Gutachten 2 - Autobahndirektion Nordbayern · lich umgebaut in Form von neuen Rampen und Schleifen. Sowohl bei der Trasse der A3, die im Bereich des Autobahnkreuzes und östlich davon

GUTACHTEN 94625072_1740 Datum: 17.03.2017

Auftraggeber: Autobahndirektion Nordbayern

Projekt: Bundesautobahn A 3; Frankfurt - Nürnberg6-streifiger Ausbau von AK Biebelried bis AK Fürth/ErlangenAbschnitt: Autobahnkreuz Fürth / Erlangen

Auftrag vom:

Inhalt des Auftrages: Tiefenentwässerung im Bereich AK Fü/ErHydrogeologische Beurteilung

Bearbeiter / Sachverständiger: Dr. Ulrich Henken-Mellies

Telefon Nr.: +49 911 655-5587

Telefax Nr.: +49 911 655-5510

E-Mail: [email protected]

Dieses Gutachten umfasst 18 Textseiten und 4 Anlagen.

Anlage Nr. zur Ausschreibung A3/EO

AK FÜ/ER

6.1.8

2017-03-17_Tiefenentwäss_AK-FÜ-ER.docx Seite 2 von 18

Inhaltsverzeichnis

1 Veranlassung ....................................................................................................................3

2 Unterlagen.........................................................................................................................3

3 Örtliche Gegebenheiten..................................................................................................... 4

4 Baugrunderkundung im Bereich des AK Fürth/Erlangen.................................................... 6

4.1 Lage der Trasse ......................................................................................................... 6

4.2 Bohrungen..................................................................................................................6

5 Grundwasserverhältnisse .................................................................................................. 7

6 Folgerungen ....................................................................................................................11

6.1 Beurteilung der Grundwasserverhältnisse ................................................................ 11

6.2 Entwässerungsmaßnahmen ..................................................................................... 11

6.3 Lagebeziehung der Tiefenentwässerung zur Grundwasseroberfläche...................... 12

6.4 Abschätzung der Abflussmenge und der Reichweite ................................................ 13

6.5 Auswirkung der Grundwasserabsenkung durch die

Tiefenentwässerungen ............................................................................................. 15

6.6 Beweissicherung Grundwasser ................................................................................ 16

7 Schlussbemerkungen...................................................................................................... 16

Anlagenverzeichnis.............................................................................................................. 18


1 Veranlassung

Im Zuge des 6-streifigen Ausbaus der BAB A3 wird das Autobahnkreuz Fürth/Erlangen wesent-

lich umgebaut in Form von neuen Rampen und Schleifen. Sowohl bei der Trasse der A3, die im

Bereich des Autobahnkreuzes und östlich davon (Bau-km 381+000 bis km 382+100) in Ein-

schnittslage verläuft, als auch bei mehreren der Rampen und Schleifen sind Tiefenentwässe-

rungen erforderlich.

Im Bestand ist entlang der BAB A3 im Bereich des Autobahnkreuzes Fürth/Erlangen bereits

eine Tiefenentwässerung vorhanden.

Im vorliegenden Gutachten werden die Grundwasserverhältnisse im Bereich des Autobahn-

kreuzes unter Berücksichtigung der in den Jahren 2015 und 2016 durchgeführten weiteren

Baugrunderkundung beschrieben und die Angaben zur Tiefenentwässerung präzisiert. Darüber

hinaus werden die Auswirkungen der Tiefenentwässerung auf das Grundwasser beurteilt und

es wird ein Beweissicherungsprogramm vorgeschlagen.

2 Unterlagen

Folgende Unterlagen wurden für die Beurteilung der Grundwasserverhältnisse herangezogen:

Bestandslageplan Nr. 94, M 1:2000, Autobahnamt Nürnberg, 1982

Bestandshöhenplan km 210,500 - km 212,500, M 1:2000/200, Autobahnamt Nürnberg,

1958

Bohrungen zum Vorentwurf, B72, bis B89, Autobahndirektion Nordbayern

Pläne und Schnitte zur Referenzplanung, 2016

Bohrungen zur Referenzplanung; B10097 bis B10401, 2015 und 2016

Geologische Karte von Bayern 1 : 50.000, Nürnberg-Fürth-Erlangen und Umgebung.


3 Örtliche Gegebenheiten

Das Autobahnkreuz Fürth/Erlangen liegt ca. 0,5 bis 1 km östlich der Regnitz, direkt östlich der

Regnitz-Talaue zwischen den Erlanger Stadtteilen Eltersdorf und Bruck (siehe Abbildung 1).

Dabei verläuft die BAB A3 überwiegend in Einschnittlage, während die in Nord-Süd-Richtung

kreuzende BAB A73 in Dammlage verläuft. Für die geplanten Rampen und Schleifen sind

ebenfalls teilweise Einschnitte erforderlich. Im Bereich der Bestandstrasse ist teilweise eine

Tiefenentwässerung vorhanden. Diese führte bei Begehungen im Jahr 2016 kein Wasser.

