Ausgabe 89
Wirtschaft

Das ewige Wasser

Von Dietrich Heißenbüttel
Datum: 12.12.2012
Wie funktioniert das Grundwassermanagement für das Projekt Stuttgart 21? Im Detail weiß das, wenn überhaupt, nur die Deutsche Bahn. Danach sieht es allerdings nicht aus. Die fünfte Planänderung ist jetzt nach einjährigem Baustopp genehmigt, durch den siebten Planänderungsantrag jedoch schon wieder überholt. Der enthält viele Unstimmigkeiten.

Bereits zweimal in diesem Herbst, Ende Oktober und Mitte November, waren Zeitungsleser in Stuttgart gleich an drei Tagen hintereinander mit widersprüchlichen Nachrichten konfrontiert: An den ersten beiden Tagen ging es jeweils um Bedenken und Auflagen der Stadt und um mehr als 10 000 Einwendungen gegen die siebte Planänderung der Bahn an ihrem Grundwassermanagement. Am jeweils dritten Tag – am 26. Oktober und am 16. November – hieß es dann, die Bahn könne die Anlage weiter oder gar fertig bauen.

Ein flüchtiger Leser musste den Eindruck gewinnen: Die Hängepartie ist vorbei, "endlich" wird weiter gebaut. Wer dagegen alle Artikel durchlas, musste stutzig werden: Wie kann die Bahn trotz der vielen Einwände und Auflagen die Grundwasseranlage fertig bauen? Die scheinbare Unstimmigkeit erklärt sich damit, dass sich Ende Oktober noch zwei Planänderungsanträge in der Schwebe befanden: Ein Jahr zuvor hatte der Verwaltungsgerichtshof (VGH) in Mannheim einen Baustopp verhängt, weil der Bund für Umwelt- und Naturschutz (BUND) zur fünften Planänderung nicht angehört worden war. Da das Eisenbahnbundesamt (EBA) dies jetzt nachgeholt hat, hob das Gericht Ende Oktober den Baustopp auf.

Zur selben Zeit übergaben die Parkschützer dem Stuttgarter Regierungspräsidium ihre 10 000 Einwände gegen die siebte Planänderung, und die Stadt gab bekannt, dass die Untere Wasserbehörde – das Amt für Umweltschutz – künftig vor Ort für das EBA das Grundwassermanagement überwacht. Die letzte Nachricht vom 16. November brachte gegenüber Ende Oktober keine neuen Fakten. Offenbar hatte das Kommunikationsbüro des Projekts es für nötig befunden, nach den kritischen Schlagzeilen wieder einmal positive Stimmung zu verbreiten. 

Gegenstand der fünften Planänderung war eine zentrale Grundwasseraufbereitungsanlage, die im Lauf der Bauzeit 3,2 Millionen Kubikmeter (3,2 Milliarden Liter) Baugrubenwasser reinigen und aufbereiten sollte, um sie anschließend wieder in den Boden zurückzupressen oder zum Teil direkt in den Neckar. Im siebten Planänderungsantrag hat sich die Grundwassermenge, die entnommen werden muss, um die Baugrube trocken zu halten, auf 6,8 Millionen Kubikmeter mehr als verdoppelt. Nun fragt sich nicht nur der Laie, was es nützt, eine zentrale Anlage zu bauen, wenn diese bei Weitem nicht ausreicht, um das Projekt zu realisieren, umgekehrt aber noch nicht feststeht, ob die größere Menge überhaupt genehmigt werden kann.

Ein Rechtsgutachten im Auftrag des baden-württembergischen Umweltministeriums war bereits im Juni 2011 zu dem Schluss gelangt, "es bedarf ergänzend einer Änderungsplanfeststellung". Dieser Argumentation war der VGH jedoch nicht gefolgt. Da er keine Revision zugelassen hatte, ist die Anlage für 3,2 Millionen Kubikmeter somit juristisch genehmigt, auch wenn sie nicht mehr dem Stand der Planungen entspricht. 

Genaue Berechnungen und Werte gibt es nicht

Warum aber geht die Bahn plötzlich von der doppelten Grundwassermenge aus? Der Physiker Roland Morlock, der die Vorgänge seit längerer Zeit kritisch verfolgt, sieht darin einen klaren Hinweis, dass die zugrunde gelegten Berechnungsmodelle "eklatante Ungenauigkeiten, Ungereimtheiten und Schwachstellen" aufweisen. Um die Grundwassermengen zu berechnen, die abgepumpt werden müssen, und die Risiken für die umgebenden Wohngebiete, den Park und die Mineralquellen zu minimieren, müssen Computersimulationen erstellt werden. Dazu sind genaue Werte für die Durchlässigkeit der Erdschichten, die Druckverhältnisse und andere Größen zu ermitteln und in die Computermodelle einzusetzen.

