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E
Geotechnischer Bericht
12.05.2025
Einlaufbauwerk Hochwasserentlastungsanlage
Felber / Sandner / Schweiger
Windachspeicher
089 – 30 90 877 0
WF/TS/AS - 21113
Erstellt im Auftrag von: Wasserwirtschaftsamt Weilheim Pütrichstraße 15 82362 Weilheim i. OB
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Inhaltsverzeichnis
1 Veranlassung und Aufgabenstellung ................................................................... 3
2 Verwendete Unterlagen ......................................................................................... 3
3 Untergrundverhältnisse ......................................................................................... 5
3.1 Geologischer und geographischer Überblick .............................................................. 5
3.2 Hydrogeologischer Überblick ..................................................................................... 5
3.3 Geotechnische Kategorie ........................................................................................... 6
4 Beschreibung der Lage ......................................................................................... 6
5 Frühere Baugrunderkundungen ........................................................................... 8
6 Umfang der Baugrunduntersuchungen ............................................................. 10
7 Baugrundaufbau im Untersuchungsgebiet ........................................................ 11
7.1 Abfolge der Schichten in den Bohrungen ................................................................. 11
7.2 Grundwasserverhältnisse ......................................................................................... 13
8 Ergebnisse der Laborversuche ........................................................................... 28
8.1 Korngrößenverteilungen ........................................................................................... 28
8.1.1 Moräne bindig (Schicht 1) ................................................................................... 28
8.1.2 Moräne rollig (Schicht 2a) ................................................................................... 29
8.1.3 Schmelzwasserschotter (Schicht 2b) .................................................................. 30
8.1.4 Quartäre Kiese (Schicht 3) .................................................................................. 30
8.2 Grundwasseranalyse ............................................................................................... 30
8.2.1 Betonaggressivität .............................................................................................. 30
8.2.2 Stahlaggressivität ............................................................................................... 31
8.2.3 Chemische Analytik ............................................................................................ 31
9 Bodenklassifikation und bodenmechanische Kennwerte ................................ 31
10 Bewertung der hydrogeologischen Verhältnisse .............................................. 34
10.1 Bereich 1 .................................................................................................................. 34
10.2 Bereich 2 .................................................................................................................. 36
10.3 Bereich 3 .................................................................................................................. 36
10.4 Ergänzende HWE-Bauten ........................................................................................ 37
11 Abschließende Bemerkungen ............................................................................. 38
Anlagenverzeichnis .................................................................................................... 40
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1 Veranlassung und Aufgabenstellung
Der Freistaat Bayern, vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Weilheim (WWA) hat im Um- feld des Windachspeichers im Jahr 2021 eine Baugrunderkundung zur Untersuchung der Grundwasser- und Baugrundverhältnisse für den Neubau des Einlaufbauwerks der Hochwas- serentlastungsanlage veranlasst. Die Boley Geotechnik GmbH wurde mit der Betreuung der Erkundungsarbeiten sowie der Erstellung des Baugrundgutachtens beauftragt.
Dafür wurde ein Erkundungskonzept mit anschließendem Ausbau der Erkundungsbohrungen zu Messstellen geplant und umgesetzt. Auf Basis der Erkenntnisse im Feld wie auch der durch- geführten Laborversuche, sollen Fragestellungen zu möglichen Grundwasserhorizonten bis in den Bereich unterhalb der Damm-Gründungssohle eruiert werden. Darüber hinaus sind die Re- aktionen des Grundwassers in den umliegenden Pegeln zu erfassen und interpretieren, um et- waige Interaktionen zwischen Stauhöhe und gemessenen Grundwasserpegel zu erfassen.
An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass die Bohrungen der Erkundungskampagne im Hö- hensystem DHHN16 dokumentiert wurden. Die Grundlagen seitens WWA (Vorerkundung, Dia- gramme der Wasserstandsrohre) sind im Höhensystem DHHN12 vermessen. Die Diskrepanz der zwei Höhensysteme ist für das vorliegende Gutachten nicht von maßgebender Relevanz und wird entsprechend nicht weiter berücksichtigt.