Weite Teile des Regnitz-Talgrundes (westlich der Staatsstraße St 2242) sind festgesetztes

Überschwemmungsgebiet.

Abbildung 1: Ausschnitt aus der topographischen Karte von Bayern (Quelle: Bayern Atlas). Rote Ellipse:

ca.-Bereich der geplanten Tiefenentwässerungen im Bereich des Autobahnkreuzes Fürth/Erlangen.


Abbildung 2: Ausschnitt aus der Geologischen Karte von Bayern (Quelle: lfu.bayern.de/geologie). Rote

Ellipse: ca.-Bereich der geplanten Tiefenentwässerung.

Gemäß Geologischer Karte stehen im Umfeld der Trasse der BAB A3 die Gesteinsschichten

des Blasensandstein (kmBL) an (siehe Abbildung 2). Diese sind als Sandsteine mit Tonstein-

Zwischenlagen zu charakterisieren. Nordöstlich der Trasse tritt darüber der Coburger Sandstein

(kmC) mit Basisletten auf. Im Bereich des Autobahnkreuzes und weiter westlich werden die

Festgesteine von Terrassensanden (qH) und quartären Talfüllungen (qh) des Regnitztales über-

lagert.

Die Keuper-Sandsteine sind überwiegend als Kluft-Grundwasserleiter zu bezeichnen, der nach

DIN 18130 als durchlässig einzustufen ist (d.h. Durchlässigkeitsbeiwerte in der Größenordnung

von 10-4 bis 10-6 m/s). In quartären Sanden liegt die Durchlässigkeit bereichsweise darüber.

Ca. 1,5 km südlich (d.h. Regnitz-aufwärts) des Autobahnkreuzes befindet sich die Grenze des

Wasserschutzgebietes der Eltersdorfer Gruppe.


4 Baugrunderkundung im Bereich des AK Fürth/Erlangen

4.1 Lage der Trasse

Die Gradiente der neuen Trasse der BAB A3 liegt in der Umgebung des Autobahnkreuzes

Fürth/ Erlangen zum Teil in Einschnittlage. Die Trasse steigt von ca. 280,5 mNN bei Bau-km

381+000 auf ca. 287,5 mNN am Einschnittsende bei km 382+100 an. Die neue Trasse liegt

dabei teilweise tiefer als die Bestandstrasse.

Die Rampen und Schleifen des Autobahnkreuzes werden neu gestaltet. Die neuen Trassen

liegen teilweise tiefer als der Bestand. Die Tiefpunkte der jeweiligen Gradienten liegen dabei

zwischen ca. 279,5 mNN und 280,5 mNN.

4.2 Bohrungen

Der Baugrund im weiteren Umgriff des Autobahnkreuzes wurde mit insgesamt über 100 Boh-

rungen erkundet. In den Bohrungen wurde zuoberst eine Lockergesteinsauflage aus quartären

Sanden, bzw. im Bereich des Autobahnkreuzes aus unterschiedlich mächtigen Auffüllungen

angetroffen. Darunter folgen überwiegend mittel- bis grobkörnige Sandsteine mit Tonstein-

Zwischenlagen.

Die Auffüllungen sind vor allem im Bereich der Rampen und Schleifen des Autobahnkreuzes

sowie entlang der Trasse der BAB A73 vorhanden. Es handelt sich um teils bindige, teils kiesi-

ge Sande mit Mächtigkeiten von bis zu ca. 5 m. Entlang der Staatsstraße St 2242 westlich des

AK Fü/Er, die bei ca. km 380+900 die BAB A3 quert, wurde eine bis über 8 m mächtige Auffül-

lung mit organoleptischen Auffälligkeiten erkundet. Diese Altablagerung wird in einem separa-

ten Gutachten durch LGA-IUA beurteilt.

Die natürliche Lockergesteinsauflage wurde in stark wechselnden Mächtigkeiten von ca. 1 m bis

über 5 m angetroffen. Es handelt sich überwiegend um Mittel- bis Grobsande, die teils kiesig,

teils bindig ausgebildet sind. Geologisch sind diese in Übereinstimmung mit der Geologischen

Karte als quartäre Terrassensande anzusprechen.

Darunter folgen mit einem deutlichen Relief (Anstieg von West nach Ost von < 275 mNN auf ca.

285 mNN) die Festgesteine des Blasensandstein. Sie bestehen überwiegend aus schwach klüf-

tigen, fein- bis mittelkörnigen Sandsteinen mit einzelnen Tonstein-Zwischenlagen.


Anlage 4 (verkleinert dargestellt in Abbildung 3) zeigt einen schematischen geologischen Pro-

filschnitt West-Ost auf der Grundlage zahlreicher Bohrprofile entlang der Trasse der BAB A3.

Das Profil zeigt den Untergrundaufbau mit dem Quartär und dem unterlagernden Keuperfels

(Blasensandstein).