Die Erfahrungswerte für diese Kenngrößen, so Morlock, stammen jedoch aus Bohrungen, die nur in vergleichsweise großen Abständen vorgenommen werden können. Daher lassen sich mit der Modellrechnung nur grobe Näherungswerte gewinnen, die durch Praxisversuche validiert, also überprüft werden müssen. Als die Bahn im April 2011 die um 125 Prozent erhöhte Grundwasserentnahme bekannt gab, führte sie als Grund einen einzigen Pumpversuch an, der, wie sich später herausstellte, bereits im Januar 2010 stattgefunden hatte.

Die Realität ist wesentlich komplexer. Zur Berechnung der Grundwassermengen hatte die beauftragte Arbeitsgemeinschaft Wasser Umwelt Geotechnik (Arge WUG) ein stationäres Modell verwendet, das von einem Gleichgewichtszustand nach Trockenlegung der Baugrube ausging. Dieses Modell ist jedoch nach Aussage der Arge WUG "aufgrund seines stationären Ansatzes nicht geeignet", natürliche Schwankungen und "die Nachbildung und Prognose der bauzeitlichen Eingriffe und Auswirkungen" zu gewährleisten. Daher sei vom Vorhabenträger "ein neues instationäres dreidimensionales Grundwasserströmungsmodell" zugesagt worden.

Der Pumpversuch im Januar 2010 diente der Validierung dieses instationären Modells. Wenn dabei der ursprünglich angenommene Wert um 125 Prozent verfehlt wurde, muss wohl das alte, stationäre Modell fehlerhaft gewesen sein. Demnach beruht die Planfeststellung auf falschen Voraussetzungen. Andernfalls wäre das neue, instationäre Modell, von dem die Bahn heute ausgeht, inkorrekt. Darüber hinaus gibt die Arge WUG an, das stationäre Modell sei "auf Basis des Erkundungsstands 4. EKP, Stufe 1" erarbeitet worden, das instationäre jedoch "unter Einbeziehung aller vorliegenden Datenbestände (1. EKP bis 5. EKP)". EKP ist die Abkürzung für die Erkundungs-, also Bohrprogramme. Das fünfte Erkundungsprogramm fand allerdings bereits 2004 statt: Es stellt sich die Frage, warum dessen Ergebnisse nicht in die Planfeststellung eingegangen sind.

Ein Modell zu finden, das den realen Gegebenheiten entspricht, ist auch deshalb so schwierig, weil die geologischen Schichten im Stuttgarter Talkessel alles andere als homogen verlaufen. Wenn man im Schlossgarten in die Tiefe geht, folgen auf eine Schicht Schwemmland und eigens aufgebrachten Kulturboden die drei Schichten des Gipskeupers und Unteren Keupers und darunter der Muschelkalk mit dem Mineralwasser. Dieses steht unter Druck und könnte, wenn der Weg frei wäre, bis auf vier Meter unter Bodenniveau aufsteigen. Dafür, dass dies nicht geschieht, sind nach gängiger Theorie vor allem die wasserundurchlässigen Grundgipsschichten zwischen Mittlerem und Unterem Keuper verantwortlich. Nach der Stuttgarter Heilquellen-Verordnung sind daher alle Eingriffe in diese Schicht durch Erkundungen, die Aushebung von Baugruben und Gräben sowie Bohrpfähle und Anker zur Gründung von Bauwerken grundsätzlich verboten.

Das im Grundgips enthaltene Anhydrit kann allerdings, wenn es mit Wasser in Berührung kommt, zu Gips aufquellen und ausgeschwemmt werden, sodass ein uneinheitliches Gefüge mit Hohlräumen bis hin zu sogenannten Dolinen entsteht, die sich mit weichem Material und Gesteinsbruchstücken füllen. Eine von mehreren bekannten Dolinen wurde bei den Erkundungen im Bereich der Polizeiwache an der Willy-Brandt-Straße entdeckt. Wie der Geologe Ralf Laternser erläutert, sind die Grundgipsschichten im Mittleren Schlossgarten durch Auswaschungen stellenweise ziemlich dünn geworden. Zudem gibt es Verwerfungen, wo zwischen den geologischen Schichten ein Höhensprung verläuft, eine davon entlang der Schillerstraße und mitten durch das Baugebiet.

Dolinen und Verwerfungen bewirken, dass die Schichten vertikal durchlässig werden. Es gilt daher als sicher, dass das Grundwasser mit dem Mineralwasser punktuell in Kontakt steht, das nur deshalb nicht aufsteigt, weil vom Grundwasser ein Gegendruck ausgeht. Dies bedeutet im Umkehrschluss, wenn Grundwasser abgepumpt wird, besteht die Gefahr, dass Mineralwasser von unten nachströmt. Der besagte Pumpversuch wurde abgebrochen, als ein Grenzwert erreicht war, noch bevor ein Gleichgewichtszustand eingetreten war, der erst sichere Aussagen erlaubt hätte.