2 Verwendete Unterlagen
Dem vorliegenden geotechnischen Bericht liegen folgende Unterlagen zugrunde:
[U1] Bayrische Landesgewerbeanstalt – Nürnberg, Windachspeicher, Gem. Oberfinning und Obermühlhausen; Landkreis Landsberg/Lech; Bodenuntersuchung. 29.04.1960
[U2] Bayrisches Landesamt für Wasserwirtschaft – Fachbereich Wasserbautechnik – Mün- chen, Geotechnische Stellungnahme: Neubau eines Betriebsauslasses. 24.03.1988
[U3] Wasserwirtschaftsamt Weilheim, Windachspeicher, https://www.wwa- wm.bayern.de/fluesse_seen/gewaesserportraits/windachspeicher/index.htm, Stand: 06.12.2023
Karten
[K1] Bayerisches Geologisches Landesamt (aktuelle Bezeichnung: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU), geologischer Dienst), München, Geologische Karte von Bayern 1:25.000; 7932 Utting am Ammersee
Technische Regelwerke
[R1] Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin;
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[R.1.1.] DIN 4030-1 „Beurteilung betonangreifender Wässer, Böden und Gase - Teil 1: Grundlagen und Grenzwerte“, Berlin (Beuth) 2008
[R.1.2.] DIN 4022 „Baugrund und Grundwasser; Benennen und Beschreiben von Bo- den und Feld – Teil 1: Schichtenverzeichnis für Bohrungen ohne durchge- hende Gewinnung von gekernten Proben im Boden und im Fels.“, Berlin (Beuth), 1987
[R.1.3.] DIN 4094-1 „Baugrund Felduntersuchungen – Teil 1 Drucksondierungen“ (zurückgezogen), Berlin (Beuth) 2002
[R.1.4.] DIN 18123 „Baugrund, Untersuchung von Bodenproben - Bestimmung der Korngrößenverteilung“, Berlin (Beuth), 2011
[R.1.5.] DIN 18130-1 „Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts – Teil 1: La- borversuche“, Berlin (Beuth) 1998
[R.1.6.] DIN 18196 „Erd- und Grundbau - Bodenklassifikation für bautechnische Zwe- cke“, Berlin (Beuth) 2011
[R.1.7.] DIN 50929-3 „Korrosion der Metalle - Korrosionswahrscheinlichkeit metalle- ner Werkstoffe bei äußerer Korrosionsbelastung - Teil 3: Rohrleitungen und Bauteile in Böden und Wässern“, Berlin (Beuth) 2018
[R.1.8.] DIN EN 1997-1 „Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik“, Berlin (Beuth) 2014
[R.1.9.] DIN EN ISO 14688-1 „Geotechnische Erkundung und Untersuchung — Be- nennung, Beschreibung und Klassifizierung von Boden — Teil 1: Benennung und Beschreibung“, Berlin (Beuth) 2020
[R.1.10.] DIN EN ISO 14688-2 „Geotechnische Erkundung und Untersuchung — Be- nennung, Beschreibung und Klassifizierung von Boden — Teil 2: Grundlagen für Bodenklassifizierungen“, Berlin (Beuth) 2020
[R.1.11.] DIN EN ISO 17892-4 „Geotechnische Erkundung und Untersuchung - Labor- versuche an Bodenproben - Teil 4: Bestimmung der Korngrößenverteilung“, Berlin (Beuth) 2017
[R.1.12.] DIN EN ISO 17892-12 „Geotechnische Erkundung und Untersuchung - La- borversuche an Bodenproben - Teil 12: Bestimmung der Fließ- und Ausroll- grenzen“, Berlin (Beuth) 2022
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3 Untergrundverhältnisse
3.1 Geologischer und geographischer Überblick
Der Windachspeicher befindet sich westlich des Ammersees ca. 40 km von München entfernt. Die Geologie um den Windachspeicher wird durch Geschiebemergel (Moräne) geprägt [K1]. Der Geschiebemergel besteht vorwiegend aus wechselnd kiesigem bis blockigem Schluff mit tonigen und sandigen Anteilen.
