Unterhaltungsverband Obere Wümme - Wuemme-Meerforelle

Unterhaltungsverband Obere WümmeDurchgängigkeit der Wümme an der Mühle in Scheeßel- Konkretisierung der Vorzugsvariante -1. Ausfertigung18. Oktober 201110102 - 1Ingenieurgesellschaft Heidt & Peters mbHSprengerstraße 38 c, 29223 CelleFon: (0 51 41) 93 88-0, Fax: (0 51 41) 93 88-88E-Mail: info@heidt-peters.de

IIProjektbearbeitungIngenieurgesellschaft Heidt & Peters mbHProjektleitungDIPL.-ING. (FH) FRANK GRIESTextbearbeitungJACQUELINE WENDT

InhaltsverzeichnisIIIInhaltsverzeichnisSeite1 Einleitung ............................................................................................................... 52 Bestehende Verhältnisse ........................................................................................ 62.1 Hydrologie ....................................................................................................................... 62.2 Bestehende Nutzungen und Rechte ............................................................................... 62.3 Baugrund ......................................................................................................................... 73 Planung .................................................................................................................. 83.1 Planvariante der Machbarkeitsstudie ............................................................................ 83.2 Ergänzende Planvarianten ............................................................................................ 114 Zusammenfassung und konkretisierte Vorzugsvariante ......................................... 165 Quellenverzeichnis ............................................................................................... 17AbbildungsverzeichnisAbb. 1.1: Übersichtskarte (ausgenordet, o. M.) ..................................................................... 5Abb. 2.1: Lageplan bestehender Nutzungen (ausgenordet o. M.) ......................................... 7Abb. 3.1: Kombination der Varianten 3 und 6 der Machbarkeitsstudie 2007 ........................ 8Abb. 3.2: Ersatz des Klappenwehres durch Sohlgleite innerhalb desBrückenquerschnittes .............................................................................................. 9Abb. 3.3: Schnitt durch die Sohlgleite im heutigen Klappenarm ............................................ 9Abb. 3.4: Wasserstanddifferenzen IST- und PLAN-Zustand (Kombination derVarianten 3 und 6) im Schnitt B-B ......................................................................... 10Abb. 3.5: Lageplan Variante a) Sohlgleite mit neuem Straßendurchlass.............................. 11Abb. 3.6: Schnitte in Variante a) (verändert aus DWA 2010) ............................................... 12Abb. 3.7: Abflussaufteilung in Variante a) ............................................................................ 12Abb. 3.8: Lageplan Variante b) Erneuerung des technischen Fischaufstieges ..................... 14Abb. 3.9: Prinzipskizze Verbindungsgewässer ...................................................................... 14Abb. 3.10: Abflussaufteilung in Variante b) ............................................................................ 15

InhaltsverzeichnisIVAnhangAnhang 1Baugrunduntersuchung

1 Einleitung 51 EinleitungDie ökologische Durchgängigkeit der Wümme wird an der Mühle in Scheeßeldurch das dortige Mühlenbauwerk mit Absturz, Wasserkraftanlage und Klappenwehrim westlichen Parallelarm stark eingeschränkt. Am Klappenwehr istein technischer Fischaufstieg vorhanden, der jedoch die heutigen Anforderungenan entsprechende Bauwerke (MUNLVRW 2005, DWA 2010) nicht mehr erfüllt.Der Mühlenstandort befindet sich innerhalb der Gemeinde Scheeßel an derWümme, südwestlich des Ortes Scheeßel. Scheeßel liegt an der B 75 rd. 20 kmnordöstlich der Stadt Rotenburg/Wümme im gleichnamigen Landkreis.Auf Grund der komplexen Zusammenhänge hat der UnterhaltungsverbandObere Wümme die Ingenieurgesellschaft Heidt & Peters mbH mit einer Konkretisierungder Vorzugsvariante auf Grundlage der bereits 2007 vorgelegtenMachbarkeitsstudie beauftragt. Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnissezusammen.Abb. 1.1:Übersichtskarte (ausgenordet, o. M.)