Das Profil beginnt im Westen bei Bau-km 380+700 in der Regnitz-Talaue mit ca. 10 m mächti-

gen Quartär-Schichten. Nach Osten hin nimmt die Mächtigkeit des Quartärs rasch ab. Auf Höhe

der BAB A 73 – Überführung ist nur noch eine dünne Quartär-Auflage von weniger als 1 m vor-

handen. Weiter nach Osten hin nimmt die Quartär-Mächtigkeit wieder auf ca. 2 m zu.

In dem Profil ist weiterhin die Höhenlage des Grundwasserspiegels eingetragen. Westlich der

Querung der BAB A 73 liegt der Grundwasserspiegel im Bereich des Quartärs. Weiter östlich

liegt der Grundwasserspiegel im Blasensandstein; die dünne Quartär-Auflage liegt hier oberhalb

des Grundwassers.

Das Profil zeigt darüber hinaus die Höhenlage der geplanten Gradienten der neuen Fahrbah-

nen. Es ist zu erkennen, dass die Gradiente teilweise nur geringfügig oberhalb des Grundwas-

serspiegels liegt. Die Profildarstellung macht deutlich, dass hier von ca. km 381+000 bis

382+100 eine Tiefenentwässerung erforderlich ist.

Abbildung 3: Schematisches geologisches West-Ost – Untergrundprofil entlang der BAB A3 im Umfeld

des AK Fürth/Erlangen.

5 Grundwasserverhältnisse

Zur Erkundung der Grundwasserverhältnisse wurden einige der Bohrungen zu Grundwasser-

messstellen ausgebaut. Im weiteren Umfeld des AK Fürth/Erlangen befinden sich 13 Grund-


wassermessstellen. In Tabelle 1 sind die grundlegenden Daten der Grundwassermessstellen

zusammengefasst. Zwei der Grundwassermessstellen, die sich im Bereich der Regnitz-Talaue

befinden, sind im dort tief reichenden Quartär verfiltert (GWM 10097 und GWM 10338). Bei den

Bohrungen der übrigen Grundwassermessstellen wurde in relativ geringer Tiefe (ca. 2 – 4 m)

die Oberkante des Keuper-Festgesteins festgestellt. Diese Grundwassermessstellen wurden

überwiegend im Keuper verfiltert; in Einzelfällen, bei Grundwasserführung auch im überlagern-

den Quartär, erfolgte eine Mischverfilterung (Quartär + Keuper).

Tabelle 1: Zusammenfassung von Höhendaten der Grundwassermessstellen im Bereich der geplanten

Tiefendränagen im Umfeld des AK FÜ/ER.

In einer der Messstellen (B10097; im Bereich eines geplanten Regenrückhaltebeckens am Ost-

rand des Regnitztales) liegen mehrmonatige kontinuierliche Grundwasserstandsmessungen

vor. Die übrigen Grundwassermessstellen werden seit Sommer 2016 regelmäßig gemessen.

Tabelle 2: Ergebnisse der Stichtagsmessung vom 18.02.2017 der Grundwassermessstellen im Bereich

der geplanten Tiefendränagen im Umfeld des AK FÜ/ER.

Bau-km Höhe UK GWM GW-Leiter GWStand

X-Wert Y-Wert ca. [ m NN] [m] [mNN] [m] [mNN] [m] [mNN]

B10097 4426678,2 5492057,8 380+720 275,74 7,1 268,6 2,0 273,7 7,0 Quartär 275,5

GWM10102B 4426845,4 5491818,4 (St 2242) 280,75 7,2 273,6 4,5 276,2 9,5 Quartär (+ Keuper) 277,3

B10110 4427059,5 5491808,9 Rampe Ba-Nbg 283,42 4,9 278,5 4,0 279,4 18,0 Keuper 279,0

B10122A 4427272,3 5491994,5 381+250 281,45 1,7 279,8 2,5 279,0 14,0 Keuper 279,6

B10148A 4427481,0 5491939,7 381+500 285,18 2,6 282,6 5,0 280,2 17,0 Keuper 281,1

B10313D 4427290,3 5491717,1 Rampe Fü-Nbg 282,55 3,2 279,3 6,5 276,0 13,0 Keuper 280,8

B10330 4427180,3 5491344,7 (A 73) 283,17 4,3 278,9 3,0 280,2 9,0 Quartär + Keuper 280,9

B10338 4426688,2 5491910,3 380+730 275,99 11,1 264,9 3,0 273,0 8,0 Quartär 275,0

B10340 4426782,5 5491906,8 380+820 276,22 3,5 272,7 9,0 267,2 14,0 Keuper 275,2

B10341 4427061,5 5491753,5 Rampe Wü-Fü 281,82 4,3 277,5 5,0 276,8 12,0 Keuper 278,8

B10345 4426996,9 5491892,4 381+070 280,62 4,1 276,5 3,0 277,6 12,0 Quartär + Keuper 278,9

B10401L 4427104,8 5492549,6 382+270 287,81 2,4 285,4 Keuper 286,3

GWM10416 4427258,3 5492206,5 Rampe Nbg-Ba 284,99 1,1 283,9 4,0 281,0 14,0 Keuper 280,9

Bohrungs-Nr.Koordinaten Gauss-

KrügerOK Keuper OK Filter


In Tabelle 2 sind die Grundwasserstände der Stichtagsmessung vom 18.02.2017 eingetragen.