Nördlich des Speichers entlang der Windach bilden Schmelzwasserschotter die geologische Haupteinheit.
Abbildung 1: Ausschnitt aus der genordeten geologischen Karte von Bayern gemäß Umwelt- Atlas Bayern [K1] zur Dokumentation der geologischen Verhältnisse im Untersu- chungsgebiet (rot eingerahmt).
3.2 Hydrogeologischer Überblick
Aus dem Geofachdaten-Atlas des Bodeninformationssystems Bayern steht keine Hydrogeologi- sche Übersichtskarte zur Verfügung. Die Grundwasserhöhen werden entsprechend aus den Erkundungsbohrungen abgeleitet.
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3.3 Geotechnische Kategorie
Das Bauvorhaben wird der geotechnischen Kategorie 3 gem. DIN EN 1997-1:2014-03 [R.1.8.] zugeordnet, da der maßgebende Stauwasserspiegel mehr als 4 m über dem luftseitig anschlie- ßenden Gelände liegt.
4 Beschreibung der Lage
Der Windachspeicher ist ein Hochwasserrückhaltebecken mit einem Dauerstau bei Oberfinning in Bayern, westlich des Ammersees. Das Erkundungsgebiet befindet sich am nordöstlichen En- de des Speichersees. Eine detaillierte Lagedarstellung der einzelnen Erkundungspunkte zeigt die Abbildung 2.
Die Erkundungsbohrungen dienen der Erkundung des Dammaufbaus sowie des Übergangs zwischen Damm und rechtem Hang links und rechts von der Schussrinne der Hochwasserent- lastungsanlage (HWE). Mit den Pegelausbauten sollen mögliche Grundwasserhorizonte bis in den Bereich unterhalb der Gründungsebene des Damms erkundet werden.
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Abbildung 2: Lageplan Baugrunderkundung Windachspeicher. Neuen Erkundungsbohrungen und Pegelausbauten in blau; Rückgebaute Pegel aus bestehenden Grundwas- sermessstellen schwarz.
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5 Frühere Baugrunderkundungen
Im Rahmen der Planung des Windachspeichers wurde bereits 1959/1960 eine umfangreiche Baugrunduntersuchung durchgeführt [U1]. Im Jahr 1987 wurde ein neuer Betriebsauslass ge- plant und in Zuge dessen eine geotechnische Stellungnahme formuliert [U2]. Für die Erstellung des vorliegenden geotechnischen Berichts wurden u.a. diese Unterlagen vom Wasserwirt- schaftsamt Weilheim zur Verfügung gestellt.
In Tabelle 1 und Tabelle 2 sind die uns zur Verfügung gestellten Bohraufschlüsse sowie Pegel- ausbauten und Brunnen zusammengestellt.
