrenzt.

Staudamm
Der Ablaufbereich des Polders wird durch einen Damm begrenzt. Dieser besteht aus aufgeschüttetem und verdichtetem Material aus der Grabenöffnung (z.B mit Schaffuflwalze). Zusätzlich wird der Damm mit einem Drainagestreifen nach Maßgabe des Bodengutachtens (luftseitig) und wasserseitig mit einer Dichtung aus einer Bentonitmatte, die soweit vorhanden, mit Lehm und Ton aus tieferen Lagen des Aushubs abgedeckt wird, versehen. Das Gefälle des Damms beträgt wasser- und luftseitig 1:4. Der Ablauf besteht aus einer gepflasterten Schwelle samt Ablaufrinne mit einem Gefälle von 1:19, um die Höhendifferenz zwischen Dammkrone und Beginn Gerinne auszugleichen. Um die kinetische Energie innerhalb der Rinne zu reduzieren, werden alle 0,5 m Störsteinen eingebracht. Für den Dammbau kann der Aushub der Grabenöffnung genutzt werden, sofern es sich um Geschiebelehm bzw. Geschiebemergel handelt. Sollte die Menge des Aushubs nicht ausreichend sein, muss auf geeignete Fremdbaustoffe zurückgegriffen werden. Vom Einbau von inhomogenen, durchlässigen Mischböden sollte abgesehen werden.

 

Bemessung
Öffnung Graben
Die Grabensohle des geöffneten Grabens lässt sich nach DVWK M232/96 als raue Rampe berechnen. Wenn ein Störstein pro Meter Länge des Grabens eingebracht wird, ist bei 10 cm Wasserspiegel ein Abfluss von 200 l/s bei nicht schießenden Verhältnissen zu erwarten.

Bemessung Schilfpolder
Der Schilfpolder ist in erster Linie auf das Phosphorrückhaltepotenzial zu bemessen. Den örtlichen P­‑Frachten und Konzentrationen sind die zur Verfügung stehenden Flächen und deren Retentionspotenziale gegenüber zu stellen. Die stoffliche Retention für Phosphor in Schilfpoldern bzw. Feuchtgebieten schwankt nach Literaturangaben zwischen 1 und 36 kg pro ha und Jahr. Für den erwarteten mittleren monatlichen Abfluss zwischen 2 und 23 l/s steht eine bepflanzte Fläche von 0,55 ha zur Verfügung, wenn sich die Initialbepflanzung unter günstigen Bedingungen ausgebreitet hat. Die gewünschte mittlere Wasserspiegelhöhe liegt bei 30 cm. Bei dem mittleren Volumenstrom von 10 l/s ergibt sich eine tägliche Flächenbeaufschlagung von 156 mm. In diesem Fall wird eine Retentionszeit von knapp 2 Tagen erreicht, wenn die Fläche gleichmäßig durchströmt wird. Je nach jahreszeitlichem Durchfluss variiert die Aufenthaltszeit zwischen 0,9 Tage bis zu 10 Tagen bei sehr geringem Durchfluss in den Sommermonaten Juni/Juli.

Bemessung Überlauf Damm
Das Ablaufgerinne des Damms kann ebenfalls nach DVWK M232/96 als raue Rampe berechnet werden. Hier ergibt sich, dass pro lfm 4 Störsteine in die Sohle eingebracht werden müssen, um bei einem Abfluss von 543 l/s noch nicht schießende Bedingungen zu bewirken. Damit ist die Abflussbedingung erfüllt, einen maximalen Zufluss von 40 l/s abzuführen.

Bautechnologische Beschreibung
Zuwegungen
Die Erschließung des Baugeländes erfolgt über unbefestigte Feldwege aus östlicher Richtung über die Straße „Am Nationalpark“ der Gemeinde Grünow. Alle genutzten Wege sowie Bewegungs- und Lagerflächen sind nach Beendigung der Arbeiten wieder herzurichten.

 

Bauzeit

Es wird von einer Gesamtbauzeit von ca. 6 Monaten ausgegangen. Witterungsbedingt können Verzögerungen und Behinderungen durch anhaltende Regen eintreten. Die angestrebte Bauzeit geht von April bis November, wenn die geringsten Abflüsse zu erwarten sind.

 

Provisorische Umleitung

Während der Bauzeit muss der kontinuierliche Durchfluss des Fließ sichergestellt werden. Dazu bleibt die bestehende Rohrleitung erhalten. Erst nach Fertigstellung des Schildpolders und der weiteren Anlagen wird das Fließ umgelenkt und die Rohrleitung verpresst.

 

Zwischenlagerung von Boden

Ausgehobene Böden werden auf dem Baugelände sortiert und sofort wieder eingebaut.

 

Quellen:
Darstellung der Firma AKUT zum Förderprojekt:
Machbarkeitsstudie zur Reduzierung der Nährstoffeinträge in den Grünower See vom 28.02.2024

Gemeinde Grünow