Es muss davon ausgegangen werden, dass das Grundwasser auch höher ansteigen kann.

Im Bereich der Regnitz-Talaue, wo sich die GWM B10097 und B10338 befinden, steigt das

Grundwasser zeitweise bis dicht unter die Geländeoberkante an. Hier wurden GW-Stände bis

ca. 275,5 mNN gemessen. Das Grundwasser steht hier in den quartären Sanden an.

Im Bereich des Autobahnkreuzes zeigen die Grundwassermessstellen Grundwasserhöhen von

ca. 278 mNN auf der Westseite (GWM B10341, B10345) bis ca. 281 mNN auf der Ostseite

(GWM B10313, B10148A) an. Das Grundwasser steht dabei häufig in etwa an der Oberkante

der Keuper-Sandsteine an.

Bei der Interpretation der Grundwasserstandsmessungen ist zu berücksichtigen, dass hier ent-

lang der BAB A3 bereits eine Tiefenentwässerung vorhanden ist. Dies zeigt sich auch daran,

dass die Grundwassergleichenlinien des Grundwassergleichenplanes entlang der BAB A3 eine

Ausbuchtung der Grundwassergleichenlinien nach Osten zeigt (vgl. Abbildung 4 und Anlage 3.1). Dies ist zum einen auf die Geländemorphologie (leichte west-ost verlaufende Senke ent-

lang der BAB A3) zurückzuführen, zum anderen weist dies u.U. auch auf eine lokale, linienför-

mige Grundwasserabsenkung durch die bestehende Tiefenentwässerung hin.

Bau-km Höhe OK Seba(offen) GW-Leiter

X-Wert Y-Wert ca. [ m NN] [ m NN] [m] [mNN]

B10097 4426678,2 5492057,8 380+720 275,74 276,64 2,01 275,48 Quartär

GWM10102B 4426845,4 5491818,4 (St 2242) 280,75 281,62 4,3 277,32 Qu + Keuper

B10110 4427059,5 5491808,9 Rampe Ba-Nbg 283,42 283,66 4,75 278,91 Keuper

B10122A 4427272,3 5491994,5 381+250 281,45 282,35 3,04 279,31 Keuper

B10148A 4427481,0 5491939,7 381+500 285,18 286,15 5,45 280,70 Keuper

B10313D 4427290,3 5491717,1 Rampe Fü-Nbg 282,55 283,57 3,14 280,43 Keuper

B10330 4427180,3 5491344,7 (A 73) 283,17 284,17 3,58 280,59 Qu + Keuper

B10338 4426688,2 5491910,3 380+730 275,99 276,70 2,13 274,57 Quartär

B10340 4426782,5 5491906,8 380+820 276,22 277,20 2,43 274,77 Keuper

B10341 4427061,5 5491753,5 Rampe Wü-Fü 281,82 282,72 4,16 278,56 Keuper

B10345 4426996,9 5491892,4 381+070 280,62 281,50 2,63 278,87 Qu + Keuper

B10401L 4427104,8 5492549,6 382+270 287,81 288,32 2,65 285,67 Keuper

GWM10416 4427258,3 5492206,5 Rampe Nbg-Ba 284,99 285,97 5,36 280,61 Keuper


KrügerGWStand: 18.02.2017


Östlich des Autobahnkreuzes steigt die Grundwasseroberfläche weiter an auf ca. 285 mNN (in

GWM B10401L) bei Bau-km 382+270. Der Grundwasserspiegel liegt wiederum in etwa auf Hö-

he der Felsoberkante bzw. dicht darüber in den quartären Sanden.

Abbildung 4: Grundwassergleichenplan im Bereich des Autobahnkreuzes Fürth/Erlangen (Stand:

18.02.2017).


6 Folgerungen

6.1 Beurteilung der Grundwasserverhältnisse

Die generellen Grundwasserverhältnisse lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

Die Grundwasseroberfläche ist generell von Ost nach West geneigt, d.h. vom Hinterland

in Richtung zum Regnitztal. Dabei fällt der Grundwasserspiegel zwischen Bau-km

382+000 bis 380+700 von ca. 286 mNN auf ca. 275 mNN ab.

Dem entsprechend ist generell von einer Grundwasserfließrichtung nach Westen auszu-

gehen.

Im Nahbereich der aktuellen Trasse der A3 deutet sich im Grundwassergleichenplan ei-

ne lokale, linienförmige Grundwasserabsenkung durch die bestehende Tiefenentwässe-

rung an.

Im Bereich des Autobahnkreuzes und östlich davon steht das Grundwasser überwie-

gend erst in den Keuper-Sandsteinen an. Darüber ist allenfalls ein geringes Stauwasser-

Vorkommen zu verzeichnen.