Tabelle 1: Auflistung der uns zur Verfügung gestellten Bohraufschlüsse
Bohrbezeichnung Jahr Tiefe [m] Bereich
B1 1959/1960 Talfuß
B2 1959/1960 14,80 Talfuß
B3 1959/1960 15,00 Talfuß
B4 1959/1960 5,00 Talfuß
B6 1959/1960 20,00 Talquerschnitt
B7 1959/1960 29,70 Talquerschnitt
B8 1959/1960 19,00 Talquerschnitt
B9 1959/1960 10,00 Talquerschnitt
B10 1959/1960 12,00 Rechter Talhang
B11 1959/1960 15,00 Linker Talhang
B12 1959/1960 14,65 Talquerschnitt
B13 1959/1960 13,35 Talquerschnitt
B14 1959/1960 10,20 Talquerschnitt
B15 1959/1960 15,00 Rechter Talhang
B16 1959/1960 11,47 Talquerschnitt
B17 1959/1960 10,36 Talquerschnitt
B18 1959/1960 10,00 Talquerschnitt
B20 1959/1960 10,00 Talquerschnitt
B21 1959/1960 10,00 Talquerschnitt
B22 1959/1960 12,00 Rechter Talhang
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Bohrbezeichnung Jahr Tiefe [m] Bereich
B23 1959/1960 10,00 Talquerschnitt
B24 1959/1960 5,00 Talquerschnitt
B25 1959/1960 9,00 Talquerschnitt
B26 1959/1960 8,00 Talquerschnitt
B27 1959/1960 8,00 Talquerschnitt
B28 1959/1960 9,91 Talquerschnitt
B29 1959/1960 3,50 Talquerschnitt
Tabelle 2: Auflistung der uns zur Verfügung gestellten Pegelausbauten und Brunnen
GOK Tiefe GW-Stand Bohrbezeichnung Bereich [mNN] [m u. GOK] [mNN]
RH1 (1990) 630,07 8,33 621,74 Rechter Talhang
RH2 (1990) 632,37 6,97 625,40 Rechter Talhang
RH3 (1990) 634,53 15,09 619,44 Rechter Talhang
RH4 (1990) 634,97 10,24 624,73 Rechter Talhang
RH5 (1990) 629,02 6,28 622,74 Rechter Talhang
BR1 (1990) 624,54 Rechter Talhang
BR2 (1990) 630,24 Rechter Talhang
BR3 (1990) 632,95 Rechter Talhang
BR4 (1990) 633,59 Rechter Talhang
BR5 (1990) 632,09 Rechter Talhang
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6 Umfang der Baugrunduntersuchungen
Im Zuge der aktuellen Baugrunduntersuchung wurden 15 Kernbohrungen durchgeführt, wovon anschließend 13 zu Grundwassermessstellen ausgebaut wurden.
Tabelle 3: Auflistung der im Rahmen der Erkundungskampagne durchgeführten Kernboh- rungen
Bohr- Tiefe GW-Stand Grundwasser- Jahr Bereich bezeichnung [m u. GOK] [m u. GOK] messstelle
L3a 2022 12,50 11,90 Linker Damm Rückbau Pegel
L4a 2022 9,00 8,50 Linker Damm Rückbau Pegel
L3a/2 2022 10,50 - Linker Damm Pegelausbau
M3a 2022 11,00 - Dammmitte Pegelausbau
M4a 2022 8,00 - Dammmitte Pegelausbau
R3a 2022 11,50 - Rechter Damm Pegelausbau
R4a 2022 8,50 - Rechter Damm Pegelausbau
R7a 2022 9,50 8,80 auf 7,20 Rechter Damm Pegelausbau
10,40 auf RH10 2022 19,00 Rechter Dammhang Pegelausbau 3,00
RH11 2022 9,00 9,00 Rechter Dammhang Pegelausbau
Rh12 2022 8,50 - Rechter Dammhang Pegelausbau
RH13 2022 18,50 9,30 Rechter Dammhang Pegelausbau
RH14 2022 21,50 11,50 Rechter Dammhang Pegelausbau
RH15 2022 22,00 15,20 Rechter Dammhang Pegelausbau
1.GW 2,50 auf 2,40 RH16 2022 12,50 Rechter Dammhang Pegelausbau 2.GW 9,20 auf 8,50
An ausgewählten Bodenproben der Erkundungsbohrungen wurden im bodenmechanischen Labor von BauGrund Süd folgende Versuche durchgeführt:
• 27x Bestimmung der Korngrößenverteilung durch Nasssiebung nach DIN 18123 [R.1.4.]
• 24x Bestimmung der Korngrößenverteilung durch Siebung und Sedimentation nach DIN 18123 [R.1.4.]
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• 10x Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenzen nach DIN 18122-1 [R.1.12.]
• 7x Bestimmung der Grundwasseranalytik (AGROLAB)
• 1x Abschätzung der Korrosionswahrscheinlichkeit in Wässern nach DIN 50929-3 [R.1.7.]
