Errichtung einer Photovoltaikanlage auf der Altdeponie Käseburg 2 - Stellungnahme zu den Auswirkungen auf die Oberflächenwasserableitung
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Errichtung einer Photovoltaikanlage
auf der Altdeponie Käseburg 2
Stellungnahme zu den Auswirkungen auf die Oberflächenwasserableitung
Impressum
Auftraggeber: beaufort 9 GmbH
Auftragnehmer: Sweco GmbH
Harburger Straße 25
21680 Stade
Bearbeitung: Esther Burfeind
Bearbeitungszeitraum: 01/2022
Projekt: Brake, PV-Anlage
Projektnummer: 0961-22-001
Auftraggeber: Beaufort 9 GmbH
Datum: 11.01.2022
2/11
Inhaltsverzeichnis
1 Allgemeines ........................................................................................................................................... 5
2 Aufbau und Abmessungen der geplanten PV-Anlage ....................................................................... 6
3 Oberflächengefälle und Aufbau des Untergrundes ........................................................................... 7
4 Oberflächenwasser und Entwässerung .............................................................................................. 8
5 Oberflächenerosion.............................................................................................................................10
6 Zusammenfassung ..............................................................................................................................11
3/11
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1-1: Ausschnitt der Grundkarte des Landesamts für Geoinformation und
Landesvermessung Niedersachsen .............................................................................................................. 5
Abbildung 2-1: Abmessungen der PV-Unterkonstruktion (STAWAG Energie GmbH) ............................. 6
Abbildung 3-1: Schichtenverzeichnis für Bohrungen aus der Nachermittlung an Altablagerungen ..... 7
Abbildung 3-2: Durchlässigkeitsbeiwerte (Arbeitsblatt DWA-A 138-1, Anlagen zur Versickerung von
Niederschlagswasser, Teil 1: Planung, Bau, Betrieb, Entwurf vom November 2020) .............................. 8
Tabellenverzeichnis
Tabelle 4-1: Niederschlagsspenden nach KOSTRA-DWD 2010R ............................................................... 8
Tabelle 4-2: Bemessung der Flächenversickerung nach DWA-A 138 mit ki = 2,3·10-5 m/s ...................... 9
Tabelle 4-3: Bemessung der Flächenversickerung nach DWA-A 138 mit ki = 1·10-5 m/s ....................... 10
Anlagenverzeichnis
Anlage 1: Photovoltaikfreiflächenanlage Brake
4/111 Allgemeines
Auf der 6,2 ha großen Altablagerung Deponie Käseburg 2 im Gebiet der Stadt Brake soll eine
Photovoltaikanlage realisiert werden. Zurzeit befindet sich ein Bebauungsplan für das Bauvorhaben
in Aufstellung. Die Deponie Käseburg 2 (Timmermanns Helmer) wurde 1974 geschlossen und mit
einer dünnen Schicht Mutterboden bedeckt. Derzeit wird die ebene Fläche als Dauergrünland
genutzt.
Abbildung 1-1: Ausschnitt der Grundkarte des Landesamts für Geoinformation und Landes-
vermessung Niedersachsen
In dieser Stellungnahme zum Umgang mit dem Oberflächenwasser soll die Menge des
voraussichtlich entstehenden Oberflächenwassers und die Auswirkungen auf die Entwässerung der
Flächen sowie die mögliche Betroffenheit des Bahnseitengraben grundsätzlich betrachtet werden.
Der Anlass hierfür ist eine Stellungnahme der Deutschen Bahn AG im Rahmen der Vorbereitung der
Aufstellung des Bebauungsplanes zur Errichtung einer Photovoltaikanlage. Die Deutsche Bahn AG
fordert eine nähere Untersuchung und Bewertung der Oberflächenentwässerung aufgrund der
zusätzlichen Versiegelung der Bodenflächen durch die Auflastfundamente und die dadurch
möglicherweise erhöhte Einleitung von Wasser in den Bahnseitengraben.
5/112 Aufbau und Abmessungen der geplanten PV-
Anlage
Die Photovoltaikanlage erstreckt sich voraussichtlich über eine Fläche von ca. 4 ha und soll aus 61
Reihen mit insgesamt 11.418 Modulen bestehen. Der Abstand der einzelnen Reihen der Modultische
beträgt 1,70 m. In Anlage 1 sind die Aufstellung und die Ausrichtung der PV-Module dargestellt. Die
einzelnen Module sind 2176 mm lang und 1098 mm breit. Die Planung sieht vor, dass auf einem
Modultisch je 2 Module mit einer Gesamtlänge von max. 4410 mm montiert werden. Die
Modulneigung beträgt hierbei 15°.