Westlich des Autobahnkreuzes, im Übergang zur Regnitz-Talaue, tritt ein Quartär-

Grundwasserstockwerk in Erscheinung.

Der Grundwasser-Flurabstand im nicht künstlich aufgefüllten Gelände beträgt im Mittel

ca. 2 m (Schwankungsbereich: ca. 1 – 3 m). Für die in Einschnittlage geführten Bereiche

der BAB A3 und der Rampen und Schleifen bedeutet dies, dass hier Tiefenentwässe-

rungen erforderlich sind.

Die Durchlässigkeit der Sandsteine wird mit kf = 1*10-5 m/s – 1*10-6 m/s abgeschätzt. In stark

klüftigen Partien des Sandsteins sowie im überlagernden Quartär sind Durchlässigkeitsbeiwerte

bis zur Größenordnung von 10-4 m/s, im Tal-Aquifer der Regnitz bis ca. 10-3 m/s zu erwarten.

6.2 Entwässerungsmaßnahmen

In den Streckenabschnitten mit hoch anstehendem Grundwasser sind Entwässerungsmaßnah-

men erforderlich. Der Grundwasserspiegel muss hier mittels Tiefenentwässerung um ca. 1 – 3m

abgesenkt werden.

Die Entwässerungsmaßnahmen sollen sicherstellen, dass das Grundwasser und zusätzlich in

Feuchtperioden vorhandenes Kluft- und Porenwasser nicht bis zum Erdplanum ansteigt und

dieses negativ beeinflusst.


Im Einzelnen sind in folgenden Abschnitten Tiefenentwässerungen vorgesehen (siehe auch

Anlage 3.1: schematischer Lageplan der Tiefenentwässerungen mit Höhenangaben):

BAB A3, von Bau-km 381+000 bis 382+100: Tiefenentwässerung beidseitig der Trasse

(zum Teil auf die parallel geführten Verteilerfahrbahnen A340 und A521 verlegt) sowie

im Mittelstreifen; Höhenlage der Tiefenentwässerung zwischen 276,5 mNN (bei Bau-km

381+150) und ca. 284 mNN (bei km 382+100).

Verbindungsrampe A316 (Bamberg – Nürnberg): von km 3+900 bis zum Ende; Höhen-

lage der Tiefenentwässerung ca. 280,7 bis 277,8 mNN.

Tangentialrampe A424 (Fürth –Nürnberg): von km 4+250 bis zum Ende; Höhenlage der

Tiefenentwässerung ca. 279 bis 278 mNN.

Tangentialrampe A428 (Nürnberg – Bamberg): vom Anfang (A3) bis km 8+250; Höhen-

lage der Tiefenentwässerung ca. 277,7 bis 279 mNN.

Schleifenrampe A346 (Würzburg - Bamberg): vom Anfang (= Rampe 340) bis km 0+140;

Höhenlage der Tiefenentwässerung ca. 278 mNN.

Schleifenrampe A329 (Nürnberg - Fürth): vom Anfang (A3) bis km 9+080; Höhenlage

der Tiefenentwässerung ca. 276,5 bis 276,2 mNN.

Schleifenrampe A337 (Fürth - Würzburg): von km 7+270 bis zum Ende (A3); Höhenlage

der Tiefenentwässerung ca. 278 bis 277 mNN.

Schleifenrampe A345 (Bamberg - Nürnberg): von km +200 bis zum Ende (A3); Höhen-

lage der Tiefenentwässerung ca. 277 mNN.

Die Tiefenentwässerungen sollten mittels Kunststoff-Mehrzweckrohr DN 250 ausgebildet wer-

den. Die Sohle der Tiefenentwässerung muss in der Regel mindestens 2,0 m unter Erdplanum

liegen. Die Tiefenentwässerung ist bis 0,5 m unter Planum mit Frostschutzmaterial zu verfüllen,

darüber mit dichtem, bindigem Boden (Schlämmkornanteil < 0,063 mm über 15 Masse-%).

Teilweise ist es aus planungstechnischen Gründen erforderlich, einzelne Tiefenentwässerungs-

stränge, vor allem im Ostteil des Autobahnkreuzes, in geringerer Tiefe als 2,0 m unter Planum

zu führen. Da hier mehrere Tiefenentwässerungsstränge relativ dicht nebeneinander verlaufen,

ist von einer ausreichenden flächenhaften Entwässerungswirkung auszugehen.

6.3 Lagebeziehung der Tiefenentwässerung zur Grundwasseroberfläche

Anlage 3.2 (verkleinert dargestellt in Abbildung 5) zeigt einen Lageplan, in dem sowohl die

Grundwassergleichen als auch die Tiefenentwässerungen eingetragen sind. Um die Lagebe-


ziehung zwischen der Grundwasserhöhe und der Höhenlage der Tiefenentwässerungen deutli-

cher zu machen, sind in dem Plan die Gebiete schraffiert dargestellt, in denen die Tiefenent-

wässerung mehr als 2 m (bzw. mehr als 3 m) unter den aktuellen Grundwasserstand eingreift.