7 Baugrundaufbau im Untersuchungsgebiet
7.1 Abfolge der Schichten in den Bohrungen
Die Erkundungsbohrungen für den vorliegenden geotechnischen Bericht beschränken sich auf den Damm sowie den Übergang zwischen rechten Hang und Damm.
Im Zuge der durchgeführten Erkundungsbohrungen (vgl. Anlage A.1 und A.2) wurde ab Damm- oberkante grundsätzlich die folgende aufgeführte Schichtenabfolge festgestellt, wobei es sich im Dammbereich um umgelagerte Böden handelt:
• Schicht 0: Mutterboden
• Schicht 1: Moräne bindig (sandig-kiesiger Schluff, z.T. Ton);
• Schicht 2a: Moräne rollig (stark kiesiger Schluff, teils stark schluffiger Kies);
• Schicht 2b: Schmelzwasserschotter (Kies-/ Sandlagen mit kiesigen Sanden, sandi- gen, schluffigen Kiese)
• Schicht 3: Quartäre Kiese
Die Erkundungsbohrungen am rechten Hang weisen oberflächennah dieselbe Schichtenfolge aus Mutterboden und Moränenmaterial auf. Durch das Moränenmaterial ziehen sich bis zu 5,0 m mächtige sandige bis schluffige Kiese.
Damm:
Die Ansatzpunkte der Erkundungsbohrungen des Damms (R3a, R4a, M3a, M4a, L3a, L4a) lie- gen alle im Bereich der derzeitigen Dammkrone und wurden bis auf ca. die Höhe des Speicher- grunds (ca. 618,50 mNHN) erkundet.
Der Mutterboden steht in einer Mächtigkeit von ca. 0,30 m bis 0,80 m an. Bereichsweise wurde sehr stark kiesiger Mutterboden erkundet
Darunter folgt bis Unterkante der Bohrung umgelagertes Moränenmaterial. Dieses tritt unter dem Mutterboden mit ca. 1,30 m bis 4,50 m Mächtigkeit als kiesiger und schwach steiniger Schluff auf. Darunter folgt kiesiger bis stark kiesiger Schluff bzw. stark schluffiger, sandiger
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Kies. Bei der Bodenansprache vor Ort wurde das umgelagerte Moränenmaterial vorwiegend als steif angesprochen. Im Labor erfolgte die Klassifizierung zum Teil als steifer bis halbfester Ton (L3a, M3a, R4a).
Innerhalb des umgelagerten Moränenmaterials wurde bei der Bohrung R4a eine ca. 1,20 m mächtige Schicht aus sandigem, schwach schluffigem Kies angetroffen.
Übergang Damm – rechter Hang:
Die Bohrungen R7a, RH10 bis RH14 wurden seitlich (links und rechts) des bestehenden Kanals zum Einlaufbauwerk (R7a, RH10 bis RH14) durchgeführt. Die Erkundungstiefen betragen 8,50 m bis 22,00 m.
Der Mutterboden steht in diesem Bereich in einer Mächtigkeit von 0,20 m bis 1,00 m an. Ledig- lich bei der Bohrung RH10 stehen direkt ab Geländeoberkante (GOK) Kiese an, da in diesem Bereich eine über die Bohrungen RH14 und RH15 durchgehend erkundete Lage aus Kiesen ausstreicht.
Darunter folgen lageweise wechselnd umgelagertes Moränenmaterial und sandige bis schluffi- ge Kiese (bereichsweise ggf. Schmelzwasserschotter). Hier wurden bereits bei der Bodenan- sprache tonige Anteile im Schluff beschrieben, welcher in steifer bis halbfester Konsistenz vorliegt.
Im Übergangsbereich zum Damm wurde diese überwiegend sandig bis schluffige Kiesschicht in allen Bohrungen zwischen ca. 620,0 mNHN und 625,0 mNHN mit einer Mächtigkeit von ca. 2,5 m bis 7,0 m erkundet.