Welchen Weg das Wasser nimmt, lässt sich nicht vorhersehen

Mit dem Grundwassermanagement sind vielerlei Risiken verbunden. In der näheren Umgebung des Baugeländes, vom Bahnhof bis hin zum Staatstheater, könnte es bei Absenkung des Grundwasserspiegels zu Setzungen kommen, auch die Bäume talabwärts könnten Schaden nehmen. Deshalb soll ein Teil des gereinigten Grundwassers rund um die Baugrube wieder in den Boden infiltriert werden. Die Infiltrierbrunnen sind weit verteilt, bis hinauf zur Werastraße. Welchen Weg das Wasser in dem sehr uneinheitlichen Untergrund mit seinen Gipskeuperschichten dann nimmt, lässt sich jedoch nicht vorhersagen: Es handle sich um ein Verfahren, zu dem keinerlei Erfahrungen vorlägen, warnt Laternser, der auf mögliche Hangrutschungen infolge von Ausschwemmungen, aufquellendem Anhydrit oder Erschütterungen beim Tunnelbau hinweist.

Die Bewohner und Hausbesitzer des Kernerviertels sind alarmiert: Erst kürzlich war es in Kaltental zu einem Erdrutsch gekommen. Ohnehin verlieren Immobilien durch Untertunnelung an Wert, die Höhe der Entschädigung ist umstritten. Was geschieht, wenn der Hang rutscht oder der Boden sich hebt? Die Tunnelbauer versuchen durch Abdichten zu verhindern, dass Wasser in den Gipskeuper eindringt, aber mit letzter Sicherheit lässt sich dies kaum ausschließen. In Staufen hob sich der Boden infolge von Erdwärmebohrungen noch 100 Meter über der Anhydritschicht. Werden die Versicherungen bei Schäden zahlen? Wird sich ein Zusammenhang mit den Baumaßnahmen nachweisen lassen? 

"Der Unteren Wasserbehörde liegen bereits Anfragen von Anwohnern in der Nachbarschaft sowie aus kommunalen Gremien vor, bei denen zusätzlich zu geotechnischen Problemen durch die Grundwasserabsenkung auch Schädigungen infolge verstärkter Infiltration befürchtet werden", heißt es in einer Stellungnahme des Amts für Umweltschutz vom 27. Juni 2011, die dem EBA grundsätzlich empfiehlt, "eine Prüfung aller geotechnischer Anlagen und Nachlieferungen durch eine sachverständige Stelle (z. B. Landesamt für Geologie ...) zu veranlassen". Ende 2011 hat die Bahn ihren Planänderungsantrag zurückgezogen und überarbeitet. Seitdem sind weitere Ungereimtheiten zutage getreten.

In der elften Planänderung beantragt die Bahn eine veränderte Gründung des Tiefbahnhofs. In einer Sitzung des Technikausschusses am 18. September 2012 wurde den Gemeinderäten zunächst nur der Standpunkt der Stadt, nicht aber die sehr viel detailliertere Stellungnahme des Umweltamts und auch nicht die Begründung der Bahn vorgelegt. Nach einer genauen Lektüre der nachgereichten Unterlagen stellten die Grünen fest, dass "nicht nur 300 zusätzliche Rammpfähle gesetzt werden sollen, sondern auch noch ein Teil der Pfahlgründungen im Bereich der zu verlegenden Haltestelle Staatsgalerie sogar fünf bis sechs Meter tief in die Gipskeuperschicht eingebracht werden sollen". Daraufhin sprach sich der Technikausschuss in seltener Einstimmigkeit dafür aus, diese Änderung nicht zu genehmigen.

Bereits 2010 hat der Architekt Frei Otto gewarnt, dass die gigantische Wanne des Tiefbahnhofs, soweit sie unter dem Bodenniveau liegt, nach dem archimedischen Gesetz einem Auftrieb von mindestens einer Tonne pro Kubikmeter Luftraum ausgesetzt sei. Dies entspricht bei sechs Meter Tiefgang einem Auftrieb von sechs Tonnen pro Quadratmeter, den das Eigengewicht des Bauwerks bei Weitem nicht aufwiegt, es sei denn es würden mehrere 100 000 Tonnen Beton zusätzlich in die Grundplatte gegossen. Der Bahnhof muss also im Boden verankert werden, um nicht aufzusteigen. Dafür gibt es raffinierte Patentpfähle, die jedoch ohne festen Grund wenig nützen. Die Methode der Bahn scheint zu sein, so lange immer mehr Pfähle zu setzen, bis die Verankerung aller Voraussicht nach hält.