Der Bereich, in dem die geplante Tiefenentwässerung mehr als 2 m unter dem aktuellen

Grundwasserstand liegt, erstreckt sich vor allem entlang der BAB A3 von ca. Bau-km 381+100

bis km 381+900. Auch an den Rampen im Ostteil des Autobahnkreuzes liegt die Tiefenentwäs-

serung teilweise mehr als 2 m unter dem Grundwasser. Nur in einem sehr kleinen Bereich liegt

die geplante Tiefenentwässerung mehr als 3 m unterhalb des Grundwasserspiegels: bei ca. km

381+400 bis 381+600.

Abbildung 5: Lageplan Tiefenentwässerung und Grundwassergleichen (verkleinert aus Anlage 3.2)

6.4 Abschätzung der Abflussmenge und der Reichweite

Mit den geplanten Tiefenentwässerungssträngen wird das Grundwasser im Bereich des Auto-

bahnkreuzes Fürth / Erlangen sowie der A3 in Einschnittslage bis km 382+100 um ca. 1 – 2 m,

örtlich bis ca. 3 m abgesenkt. Durch die in Teilbereichen schon bestehende Tiefenentwässe-


rung wird das Grundwasser bereits zeitweise lokal abgesenkt. Die geplante, verlängerte Tiefen-

entwässerung verändert somit die bestehenden Grundwasserverhältnisse nicht wesentlich.

Der Maximalabfluss in der Tiefenentwässerung (Summe aller Entwässerungsstränge) wird nach

Regenereignissen mit maximal ca. 10 - 20 l/s abgeschätzt und tritt erst mit zeitlicher Verzöge-

rung nach dem Regenereignis auf. Diese Abschätzung der Abflüsse wurde im Frühjahr 2016 an

einem anderen Abschnitt der Ausbaustrecke durch kontinuierliche Abflussmessungen bestätigt:

Im Streckenabschnitt von der Mainbrücke Dettelbach bis AS Wiesentheid gibt es bei Kleinlang-

heim auf ca. 1.000 m Länge eine bestehende Tiefenentwässerung in einer Sandstein-/Tonstein –

Wechselfolge des Unteren Keuper. Das Grundwasser wird im Mittel um 1 – 2 m abgesenkt. Die

durchgeführten Abflussmessungen der Tiefendränage (mehrmals tägliche Messungen im Mess-

zeitraum März – April 2016) ergaben Spitzenwerte von ca. 6 l/s, die mit ca. einem Tag Verzöge-

rung nach Niederschlagsereignissen auftraten. Anschließend geht der Abfluss jeweils deutlich zu-

rück.

Diese Messwerte können als Anhaltspunkt für die Abflüsse aus den Tiefenentwässerungen im

Bereich des Autobahnkreuzes Fürth / Erlangen herangezogen werden, auch wenn die hydrolo-

gische Situation nur teilweise vergleichbar ist (Tiefenentwässerung über eine Länge von ca.

1 km, Grundwasserabsenkung um 1 – 2 m; aber im Fall des AK FÜ/ER zusätzliche Tiefenent-

wässerungsstränge entlang der Rampen).

Im Jahresmittel ist eher davon auszugehen, dass der Abfluss aus der Tiefenentwässerung in

etwa der Grundwasserneubildung im weiteren Umgriff des Autobahnkreuzes entspricht. Verein-

fachend kann hier bei einer Fläche von 1 km² und einer Grundwasserneubildung von

4 [l / (s * km²)] ein mittlerer Abfluss von 4 l/s abgeschätzt werden.

Die Reichweite der Grundwasserabsenkung ist im Wesentlichen abhängig von der Durchlässig-

keit des Untergrundes und vom Betrag der Absenkung. Für die Abschätzung der Reichweite

von Sickerschlitzen kann eine Näherungsformel des US-Army Corps of Engineers herangezo-

gen werden:

R 2.000 * s * k [m]

Mit Absenkung s von 2 m und k-Werten von 10-5 bis 10-6 m/s ergeben sich rechnerische Reich-

weiten von ca. 13 m bzw. 4 m. Die tatsächliche Reichweite wird von Anisotropien im Gestein

(Klüftung etc.) mitbestimmt.


Somit ist von einer Reichweite der Grundwasserabsenkung der einzelnen Tiefenentwässe-

rungs-Stränge in einer Größenordnung von maximal ca. 20 m auszugehen.

6.5 Auswirkung der Grundwasserabsenkung durch die Tiefenentwässerungen

Die Flächennutzung in der Umgebung des Autobahnkreuzes Fürth / Erlangen besteht vor allem

aus Gewerbegebieten, landwirtschaftlichen Flächen, Sportplätzen und Wohnbebauung. Emp-

findliche, grundwassernahe Vegetationsstandorte liegen hier nicht vor.