Ab ca. 620,0 mNN wurden bei RH10 und RH14 Tone in halbfester Konsistenz erkundet.
Rechter Hang:
Nördlich der Windachseealm wurden ergänzend die Bohrungen RH15 und RH16 abgeteuft.
Diese sind mit der Baugrundschichtung der Bohrungen im Übergangsbereich Damm – rechter Hang vergleichbar. Unter einer geringen Mutterbodenschicht (0,15 m bis 0,30 m) sind bei RH15 bis in eine Tiefe von ca. 2,50 m u. GOK Kiese anzutreffen, welche als stark schluffig angespro- chen wurden.
Darunterliegend sind kiesig bis stark kiesige Schluffe (Moränenmaterial) und eingelagerte san- dige, schwach schluffige bis stark schluffige Kiese (Schmelzwasserschotter) vorzufinden. Bei der RH16 wurden im liegenden die quartären Kiese der Talfüllung erkundet. Bei RH15 wurden wie bei den Bohrungen RH10 und RH14 in den Moränenschichten Lagen mit Tonen in halbfes- ter Konsistenz erkundet.
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7.2 Grundwasserverhältnisse
Wie in Tabelle 3 aufgelistet, wurde bei 9 der 15 Bohrungen Grundwasser angetroffen. Die wäh- rend der Bohrungen gemessenen Grundwasserstände wurden dokumentiert und sind in Anla- ge A2.2 vermerkt. Ein Aquifer liegt im Bereich der in die gering durchlässigen Moränen eingelagerten Schmelzwasserschotter zwischen 15,20 m und 8,80 m u. GOK. Aufgrund der linsen- beziehungsweise lagenhaften Einlagerungen der durchlässigeren Böden kann der Aqui- fer in mehreren Stockwerken gegliedert vorliegen, die nicht zwingend miteinander kommunizie- ren. In Folge dessen kann der Aquifer bereichsweise gespannt vorliegen. Ein weiterer Grundwasserkörper ist im Bereich der quartären Kiese ausgebildet.
Dieser Aufbau konnte mit der Erkundungskampagne von 2022 auch im Randbereich bei RH16 erkundet werden. Ein oberer Grundwasserspiegel wurde hier bei 2,50 m u. GOK angetroffen und stieg um ca. 0,10 m. Der untere Grundwasserspiegel wurde in den quartären Kiesen der Talfüllung angetroffen und stieg von 9,50 m u. GOK auf 8,50 m u. GOK.
Alle Bohrungen (bis auf L4a) wurden zu Pegeln ausgebaut. Die Messwerte liegen zum Zeit- punkt der Erstellung des geotechnischen Berichts noch nicht vor.
Die neu ausgebauten Pegel stellen Ersatzmessstellen bzw. neue Messstellen dar. Die Filter- schichten der neu ausgebauten Pegel decken den Bereich des möglichen Dammfußfilters so- wie den Gründungsbereich der Hochwasserentlastungsanlage ab.
In Tabelle 4 sind die Pegel und die dazugehörigen Filterstrecken zusammengefasst.
Tabelle 4: Pegelausbau und Filterstrecken
Angetroffenes UK Filter- Länge Filter- Ansatzpunkt OK Filterrohr Bohrbezeichnung GW rohr rohr [mNHN] [mNHN] [mNHN] [mNHN] [m]
L3a 630,69 618,79 rückgebaut
L4a 627,71 619,21 rückgebaut
L3a/2 631,29 - 622,79 620,79 2,0
M3a 630,41 - 621,41 619,41 2,0
M4a 627,96 - 621,94 619,94 2,0
R3a 630,46 - 621,46 618,96 2,5
R4a 627,54 - 621,74 619,74 3,0
623,28 auf R7a 632,08 626,08 624,08 2,0 624,88
629,79 627,79 2,0 621,89 auf RH10 632,29 629,29 622,29 620,29 2,0
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Angetroffenes UK Filter- Länge Filter- Ansatzpunkt OK Filterrohr Bohrbezeichnung GW rohr rohr [mNHN] [mNHN] [mNHN] [mNHN] [m]
628,52 627,52 1,0 RH11 630,02 621,02 624,52 622,52 2,0
RH12 628,39 - 622,89 620,89 2,0
RH13 631,53 622,23 621,53 617,53 4,0
RH13 631,53 622,23 621,53 617,53 4,0
RH14 634,90 623,40 623,90 620,90 3,0
RH15 635,49 620,29 621,49 619,49 2,0
623,60 auf 623,70 RH16 626,10 619,10 617,10 2,0 616,90 auf 617,60
Folgend werden die Grundwasserstände in den bestehenden Bohrlöchern, siehe Abbildung 3, für die einzelnen Messreihen beschrieben und Hinweise zu den Grundwasserverhältnissen aus den Pegelmessungen gegeben.