2 Bestehende Verhältnisse 62 Bestehende Verhältnisse2.1 HydrologieDas Einzugsgebiet der Wümme liegt in der naturräumlichen Region "StaderGeest". Hydrographisch gehört die Wümme mit der Gebietskennzahl 494 demLesum/Wesereinzugsbiet an. Über den Pegel Lauenbrück (Nr. 4941116), dersich rd. 7 km oberhalb der Mühle Scheeßel befindet, kann die hydrologischeSituation gut beschrieben werden.Aeo:301 km² (Mühle Scheeßel)Abflüsse (extrapoliert vom Pegel Lauenbrück mit Aeo = 248 km²)Zeitreihe: 1969 bis 2006NQ: 0,24 m³/s (10.08.1992)MNQ: 0,65 m³/sMQ: 2,77 m³/sQ30: 0,79 m³/sQ330: 5,79 m³/sMHQ: 14,9 m³/sHQ: 33,9 m³/s (20.07.2002)2.2 Bestehende Nutzungen und RechteAn dem Standort findet eine Wasserkraftnutzung statt. Es sind zwei Turbinenvorhanden, wovon die kleinere mit einem Schluckvermögen von rd. 1,5 m³/sin Betrieb ist und die größere mit einem Schluckvermögen von 3,0 m³/s außerBetrieb ist.Die Wasserkraftanlage wird betrieben durch Herrn Müller-Scheeßel.Es existiert ein unbefristetes Recht zum Aufstauen der Wümme auf eine Ordinatevon 23,54 mNN zum Zwecke der Wasserkraftnutzung. Staurechtsinhaberist die Gemeinde Scheeßel.

2 Bestehende Verhältnisse 7vorh. BeckenpassKlappenwehrFrancis-SchachtturbineQ max = 1,5 m³/s(in Betrieb)Francis-SchachtturbineQ max = 3,0 m³/s(nicht in Betrieb)Abb. 2.1:Lageplan bestehender Nutzungen (ausgenordet o. M.)2.3 BaugrundDer Baugrund wurde im Oberwasser des Klappenwehres am Standort desmöglichen Neubaus einer technischen Fischaufstiegsanlage erkundet, s. Anhang1.Im Ergebnis werden die oberflächennahen Auffüllungen des Straßendammesdurch wechselnde Sande unterlagert. Als Besonderheit ist in der BS1 ein 1,6 mmächtiger Torfhorizont erbohrt worden, was bei einer weiteren Beplanung einesFischpasses an dieser Stelle besonders zu beachten ist. Trotz des vorhandenenTorfkörpers steht der erkundete Baugrund der Errichtung eines Fischpassesbei Flachgründung in geschlossenem Spundwandkasten nicht grundsätzlichentgegen. Ein Bodenaustausch ist für angetroffene Torfe in der Gründungsebeneerforderlich.

3 Planung 83 Planung3.1 Planvariante der MachbarkeitsstudieDie grundsätzlichen Anforderungen und Möglichkeiten zur Wiederherstellungder ökologischen Durchgängigkeit der Wümme in Scheeßel sind bereits in derMachbarkeitsstudie aus 2007 ausführlich dargelegt. Eine vollständige Staulegungals ökologische Maximalvariante wird aufgrund der weitreichendenAuswirkungen auf die Grundwasserstände und die daran gebundenen Biotopeund Gründungsproblematiken vorhandener Gebäude sowie der bestehendenwasserrechtlichen Situation als nicht umsetzbar beurteilt.Die Machbarkeitsstudie entwickelt daher weitere Varianten, wobei eine Kombinationder Varianten 3 und 6 für die weiteren Planüberlegungen bevorzugtverfolgt werden sollte.Kombination aus Variante 3 mit 6: Sohlgleite als Umflutgewässer (Q 600 l/s)B-BC-CSohlgleiteI WSP : ~ 6 %Länge: 350 mmbei MNQ: h W ≥ 0,25v ~ 0,3 m/sZulauf zur Mühle zurWasserkraftnutzungSohlgleiteAbb. 3.1: Kombination der Varianten 3 und 6 der Machbarkeitsstudie 2007

3 Planung 9Wesentlicher Bestandteil der Variantenkombination ist der Wegfall des Klappenwehres,welches durch eine lang gezogene Sohlgleite ersetzt wird (Abb. 3.2).Abb. 3.2:Ersatz des Klappenwehres durch Sohlgleite innerhalb des BrückenquerschnittesDie Sohlgleite im heutigen Oberwasser des Klappenwehres wäre mit einem Mittelwasserbettund Bermen für den Hochwasserabfluss herzustellen (Abb. 3.3).Abb. 3.3:Schnitt durch die Sohlgleite im heutigen KlappenarmBei der hydraulischen Berechnung dieser Variante zeigen sich jedoch erheblicheAuswirkungen auf die Hochwasserstände im Oberwasser der Mühle.