Abbildung 2-1: Abmessungen der PV-Unterkonstruktion (STAWAG Energie GmbH)
Um das Grundwasser vor dem kontaminierten Wasser aus der Altablagerung weiterhin zu schützen,
ist eine Tiefgründung der PV-Anlage, die die Abdichtung der Altablagerungen durchstoßen würde,
nicht zulässig. Daher werden die Module auf schmalen Betonstreifenfundamenten gegründet. Diese
werden auf einer Sand-Vlies-Kombination auf die anstehende Geländeoberkante aufgelagert.
6/113 Oberflächengefälle und Aufbau des
Untergrundes
Der Deponiekörper ist mit einer dünnen Schicht Mutterboden bedeckt. In Abbildung 1-1 sind keine
Höhenlinien auf der Fläche der Altdeponie zu erkennen. Daher ist davon auszugehen, dass die
Fläche weitestgehend eben ist. Aufgrund der Höhenangaben im Umfeld der Altdeponie (Abbildung
1-1) kann ein maximaler Höhenunterschied von 0,5 m bezogen auf die Gesamtausdehnung der
Deponie angenommen werden.
Abbildung 3-1: Schichtenverzeichnis für Bohrungen aus der Nachermittlung an Altablage-
rungen
Laut der Nachermittlung an Altablagerungen (1990) liegt der Durchlässigkeitsbeiwert des
Untergrundes zwischen 1·10-4 m/s bis 1·10-6 m/s. Jedoch ist aufgrund des Schichtenverzeichnisses
aus der Abbildung 3-1 von einer deutlich geringeren Durchlässigkeit des Untergrundes auszugehen.
7/11Wie in Abbildung 3-2 zu erkennen ist, liegen die Durchlässigkeitsbeiwerte für Torf und Ton
üblicherweise unter dem in der Nachermittlung angegebenen Wertebereich.
Abbildung 3-2: Durchlässigkeitsbeiwerte (Arbeitsblatt DWA-A 138-1, Anlagen zur Versicke-
rung von Niederschlagswasser, Teil 1: Planung, Bau, Betrieb, Entwurf vom November 2020)
4 Oberflächenwasser und Entwässerung
Für die Bemessung der Niederschlagsmenge werden üblicherweise die Daten des Deutschen
Wetterdienstes zu Grunde gelegt. Die hierfür maßgeblichen Daten (Rasterfeld: Spalte 23, Zeile 25)
sind in der Tabelle 4-1 zusammengestellt.
Tabelle 4-1: Niederschlagsspenden nach KOSTRA-DWD 2010R
8/11Bei einer Überschreitungshäufigkeit von n = 1 und einer maßgebenden kürzesten Regendauer von
15 min (Empfehlung des DWA-A 138-1 für große und flach geneigte Flächen) beträgt die
Bemessungsregenspende gemäß KOSTRA-Atlas des Deutschen Wetterdienstes für das Gebiet in
Brake 110 l/(s·ha) (inkl. 10 % Toleranzbetrag). Bezogen auf die 6,2 ha große Fläche der Altdeponie
fallen 682 l/s Niederschlagswasser an. Zurzeit verteilt sich das Niederschlagswasser großflächig.
Mit dem Aufstellen der PV-Anlage verändert sich die anfallende Wassermenge nicht. Lediglich die
derzeit großflächige Verteilung des Niederschlags wird auf eine streifenförmige Verteilung reduziert.
Das auf die Module auftreffende Niederschlagswasser fließt aufgrund der Neigung der Module bis
zu deren Traufkanten, wo es konzentriert auf die Oberkante des Mutterbodens abtropft. Nicht
unmittelbar versickerndes Wasser führt zu einem Aufstau und einem seitlichen „Abfließen“ des
Wassers oberhalb der Geländeoberkante. Das aufgestaute Niederschlagswasser verteilt sich
gleichmäßig auch auf die von den Modulen überdachte Fläche zwischen den einzelnen
Betonstreifenfundamenten.
Bei der Versickerung handelt es sich um eine Flächenversickerung. Um die erforderliche
Versickerungsfläche nach DWA-A 138-1 nachweisen zu können, muss die vorhandene
Infiltrationsrate ki die Niederschlagsintensität übersteigen. Dies ist bei Einhaltung der folgenden
Bedingung der Fall:
ki > 2 · rD(n) · 10-7 = 110 · 10-7 = 2,2 · 10-5 m/s (1)
Die Grenzbetrachtung mit ki = 2,3 · 10-5 m/s führt zu folgendem Ergebnis (Tabelle 4-2).