Abbildung 3: Lageplan mit Messeinrichtungen
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Wasserstandsmessungen Reihe B:
Die Pegel der Reihe B (B1 bis B5) liegen luftseitig des Stausees am Dammfuß zwischen dem Stauwärterhaus / der Schaltwarte sowie dem Kraftwerk.
In Abbildung 4 ist der Wasserstand der B-Rohre, der Speicherpegel sowie der Niederschlag im Zeitraum von 2018 bis 2020 dargestellt. Bei allen fünf Pegeln sind kleinere Anstiege (< 0,5 m) infolge einmaliger Niederschlagsereignisse > 40 mm und regenreichen Perioden zu erkennen. Die Ausschläge sind im Vergleich zu den Schwankungen des Speicherpegels in diesen Zeit- räumen (bis zu 3 m) gering, überschneiden sich zeitlich aber.
Betrachtet man die Messstellen einzeln, siehe auch Anlage A4.1, zeigt sich ebenso, dass mit steigendem Stauziel die Messwerte in geringem Ausmaß (bis ca. 0,5 m) ansteigen, siehe Abbil- dung 5.
Abbildung 4: Wasserstandsmessung Reihe B über den Zeitraum von 2018 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
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Abbildung 5: Wasserstandsmessung B4 über den Zeitraum von 2001 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
Wasserstandsmessungen Reihe R:
Die Pegel der Reihe R sind auf der rechten Dammseite (südöstlich), siehe Abbildung 3, ange- ordnet.
In Abbildung 6 sind die Wasserstandsmessungen von R1 bis R7 mit dem Speicherpegel sowie den Niederschlagsmengen im Zeitraum von 2018 bis 2020 dargestellt.
Es zeigt sich, dass der Pegel R2 linear mit dem Speicherpegel reagiert und näherungsweise die Stauhöhe annimmt. Die Wasserstände in R5 und R6 verlaufen unabhängig von der Stauhöhe nahezu konstant. Der Pegel R3 wurde im Zuge der Erkundungsmaßnahme rück- und anschlie- ßend neu ausgebaut. Die Messwerte von 2018 bis 2020 lassen keine eindeutige Interpretation zu inwiefern die Stauhöhe und der Niederschlag einen Einfluss auf die Wasserstände haben. In Abbildung 7 sind ergänzend Auffüllversuche und Beregnungsversuche einzelner R-Pegel auf- geführt. Es zeigt sich, dass infolge des Auffüllversuchs R3 der Pegel R4 um knapp 1,0 m an- steigt. Die Pegel R2, R5 und R6 zeigen keine Auswirkung infolgedessen. Generell reagiert der Pegel R4 mit den Schwankungen vom R3. Allerdings belaufen sich die Schwankungen beim R4 innerhalb eines Meters.
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Der R7 befindet sich am Übergang des Dammfuß zum rechten Hang rechts der Schussrinne der HWE. Die Messwerte von 2001 bis 2020, siehe Anlage A4.1, zeigen bei einer Stauhöhe von 623,0 mNN bis 625,0 mNN einen konstanten Wasserstand von ca. 625,0 mNN. Sobald die Stauhöhe 625,0 mNN erreicht, beginnen die Messwerte zu streuen und zeigen eine steigende Tendenz, siehe Abbildung 8.