Wasserstand [mNN]3 Planung 10Q-h-Beziehungen25,5MQQ330MHQHQ1002524,52423,52322,5220 5 10 15 20 25 30 35Abfluss [m³/s]Vorzugsvariante - Umfluter am Abzweig vom HauptvorfluterIst-ZustandAbb. 3.4: Wasserstanddifferenzen IST- und PLAN-Zustand (Kombination der Varianten 3und 6) im Schnitt B-BDie Umsetzung würde demnach bereits bei mittlerem Hochwasser zu einemAnstieg des Oberwassers um rd. 0,7 m führen, was aufgrund der dortigen HW-Betroffenheiten als nicht akzeptabel anzusehen ist.Durch eine Verlegung der Sohlgleite aus dem Brückenquerschnitt heraus insUnterwasser der Brücke können die Auswirkungen auf das Hochwasser durcheine "Überlaufschwelle" zwischen Brücke und Sohlgleite (ähnlich einemStreichwehr) abgemildert werden. Bei Einhaltung des bestehenden Stauzielesund einer Länge der Überlaufschwelle von 20 m erhöht sich bei mittleremHochwasserabfluss der Oberwasserstand jedoch weiterhin um rd. 50 cm.Eine Hochwasserneutralität ist in der Variante nur zu erzielen, wenn gleichzeitigdas Stauziel abgesenkt wird. Bei einer Absenkung des Stauzieles um 0,25 mwäre nach überschlägiger hydraulischer Berechnung eine Länge der Überlaufschwellevon rd. 60 m erforderlich, die konstruktiv zu sichern wäre (z. B. Pflasterstreckeoder Spundwand). Bei Absenkung des Stauzieles ist mit Auswirkungenauf die vorhandenen Biotope im Oberwasser zu rechnen. Negative Auswirkungenauf den Gebäudebestand durch die Grundwasserabsenkung könnenohne weitere Untersuchungen nicht ausgeschlossen werden. Zudemwürde die Wasserkraftnutzung stark eingeschränkt werden und ggf. mit derbestehenden Technik sogar unmöglich werden.

3 Planung 11Die hydraulischen Berechnungen zeigen deutlich auf, dass für eine unveränderteBeibehaltung der Oberwasserstände weiterhin ein regulierbarer Stau(Klappe) erforderlich ist. Bei Verzicht auf das Klappenwehr sind entweder Einschränkungender Oberlieger in Bezug auf die Hochwassersicherheit hinzunehmenoder das Stauziel abzusenken.Vor dem Hintergrund der schwierigen Hochwassersituation bei Umsetzungder Kombination der Varianten 3 und 6 aus der Machbarkeitsstudie werdendaher weitere Varianten unter Erhalt des Klappenwehres entwickelt.3.2 Ergänzende PlanvariantenVariante a) Sohlgleite mit neuem StraßendurchlassIn der Variante a) bleiben die stauregulierenden Anlagen (Klappenwehr undMühle) unverändert. Die Durchgängigkeit wird durch ein Umgehungsgerinnehergestellt, das im Oberwasser vom Klappenarm abzweigt und ins Unterwasserder Mühle führt. Die Straße wird mit einem neu herzustellenden Straßendurchlassgequert (Abb. 3.5).Abb. 3.5:Lageplan Variante a) Sohlgleite mit neuem Straßendurchlass

3 Planung 12Bei Ausbildung als Steinschwellenbeckenpass ergeben sich die Profile nachüberschlägiger hydraulischer Dimensionierung gemäß Abb. 3.6.Abb. 3.6: Schnitte in Variante a) (verändert aus DWA 2010)Die Aufteilung der Wassermengen in Variante a) ist in Abb. 3.7 dargestellt.Abb. 3.7: Abflussaufteilung in Variante a)

3 Planung 13Vorteile Variante a) keine Beeinflussung der Oberwasserstände kein Eingriff in die bestehende Hochwasserregelung kein Bau in vorhandener Bausubstanz Kosten im Rahmen der Kostenansätze der Machbarkeitsstudie (550.000 €)Nachteile Variante a) Durchgängigkeit nur für den Mühlenarm erzielbar dadurch derzeit keine Fördermöglichkeit vor dem Hintergrund § 35 WHG Neubau eines Straßendurchlasses erforderlich Flächenbedarf (Eigentümer: Müller-Scheeßel)Variante b) Erneuerung des technischen FischaufstiegesIn der Variante b) bleiben die stauregulierenden Anlagen (Klappenwehr undMühle) ebenfalls unverändert. Die Durchgängigkeit wird durch eine Erneuerungdes technischen Fischaufstieges im Bereich des Klappenwehres hergestellt. DieErneuerung hat gemäß der aktuellen Anforderungen an entsprechende Bauwerkezu erfolgen (MUNLVRW 2005, DWA 2010). Dabei ist auch darauf zu achten,dass der Einstieg nahe dem Querbauwerk (hier: Klappe) liegt.Der bestehende Fischpass mündet erst einige Meter unterstrom der Klappeins Unterwasser, was neben der zu geringen Dotation die Auffindbarkeit erschwert.Da der Klappenarm über die Dotation des Fischaufstieges hinaus nur beiHochwasser Wasser abführt, ist für die Durchgängigkeit an der Gesamtanlageeine Anbindung des Unterwassers der Mühle (Auslauf der Wasserkraft) erforderlich.Es ist davon auszugehen, dass aufstiegswillige Fische sich zumeist ander Hauptströmung orientieren und somit in den Mühlenarm einschwimmen,der über weite Zeiten im Jahr den Großteil des Abflusses abführt (vgl.MUNLVRW 2005, DWA 2010).Die Variante b) beinhaltet daher ein Verbindungsgewässer parallel zur Mühlenstraße,dass das Unterwasser des Klappenwehres mit dem Unterwasserder Mühle verbindet (Abb. 3.8).