Südöstlich des Autobahnkreuzes gibt es nach Auskunft der Stadt Erlangen (Amt für Umwelt-

schutz und Energiefragen) beim SC Eltersdorf einen Sportplatz-Brunnen, der (vermutlich infolge

einer Baumaßnahme der Deutschen Bahn) trockengefallen ist und für den ein Ersatz erstellt

werden soll. Einzelheiten zum neu geplanten Brunnen sind aktuell nicht bekannt. Zwischen dem

Autobahnkreuz und dem Sportplatz des SC Eltersdorf liegt die Grundwassermessstelle

GWM10313. Diese kann zur hydrologischen Beweissicherung herangezogen werden.

Südwestlich des Autobahnkreuzes an der Straße „in der Zeil“ gibt es nach Auskunft der Stadt

Erlangen einige Gartenbrunnen mit angezeigten Brunnentiefen zwischen 7 m und 13 m. Der

nächstgelegene Brunnen ist über 70 m von dem Tiefenentwässerungsstrang der Verbindungs-

rampe A316 (Bamberg – Nürnberg) entfernt. Erst in einer Entfernung von ca. 150 m greift die

Tiefenentwässerung 2 m unter den derzeitigen Grundwasserstand ein. Aufgrund der Entfernung

und der hydrogeologischen Lagebeziehung (die Brunnen liegen nicht im Abstrom der Tiefen-

entwässerungen, sondern seitlich dazu) ist davon auszugehen, dass die Brunnen durch die

geplante Tiefenentwässerung nicht nachteilig beeinflusst werden. Zwischen dem nächstgelege-

nen Tiefenentwässerungsstrang und den Gartenbrunnen liegt die Grundwassermessstelle

GWM10341. Diese kann zur hydrologischen Beweissicherung herangezogen werden.

In Grundwasser-abstromiger Richtung (d.h. in westlicher Richtung) grenzt nach wenigen hun-

dert Metern die tief reichende Quartär-Rinne des Regnitztales an. Der Quartär-Grundwasser-

leiter des Regnitztales steht in hydraulischer Verbindung zur Regnitz (mit Infiltration bzw. Exfilt-

ration je nach Höhe des Flusswasserspiegels in Bezug auf den Grundwasserspiegel). Die

Grundwasserabsenkung durch die Tiefenentwässerung und deren Ableitung in das Oberflä-

chengewässer haben hier aufgrund der vergleichsweise geringen Wassermengen keine mess-

baren Auswirkungen.


Zusammenfassend ist davon auszugehen, dass die örtliche Grundwasserabsenkung durch die

Tiefenentwässerungen im Bereich des Autobahnkreuzes keine nachteiligen Auswirkungen auf

die Nutzungen und den Grundwasserhaushalt in der Umgebung haben wird.

6.6 Beweissicherung Grundwasser

An den Grundwassermessstellen im Bereich des Autobahnkreuzes soll ein Beweissicherungs-

programm durchgeführt werden, um etwaige Veränderungen durch die Baumaßnahme doku-

mentieren zu können. Der Beginn der Beweissicherung ist für März/April 2017 vorgesehen, um

vorlaufend vor Beginn der Baumaßnahme den Ist-Zustand zu dokumentieren. Die Beweissiche-

rung soll anschließend bis ca. 2 hydrologische Jahre nach Ende der Baumaßnahme fortgeführt

werden.

Die Beweissicherung sollte die in der Tabelle aufgeführten 9 Grundwassermessstellen umfas-

sen (für die Lage der Grundwassermessstellen siehe Anlage 2.1). Die Grundwassermessstellen

werden mit automatisch aufzeichnenden Pegelsonden zur kontinuierlichen Messung der

Grundwasserstände ausgestattet.

Darüber hinaus können nach Absprache mit den Eigentümern einzelne Gartenbrunnen in das

Beweissicherungsprogramm einbezogen werden, wenn es eine Zugänglichkeit für Grundwas-

serstandsmessungen gibt.

7 Schlussbemerkungen

Im vorliegenden Gutachten wird auf der Grundlage der durchgeführten Baugrund- und Grund-

wassererkundungen die Erfordernis von Entwässerungsmaßnahmen im Abschnitt des Auto-

Bau-km Höhe UK GWM GW-Leiter GWStand

X-Wert Y-Wert ca. [ m NN] [m] [mNN] [m] [mNN] [m] [mNN]

B10097 4426678,2 5492057,8 380+720 275,74 7,1 268,6 2,0 273,7 7,0 Quartär 275,5

GWM10102B 4426845,4 5491818,4 (St 2242) 280,75 7,2 273,6 4,5 276,2 9,5 Quartär (+ Keuper) 277,3

B10110 4427059,5 5491808,9 Rampe Ba-Nbg 283,42 4,9 278,5 4,0 279,4 18,0 Keuper 279,0

B10122A 4427272,3 5491994,5 381+250 281,45 1,7 279,8 2,5 279,0 14,0 Keuper 279,6

B10148A 4427481,0 5491939,7 381+500 285,18 2,6 282,6 5,0 280,2 17,0 Keuper 281,1

B10313D 4427290,3 5491717,1 Rampe Fü-Nbg 282,55 3,2 279,3 6,5 276,0 13,0 Keuper 280,8