Nach derzeitigem Stand, so Laternser, schränken diese bereits den Durchfluss des Grundwassers unter dem Bahnhofstrog ein. Denn nach Abschluss der Bauarbeiten soll sich dieses seinen eigenen Weg unter dem Bahnhof suchen. Dabei ist nicht auszuschließen, dass es sich oberhalb, im Bereich der Schillerstraße, ein wenig anstaut und unterhalb nur langsam wieder aufsteigt – mit entsprechenden Auswirkungen auf die Bäume, die hier zu viel, dort zu wenig Wasser hätten. 

Nicht einmal die Herkunft des Mineralwassers ist hinlänglich bekannt

Der heikelste Punkt ist der Nesenbachdüker, der Laternser zufolge auf derzeitigem Stand der Planungen bereits die Grundgipsschichten durchbohrt – Pfähle nicht mitgerechnet. Eigentlich handelt es sich eher um einen unterirdischen Kanal, der vor allem nach Regengüssen und Schneeschmelze Oberflächenwasser sammelt. Stuttgart ist dafür bekannt, dass es seit alten Zeiten immer wieder Starkregenereignisse gab, bei denen das harmlose Rinnsal zu einem reißenden Strom anschwoll. Nun heißt es, der Düker sei für ein Unwetter ausgelegt, wie es nur alle 200 Jahre einmal auftrete.

Gerd Wolff vom Umweltamt meinte am 25. September im Technikausschuss, es "dürfe nicht verkannt werden, dass man die Bahn damit vor eine hohe Hürde gestellt habe: Eine HW-200-Bemessung sei hierzulande die Ausnahme; alle anderen Bauwerke seien – wenn sie gut bemessen sind – auf ein 100-jähriges Hochwasser bemessen." Wie die Kernschmelze in Fukushima oder der Hurrikan Sandy zeigen, können solche Ausnahmeereignisse schneller eintreten als prognostiziert, zumal in Zeiten des Klimawandels und zunehmender Bodenversiegelung.

Was aber passiert, wenn das prognostizierte Jahrhundertereignis noch übertroffen wird? Insgesamt hat das Amt für Umweltschutz in 56 Punkten "Klärungs- oder Präzisierungsbedarf" angemeldet. Dazu zählt auch die Frage, warum trotz doppelter Grundwasserentnahme nicht mehr Grundwasser infiltriert werden soll als zuvor, und warum die Bahn nach dem überarbeiteten siebten Antrag Trinkwasser einleiten will, wenn die Mineralwasserschüttung nachlässt.

Was sich tatsächlich im Stuttgarter Untergrund tut, ist keineswegs hinlänglich bekannt. Seit 2010 führt die Stadt, gefördert von der Europäischen Kommission, im Projekt MAGPlan eine Untersuchung des Grundwassers im gesamten Innenstadtgebiet durch, um negative Wirkungen von Schadstoffen im Boden auf das Mineralwasser zu erkunden. Durch Veränderungen der unterirdischen Wasserströme, so Erwin Thomanetz, ehemals Leiter der Abteilung Sonderlasten und Altlasten am Institut für Abfallwirtschaft der Universität Stuttgart, könnten Altlasten etwa aus dem Bereich des ehemaligen Gaswerks ins Mineralwasser gelangen. "Wenn diese Stoffe mal massiv in den Mineralquellen drin sind", so Thomanetz, "dann ist es vorbei mit dem Schwimmen." 

Dabei ist noch nicht einmal die Herkunft des Mineralwassers abschließend geklärt. Bisher ging man vereinfachend davon aus, dass sich der Hauptstrom aus Richtung Sindelfingen unter dem Nesenbachtal ergießt. Allerdings sprudelte 2005 bei einer Bohrung am Merkelschen Bad in Esslingen eine Mineralquelle unter hohem Druck aus dem Boden empor. Dies lässt auf einen zweiten Strom aus südlicher Richtung schließen, der, wie Laternser ausführt, in geringerer Tiefe und unter hohem Druck nach Bad Cannstatt fließt.

Nun sind aber zwischen Wangen und Untertürkheim gleich zwei Bahntunnel geplant: der eine in Richtung Esslingen, der andere im Ringschluss nach Cannstatt. Sollen diese auf zwei Ebenen den Fluss unterqueren, gelangt man zwangsläufig in eine Tiefe, die bereits bedenklich nahe an den Mineralwasser führenden Schichten liegt. Wenn sich bei den Bauarbeiten Risse auftun, sodass das Mineralwasser aufsteigt und sich in den Neckar ergießt, wäre dies irreparabel, darauf hat der Geologe Martin Schaffer hingewiesen. Von den zweitgrößten Mineralwasservorkommen Europas bliebe nur noch ein kleinerer Teil.


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