3 Planung 14Abb. 3.8:Lageplan Variante b) Erneuerung des technischen FischaufstiegesUm ein entsprechendes Gefälle für das Verbindungsgewässer zu schaffen, istes vorgesehen, das Unterwasser des Klappenwehres durch eine Sohlgleite umrd. 0,5 m aufzuhöhen (Abb. 3.9).KlappenarmMühlenarmrd.0,5 mAbb. 3.9:Prinzipskizze VerbindungsgewässerUm die entstehende Insellage zwischen Mühlenarm, Klappenarm und Verbindungsgewässerweiterhin bewirtschaften und unterhalten zu können, ist der Neubaueiner Brücke/eines Durchlasses für das Verbindungsgewässer erforderlich.Die Aufteilung der Wassermengen in Variante b) ist in Abb. 3.10 dargestellt.

3 Planung 15Abb. 3.10: Abflussaufteilung in Variante b)Vorteile Variante b) keine Beeinflussung der Oberwasserstände kein Eingriff in die bestehende Hochwasserregelung Durchgängigkeit für beide Wümmearme erzielbar Förderfähigkeit zumindest für die Maßnahmen im Klappenarm in Aussichtgestellt Kosten im Rahmen der Kostenansätze der Machbarkeitsstudie (550.000 €)Nachteile Variante b) Brücke/Durchlass für das Verbindungsgewässer erforderlich derzeit keine Förderfähigkeit für das Verbindungsgewässer vor dem Hintergrund§ 35 WHG Flächenbedarf (Eigentümer: Müller-Scheeßel)

4 Zusammenfassung und konkretisierte Vorzugsvariante 164 Zusammenfassung und konkretisierte VorzugsvarianteDie bestehenden Randbedingungen (Wasserrecht, Wasserkraftnutzung, Hochwasserschutz,Eigentum etc.) sind am Standort Scheeßel sehr komplex.Die Wiederherstellung der Durchgängigkeit scheint mit der entwickelten Variantb), die den Neubau eines technischen Fischaufstieges am vorhandenenKlappenwehr, die Anhebung des Unterwassers mittels Sohlgleite um rd. 0,5 mund die Herstellung eines Verbindungsgewässers zum Unterwasser der Mühlevorsieht, am geeignetsten umsetzbar zu sein.Voraussetzung für die Realisierung sind jedoch weiterhin die:Vereinbarung mit dem Wasserkraftanlagenbetreiber und dem Staurechtsinhaberin Hinblick auf die bereitzustellende Wassermenge,Vereinbarung mit dem Wasserkraftanlagenbetreiber und dem Staurechtsinhaberin Hinblick auf die Eigenleistungen gemäß §§ 34 und 35 WHG(Verbindungsgewässer),Vereinbarung mit dem Wasserkraftanlagenbetreiber in Hinblick auf dieFlächenverfügbarkeit.Soweit sich eine Klärung in den aufgeführten Punkten abzeichnet, kann diePlanung auf Grundlage der Vorzugsvariante b) fortgeführt werden, wozu vordringlicheine Entwurfsvermessung und eine Abstimmung mit dem LAVESdurchzuführen sind.Verfasser:Ingenieurgesellschaft Heidt & Peters mbHCelle, 18. Oktober 2011.............................................. ……………………Dipl.-Ing. (FH) Frank Gries

5 Quellenverzeichnis 175 QuellenverzeichnisMUNLVRW – Ministerium für Umwelt, Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutzdes Landes Nordrhein-Westfalen (2005): Handbuch Querbauwerke. 212 S; Düsseldorf.DWA – Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (2010): Fischaufstiegsanlagen.Merkblatt M 509 im Entwurf (Gelbdruck). 285 S.; Hennef.