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Höhenbeobachtungen in Bergsenkungsgebieten

Für die Prognose zukünftiger Bergsenkungen haben die Bergwerksgesellschaften spezielle Vorausberechnungsverfahren entwickelt, die sich auf den Erkenntnissen früherer Messbeobachtungen stützen. Sowohl das Maß der regional vorausberechneten Bergsenkungen als auch die linienhafte Darstellung des jeweiligen Senkungs-Null-Randes ist daher grundsätzlich als Abschätzung zu werten, wogegen das Ausmaß der tatsächlichen Bodenbewegungen regelmäßig anhand von Höhenmessungen mit Anschluss an das Festpunktnetz der Landesvermessung zu überprüfen ist.
Etwa 25 % der Landesfläche von Nordrhein-Westfalen liegen im Einflussbereich bergbaubedingter Bodenbewegungen. Da somit auch zahlreiche Höhenpunkte der Landesvermessung von regionalen Einwirkungen betroffen sind, erfolgen zum Höhenausgleich großräumige Leitnivellementsmessungen im Bereich des Rheinisch-Westfälischen Steinkohlenrevier, des Rheinischen Braunkohlenreviers, des Ibbenbürener Steinkohlenreviers, des linksrheinischen Steinkohlen- und Salzabbaus, des Aachen-Erkelenzer Steinkohlenreviers sowie der Meggener Erzlagerstätte.

Leitnivellement „Ruhrgebiet“
Zwischen Wesel und Hamm konnten im Frühjahr nun wieder zahlreiche Messkolonnen beobachtet werden, die die Region unter der Leitung der Bezirksregierung Köln derzeit alle 2 Jahre neu vermessen. Über die bereits seit Jahrzehnten im Rahmen des sog. Leitnivellements „Ruhrgebiet“ ermittelten Höhenveränderungen wurden revierweit bereits Geländesenkungen bis zu 20 m festgestellt. Wichtig ist die Aktualisierung des regionalen Höhennetzes somit beispielsweise auch für Bauvorhaben, die Erstellung von Karten und den Hochwasserschutz, weshalb sich u. a. auch diverse Städte und Kreise an den Vermessungsarbeiten beteiligen.
Um eine eindeutige Aussage zum örtlichen Bodenbewegungsverhalten zu erhalten, müssen diesbezügliche Höhenmessungen an festen Bezugspunkten außerhalb des bergbaulichen Einwirkungsbereiches angeschlossen werden. Bei einem Anschluss an Punkten, die selber innerhalb des örtlichen Senkungsraumes liegen, ist dagegen zu berücksichtigen, dass die aus dem untertägigen Abbau resultierenden Bodenbewegungen kein lineares Zeit-Senkungsverhalten aufweisen, womit mittels einfacher Interpolation zwischen zwei Messepochen wiederum nur ein Näherungswert ableitbar ist. Wichtig ist an dieser Stelle der Hinweis, dass für eine Ermittlung von Gebäudeschieflagen grundsätzlich kein Anschluss an einen Höhenfestpunkt erforderlich ist, da hier ausschließlich die Relativbewegung der Gebäudeeckpunkte untereinander maßgeblich ist.

Höhenbezugssystem
Irritationen treten immer wieder auf, wenn aktuelle Höhen der Landesvermessung mit älteren Werten verglichen werden. Da die Schwerkraft die Messergebnisse von Nivellementsmessungen beeinflusst, ist für widerspruchsfreie Höhenanschlüsse über größere Entfernungen ein entsprechender Ausgleich erforderlich. Vor dem Hintergrund der Wiedervereinigung Deutschlands wurde daher im Jahr 2002 das Höhensystem „Deutsches Haupthöhennetz 1992 (DHHN92)“ in die Landesvermessung eingeführt, das eine einheitliche Auswertung des gesamtdeutschen Nivellementsnetzes gewährleistet und zudem auch eine Verbindung zu den Höhensystemen der europäischen Nachbarländer ermöglicht. Die Abweichungen zwischen den früheren NN-Höhen (Höhen über Normalnull) und den heute verwendeten NHN-Höhen (Höhen über Normalhöhennull) liegen in Nordrhein-Westfalen zwischen -20 mm und +55 mm. Die örtlichen Korrekturwerte werden auf Basis gemessener Schwerewerte von der Bezirksregierung Köln zur Verfügung gestellt.

Großräumige Geländesenkungen
Im Rahmen von Überprüfungen der langfristigen Entwicklung von Höhenveränderungen in Bergsenkungsgebieten wurden seitens des VBHG in den vergangenen Jahren umfangreiche Auswertungen von Leitnivellementsdaten vorgenommen. Als Ergebnis ist festzustellen, dass in den sog. Stillstandsbereichen des Rheinisch-Westfälischen Steinkohlenreviers auch nach Ablauf des regional üblichen Zeit-Senkungs-Verhaltens noch anhaltende Senkungen an der Tagesoberfläche im Millimeterbereich zu verzeichnen sind, die sich im Laufe der Jahre teils zu Zentimeterbeträgen aufsummieren. Wenngleich es bislang keine anderweitigen Veröffentlichungen zu diesem Thema gibt, kommen hierfür aus Sicht des Verfassers Druckentspannungen in den tiefen Grundwasserstockwerken als Ursache in Betracht, die durch Wasserwerke und sonstige industrielle Nutzung oder aber auch durch die regionale Grubenwasserhaltung des Steinkohlenbergbaus verursacht werden. Ein Zusammenhang mit teils lokal auftretenden Anomalien im Bereich von gestörten Bodenformationen ist hier grundsätzlich möglich, im Rahmen von 23.000 Objektbetreuungen durch den VBHG konnten bislang jedoch keine hierauf zurückzuführenden flächigen Schadensentwicklungen festgestellt werden.

Bergsenkungen in Kirchhellen über den „Null-Rand“ hinaus
Eine besondere Situation liegt im Bereich der Ortslage Bottrop-Kirchhellen vor. Ausgehend von den nur vereinzelt vorhandenen Höhenfestpunkten der Landesvermessung führt der VBHG hier bereits seit 1994 eigene Höhenmessungen durch, die seit einiger Zeit eine offensichtliche Abhängigkeit des Senkungsverhaltens der innerhalb und außerhalb des Prognosebereiches liegenden Messpunkte belegen. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden die örtlichen Einwirkungsgrenzen bereits vor 8 Jahren mit Vertretern der Bergwerksgesellschaft diskutiert und Vereinbarungen zur Beurteilung bzw. Regulierung strittiger Schadensfälle getroffen.
Bestätigt werden die Untersuchungen des VBHG nun durch ein Gutachten der TU Clausthal. Da die von der Bezirksregierung Arnsberg in Auftrag gegebenen Untersuchungen auf einer Auswertung satellitengestützter Radarmessungen basieren, konnten die über das Leitnivellement bislang nur punktuell erfassten Bodensenkungen nun erstmals auch flächenhaft nachgewiesen werden. So sind im Untersuchungszeitraum 2003-2010 über den seitens der RAG für diesen Zeitraum ausgewiesenen Senkungsnullrand hinaus Höhenveränderungen bis etwa 8 cm zu verzeichnen.
Das Ergebnis einer räumlich-zeitlichen Analyse der Satellitenmessung wertet die TU Clausthal als deutlichen Hinweis, dass zumindest die Hauptursache im Steinkohlenbergbau liegt, obwohl nicht bergbauliche Einflüsse wie geologisch bedingte Bodenbewegungen oder Grundwasserentnahmen mangels ausreichender Daten nach wie vor nicht auszuschließen sind.
Dr. Volker Baglikow

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