Wasserwirtschaft in zwei bergbaugeprägten Einzugsgebieten – Emschergenossenschaft und Lippeverband

Beginn des Bergbaus – Technische und organisatorische Struktur der Wasserwirtschaft

Als der Kohleabbau in großem Stil in der Mitte des 19. Jahrhunderts begann, verwandelte er eine dünn besiedelte bäuerliche Kulturlandschaft mit Mühlenstauen in ein prosperierendes Industriegebiet. Die stark wachsende Bevölkerung und das zusätzliche Abwasseraufkommen führten in Verbindung mit einsetzenden Bergsenkungen zu erheblichen Entwässerungsproblemen und dem Aufkommen von Seuchen. Da eine unterirdische Abwasserableitung damit nicht durchführbar war, wurde zur Lösung dieser Probleme entschieden, die Gewässer des Emschergebiets technisch auszubauen. So sollten Senkungsschäden schnell erkennbar und eine Anpassung an veränderte Topographien, aber auch an Wassermengen leicht und schnell durchführbar sein. Damit konnte der Abfluss Richtung Rhein gewährleistet werden – die Grundvoraussetzung für die weitere Entwicklung der Region. Zum damaligen Zeitpunkt war es selbstverständlich, dass natürlicher Abfluss, Regenwasser und Abwasser gemeinsam in diesem System transportiert wurden.

Abbildung 1: Umbau der Emschergewässer zu einem technischen System

Da ein solches System nur in einem einzugsgebietsweiten Zusammenspiel errichtet und betrieben werden kann, wurde hierzu 1899 die Emschergenossenschaft als erster sondergesetzlicher Wasserverband gegründet. Ihre Mitglieder sind die Kommunen der Region sowie der Bergbau und die großen Industriebetriebe wie Krupp, Thyssen, Goldschmidt u.a. Aufgrund der guten Erfahrungen wurde später für das Einzugsgebiet der Seseke, eines Nebenlaufs der Lippe, die Sesekegenossenschaft gegründet, die hier nach demselben Prinzip arbeitete und später im Lippeverband aufging, der das Einzugsgebiet der unteren Lippe ab Lippborg betreut.

Abbildung 2: Verbandsgebiet Emschergenossenschaft und Lippeverband

Wasserwirtschaft des technischen Emschersystems – Umgang mit den Bergbaufolgen

Oberste Priorität in den wasserwirtschaftlichen Aufgaben hat die Sicherstellung des Hochwasserschutzes und des Wasserabflusses. Hierzu dienen die offenen, technischen Profile mit ihrer hohen hydraulischen Leistungsfähigkeit, die immer wieder an sich verändernde Randbedingungen (Topographie, Abwassermengen) angepasst werden. Im gesamten Emschersystem dienen die tiefliegenden Vorfluter auch der Grundwasserregulierung, der Abfluss wird in weiten Teilen der Region nur noch über Pumpen gewährleistet (Polderflächen). Einige Regionen sanken infolge der Bergbautätigkeit so stark ab, dass eine punktuelle Grundwasserregulierung notwendig wird (Raum Duisburg / Oberhausen).Bei Kanalsanierungen können zudem weitere grundwasserregulierende Maßnahmen notwendig werden, da bisher undichte Kanalisation zur Absenkung des ansonsten hoch anstehenden Grundwassers beigetragen hat.
Insgesamt hat die Industrialisierung und hier speziell der Bergbau die wasserwirtschaftlichen Verhältnisse extrem verändert. Zur Deckung des hohen Wasserbedarfs wird Trinkwasser aus dem nördlich gelegenen Lippeeinzugsgebiet oder der südlich gelegenen Ruhr benötigt (ca. 7 m3/s), das als Abwasser im Emschergebiet verbleibt, abgeleitet und gereinigt werden muss. Grubenwassereinleitungen (~ 1 m³/s) erhöhen den Abfluss in den Oberflächengewässern (ursprünglich ca. 1,5 m³/s) ebenso wie das aufgrund der Bergsenkungen ansteigende und abzuleitende Grundwasser. Im Lippegebiet wird zur Sicherstellung der Wasserversorgung teilweise (z.B. Wasserwerk Haltern der Gelsenwasser AG) auch eine künstliche Grundwasseranreicherung betrieben. Natürliche Wasserkreisläufe sind vielfach nicht mehr gegeben, aus den Poldergebieten muss herausgepumpt werden, und durch die mit der Industrialisierung und der damit verbundenen Urbanisierung entstandenen starken Versiegelung verringert sich die Grundwasserneubildung zu Gunsten des Abflusses der Niederschläge über die Kanalisation.

 

Ende des Bergbaus und Abkehr vom technischen Emschersystem 

Ohne aktiven Bergbau mit beständigen Bergsenkungen hat das technische Emschersystem seine Daseinsberechtigung verloren. Mit dem Einsetzen des Zechensterbens und Schließung der zugehörigen Schwerindustrie wurde es Mitte der 1980er Jahre erstmals seit mehr als einem Jahrhundert wieder möglich und mit dem aufkommenden Umweltbewusstsein auch notwendig, der Natur und insbesondere den Gewässern im Emschergebiet bessere Entwicklungschancen zu bieten. So fasste die Emschergenossenschaft 1992 den Beschluss zum Umbau des Emschersystems, der seither betrieben und 2020 abgeschlossen sein wird. Mit Gesamtinvestitionen von rd. 4,5 Mrd. EUR werden vier zentrale Kläranlagen errichtet bzw. modernisiert und 400 km unterirdische Abwasserkanäle mit zugehöriger Regenwasserbehandlung und -rückhaltung erstellt. Die dann abwasserfreien Gewässer können – unter den siedlungsbedingten Restriktionen der Region – möglichst naturnah umgestaltet werden.