B10341 4427061,5 5491753,5 Rampe Wü-Fü 281,82 4,3 277,5 5,0 276,8 12,0 Keuper 278,8

B10345 4426996,9 5491892,4 381+070 280,62 4,1 276,5 3,0 277,6 12,0 Quartär + Keuper 278,9

GWM10416 4427258,3 5492206,5 Rampe Nbg-Ba 284,99 1,1 283,9 4,0 281,0 14,0 Keuper 280,9


KrügerOK Keuper OK Filter


bahnkreuzes Fürth / Erlangen beschrieben. Sowohl entlang der BAB A3, die hier in Einschnitt-

lage verläuft, als auch entlang mehrerer Rampen sind Tiefenentwässerungen erforderlich.

Die maximal zu erwartende Wassermenge (Gesamt-Abfluss der Stränge der Tiefendränage)

nach Niederschlägen in Feuchtperioden wird mit 10 bis 20 l/s abgeschätzt. Dieser Wert ist auf

der Grundlage von Schüttungsmessungen an einer vergleichbaren Tiefenentwässerung als auf

der sicheren Seite liegende maximale Größenordnung anzusehen.

Die Reichweite der geplanten Tiefenentwässerung ist gering und erstreckt sich seitlich nur ge-

ringfügig über den Einschnittsbereich bzw. das Autobahnkreuz hinaus.

Nachteilige Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt und auf die im Umfeld vorhandenen

Nutzungen sind nicht zu erwarten.

Ein Beweissicherungsprogramm für das Grundwasser wird vorgestellt.

TÜV Rheinland LGA Bautechnik GmbHGrundbau Sachverständiger

Dipl.-Ing. (FH) D. Straußberger Dr. Ulrich Henken-Mellies

Geschäftsfeldleiter Diplom-Geologe


Anlagenverzeichnis

Anlage 1 Übersichtslageplan

Anlage 2.1 Lageplan mit Grundwassermessstellen

Anlage 2.2 Grundwassergleichenplan, Stand: 18.02.2017

Anlage 3.1 Lageplan der Tiefenentwässerungen

Anlage 3.2 Lageplan der Tiefenentwässerungen und Grundwassergleichen

Anlage 4 Geologischer Profilschnitt West – Ost (entlang der BAB A3)

GWM10097

GWM10338GWM10340

GWM10102B

GWM10341

GWM10110

GWM10345

GWM10313

GWM10122A

GWM10416

GWM10330

GWM10148

GWM10401

Lageplan mitGrundwassermessstellen

GWM10148 = Grundwassermessstelle

Legende:

GWM10097

GWM10338

GWM10341

GWM10110

GWM10345

GWM10313

GWM10416

GWM10330

GWM10401

276

275,5

274,6274,8 278,9

278,9

278,6

280,6

279,3

280,7

280,4

280,6

285,7

GWM10340

275

GWM10102B

277

278

279

GWM10122A

280

281

282

283

284

285

GWM10148

GrundwassergleichenplanStand: 18.02.2017

GWM10148 = Grundwassermessstelle mit Höhenangabe (mNN)

Legende:

= Grundwassergleichen

280,7

278,3

277,7

277,1

277,5

276,6276,5

276,5276,2

277,0

277,2

280,7

279,0 278,0

277,0

277,0

278,6

277,2

278,0

277,9278,9

278,5

277,5

279,1

278,1

278,0

277,7

278,0

278,0278,1

279,0

281,2 282,2

280,5283,0

285,1284,4

283,5

Lageplan derTiefenentwässerungen

282,2

GWM10097

GWM10338

GWM10341

GWM10110

GWM10345

GWM10313

GWM10416

GWM10330

GWM10401

276

275,5

274,6274,8 278,9

278,9

278,6

280,6

279,3

280,7

280,4

280,6

285,7

GWM10340

275

GWM10102B

277

278

279

GWM10122A

280

281

282

283

284

285

GWM10148

278,3

277,7277,1

277,5

276,6

276,5

276,5

276,2

277,0277,2

280,7

279,0

278,0

277,0

277,0

278,6

277,2

278,0

277,9278,9

278,5

277,5

279,1

278,1

278,0

277,7

278,0

278,0278,1

279,0

281,2282,2

280,5 283,0

285,1284,4283,5

LageplanTiefenentwässerung

undGrundwassergleichen

Legende:= Grundwassergleichen

= Schematische Lage der Tiefenentwässerung mit Angabe der ca.- Höhenlage

Gebiet mit Lage der Tiefenentwässerung

> 2m unter aktuellen GW-Stand

> 3m unter aktuellen GW-Stand

GeologischerProfilschnitt

West - Ost (A3)

Documents

Gutachten 2 - Autobahndirektion Nordbayern · lich umgebaut in Form von neuen Rampen und Schleifen. Sowohl bei der Trasse der A3, die im Bereich des Autobahnkreuzes und östlich davon