Tabelle 4-2: Bemessung der Flächenversickerung nach DWA-A 138 mit ki = 2,3·10-5 m/s
Unterschreitet der Durchlässigkeitsbeiwert 2,3·10-5 m/s, ist keine Berechnung mehr möglich (Tabelle
4-3).
9/11Tabelle 4-3: Bemessung der Flächenversickerung nach DWA-A 138 mit ki = 1·10-5 m/s
Die Nichteinhaltung der Randbedingung (Gleichung (1)) führt zu einer negativen Fläche und damit
zu einem unrealistischen Ergebnis, d. h. die Niederschlagsmenge übersteigt die mögliche
Versickerung. Nach Abbildung 3-2 ist davon auszugehen, dass der für die Grenzbetrachtung
angesetzte Durchlässigkeitsbeiwert von 2,3·10-5 m/s bei dem anstehenden Untergrundaufbau nach
Abbildung 3-1 deutlich unterschritten wird.
Zurzeit ist eine Versickerung des gesamten Niederschlagwassers aufgrund der geringen
Durchlässigkeit des Bodens also nicht möglich. Das aufgestaute Wasser verteilt sich oberhalb der
Geländeoberkante und fließt aufgrund der sehr geringen Neigung langsam ab oder versickert im
Laufe der Zeit.
Durch das Aufstellen der PV-Anlage kommt es nur zu einer Veränderung hinsichtlich der
Oberflächenversiegelung durch die Streifenfundamente. Durch Kapillarkräfte und den bei einem
Aufstau entstehenden Wasserdruck findet eine Versickerung des Niederschlagswassers auch
unterhalb der Streifenfundamente statt. Da deren Breite mit 50 cm gering ist, haben sie keinen
nennenswerten Einfluss auf die im Oberboden versickernde Menge. Die nicht versickernde, von der
Geländeoberfläche der Altdeponie ablaufende bzw. darauf einstauende und erst im Laufe der Zeit
versickernde Niederschlagsmenge bleibt folglich im Vergleich zum Ursprungszustand unverändert.
Die Wasserführung des Bahngrabens wird durch die Errichtung der PV-Anlage nicht beeinflusst.
5 Oberflächenerosion
Die Verschattung der Bodenfläche durch die Module wird reduziert, da aufgrund des tageszeitlich
unterschiedlichen Sonnenstandes nicht alle Flächen dauerhaft und gleichmäßig beschattet werden.
Insofern sind Auswirkungen der PV-Anlage auf die Vegetation erwartungsgemäß analog zu den
Auswirkungen einer Bepflanzung mit Bäumen. Durch den geringen direkten Lichteinfall entsteht eine
schattentolerantere, jedoch kaum weniger produktive Vegetation, da sie weniger dem Hitze- und
Trockenheitsstress ausgesetzt ist. Aufgrund der äußerst geringen Neigung der gesamten Fläche und
der dadurch geringen Fließgeschwindigkeit des Wassers sind die Schleppspannungen ebenfalls
gering. Diese können problemlos von der Vegetation aufgenommen werden. Oberflächenerosionen
sind nicht zu erwarten.
10/116 Zusammenfassung
Aufgrund von geringen Durchlässigkeiten des Untergrundes kann eine vollständige Versickerung
des anfallenden Niederschlagswassers im gegenwärtigen Zustand der Fläche auch ohne Errichtung
der Photovoltaikanlage nicht nachgewiesen werden. Der nicht direkt versickernde Anteil des
Niederschlagswassers fließt aufgrund der sehr geringen Neigung der Fläche langsam ab oder
versickert im Laufe der Zeit.
Mit dem Aufstellen der Betonfundamente und der PV-Anlage verändert sich lediglich die
Flächenversiegelung. Die anfallende Wassermenge , deren Verteilung auf der Gesamtfläche und die
Versickerungsrate bleiben unverändert. Auch die oberflächliche Versiegelung durch die
Streifenfundamente hat keinen nennenswerten Einfluss darauf, da eine seitliche Einsickerung unter
die Fundamente stattfindet.
Ein Einfluss der Photovoltaikanlage auf die von der Fläche abfließende Wassermenge ist nicht
gegeben. Somit wird der Bahnseitengraben durch die Errichtung der PV-Anlage nicht stärker
beansprucht als im Ist-Zustand.
Stade, 11.01.2022
Sweco GmbH
i. V. i. A.
Axel Piepenburg Esther Burfeind
Ressortleiter Projektbearbeiterin
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