Abbildung 3: Rückbau der Emschergewässer zu einem naturnäheren System

Der Hochwasserschutz genießt dabei aufgrund des Schadenspotenzials in der dicht besiedelten und industriell genutzten Region weiterhin oberste Priorität. Wo möglich, wird den Gewässern mehr Raum gegeben. Aufgrund der geringeren Abflusskapazitäten der naturnah gestalteten Gewässer müssen zur Abführung der Hochwasserwellen zwischen den bestehenden Deichen aber zusätzliche zentrale Rückhaltungen (u. a. Dortmund-Mengede, Phönix-See, Gelsenkirchen-Zoom) geschaffen werden. Ebenso bleiben vorhandene Grundwasserregulierungen sowie der Großteil der Kanalisations- und Gewässerpumpwerke als Ewigkeitslasten aus der Bergbautätigkeit erhalten. Die zum optimierten Betrieb der neuen Infrastrukturen sinnvollen Fremdwassersanierungen, i.d.R. in Form von Kanalabdichtungen, machen zum Schutz vor Vernässungsschäden weitere Grundwasserregulierungen (Ersatzsysteme, z.B. in Essen-Karnap, Gelsenkirchen-Schalke) erforderlich; eine Anhebung der Gewässersohlen ist aus demselben Grund in der Regel nicht möglich.

 

Aufgaben aus der Wasserrahmenrichtlinie

Alle Gewässer des technischen Emschersystems werden als stark veränderte Wasserkörper (Heavily modified water bodies) gem. EU-WRRL eingestuft. Während sich die Gewässerstruktur im Rahmen des Umbaus in einen naturnäheren Zustand zurückführen lässt, gefährdet das stark verfremdete Abflussregime das gute ökologische Potenzial der neu gestalteten Oberflächengewässer des Emschersystems. Qualitative Probleme können sich aus den Grubenwassereinleitungen, die bis 2020 aufgehoben werden sollen, zahlreichen Belastungen des Grundwassers, z.B. durch Kokereiprodukte und andere Stoffe aus chemischen und industriellen Prozessen, sowie aus Regenwassereinleitungen der Misch- und Trennkanalisation ergeben. Im Emschergebiet wird der Gewässerumbau von einem Monitoring begleitet, nach dessen Ergebnissen schrittweise und nach Bedarf weitergehende Maßnahmen ergriffen werden, um die Ziele der WRRL zu erreichen.

Für das Lippegebiet wurde ein konkreter Umsetzungsfahrplan mit einem Bündel an Maßnahmen erstellt. Hierin sind die Projekte des Lippeverbands, z.B. mit EU LIFE Förderung, enthalten, mit denen – in Kombination mit Uferentfesselungen, Ufergestaltungs- und Umfeldmaßnahmen - der gute ökologische Zustand bzw. das gute ökologische Potenzial erreicht werden soll. Der Umsetzungsfahrplan wird im 6-Jahres-Turnus nach der europäischen Wasserrahmenrichtlinie fortgeschrieben und dabei ggf. anhand erster Monitoringergebnisse angepasst.

 

Zukünftige Anforderungen

Mit der Fortentwicklung der Analysetechniken wächst das Spektrum nachweisbarer Wasserinhaltsstoffe kontinuierlich. Etwas langsamer nehmen die Erkenntnisse zur Wirkung dieser Stoffe auf die Umwelt, z. B. in der Wasserphase und im Boden, zu. Die Anforderungen, insbesondere an die Abwasserreinigung, entwickeln sich hierzu parallel. So werden aktuell Spurenstoffe, z. B. aus Industrierückständen, aus Medikamenten oder aus dem landwirtschaftlichen Pflanzenschutz, als Qualitätsproblem in den Gewässern diskutiert. Mit einer großmaßstäblichen Versuchskläranlage, dem Technikum in Dinslaken, einer Versuchskläranlage am Marienhospital Gelsenkirchen und großtechnischen Anwendungen in Bad Sassendorf, Hünxe und Dülmen erproben Emschergenossenschaft und Lippeverband mögliche Reinigungstechniken und engagieren sich zudem in internationalen Forschungsprojekten, die den gesamten Stoffkreislauf relevanter Substanzen berücksichtigen. So soll neben der Optimierung von Reinigungsverfahren mit dem Projekt „Den Spurenstoffen auf der Spur (DSADS)" in der Stadt Dülmen insbesondere solchen Stoffeinträgen bereits an der Quelle begegnet werden, die als Emissionen aus der Siedlungswasserwirtschaft ‚end of pipe‘ nur noch eingeschränkt und mit erhöhtem Aufwand abgebaut werden können.

Klimaschutzaktivitäten reichen von der Bilanzierung des Carbon Footprint beider Verbände bis zur Verminderung von Lachgas- und Methanemission bei der Abwasserreinigung. Der Emscherumbau und die Schaffung neuer Feucht- und Grünflächen trägt ebenfalls zur CO2-Bindung bei, leistet aber auch einen Beitrag zur kleinklimatischen Verbesserung und zur Rückhaltung von Spitzenabflüssen bei Starkniederschlägen.

Mit der Kampagne „Stark gegen Starkregen" für das Stadtgebiet Unna und der Zukunftsinitiative „Wasser in der Stadt von morgen" wird Bewusstsein für die Notwendigkeit der Klimawandelfolgenanpassung geschaffen und die bestehende gute Zusammenarbeit mit den kommunalen Partnern ausgebaut und intensiviert.

Emschergenossenschaft und Lippeverband sind organisatorisch und technisch gut aufgestellt für die wasserwirtschaftlichen Herausforderungen der nächsten 100 Jahre.