Abbildung 6: Wasserstandsmessung Reihe R über den Zeitraum von 2018 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
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Abbildung 7: Wasserstandsmessung Reihe R im Jahr 2020. Quelle: WWA Weilheim
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Abbildung 8: Wasserstandsmessungen R7 im Zeitraum von 2001 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
Wasserstandsmessungen Reihe RH:
Die Wasserstandrohre der Reihe RH befinden sich im Übergangsbereich vom Damm zum rech- ten Hang sowie am rechten Hang, siehe Abbildung 3.
In Abbildung 9 sind die Wasserstandmessungen der Pegel RH1 bis RH5, der Speicherpegel sowie der Niederschlag abgebildet. Anhand des Regenereignisses im Februar 2020 zeigt sich, dass mit dem Speicherpegel alle Wasserstände der Reihe RH zwischen 0,5 – 1,0 m mit anstei- gen. Während RH1, RH3 und RH5 mit dem Speicherpegel sinken, verbleiben die Wasserstände von RH2 und RH4 auf einem hohen Niveau und sinken nur langsam. Daraus lässt sich schlie- ßen, dass RH1, RH3 und RH5 linear mit dem Speicherpegel reagieren. Das bedeutet, dass sich der Wasserstand im Pegel dem Speicherpegel angleicht.
Bei RH2 und RH4 lässt sich keine eindeutige Aussage einer gegenseitigen Beeinflussung an- hand der Messwerte ableiten. Jedoch ist auffällig, dass die Messwerte von RH2 mehr oder we- niger unabhängig des Speicherpegels zwischen 626,0 mNN und 629,0 mNN schwanken. Bei RH4 liegt der Schwankungsbereich zwischen 625,0 mNN und 627,0 mNN, wobei eine leicht steigende Tendenz mit steigender Stauhöhe zu erkennen ist, siehe Abbildung 10.
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Abbildung 9: Wasserstandsmessung Reihe RH im Jahr 2020. Quelle: WWA Weilheim
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Abbildung 10: Wasserstandsmessungen RH4 im Zeitraum von 2001 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
Wasserstandsmessungen Reihe BR und P:
Die BR- und P-Pegel befinden sich am rechten Hang, siehe Abbildung 3.
An allen BR- und P-Pegeln lässt sich ein stauabhängiger Wasserstand infolge der Messwerte (Abbildung 11) ableiten. Zusätzlich zeigt sich eine Niederschlagsabhängigkeit. So steigt der Speicherpegel um bis zu 4,5 m infolge Niederschlagereignisse u.a. Mitte 2019, Anfang 2020 und im Sommer 2020. Die Pegel reagieren mit einem Anstieg von bis zu 2,5 m.
Ebenso ist zu erkennen, dass die Pegel P3/4, P5/6 und BR6 langsamer auf das Sinken des Speicherpegels reagieren und damit immer – bis auf die Zeiträume von schnellem Anstieg in- folge des Niederschlags – oberhalb des Speicherwasserstands liegen.
BR1 und BR2, die am entferntesten zum Speichersee liegen reagieren mit geringen Änderun- gen des Wasserstands. Außerdem liegt der Wasserstand um ca. 3,5 m unterhalb des Normal- staus.
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Abbildung 11: Wasserstandsmessung Reihe BR und P im Zeitraum von 2018 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
Porenwasserdruckgeber:
Entlang des Betriebsauslasses sind an drei Stellen jeweils gegenüberliegend zwei Porenwasserdruckgeber eingebaut.
Die Messungen des Porenwasserdruckgebers PWD2 reagieren in Abhängigkeit von der Stau- höhe, siehe Abbildung 12. Mit steigender Stauhöhe steigt der gemessene Porenwasserdruck.
Zwischen dem gemessenen Porenwasserdruck von PWD3 und PWD4 und dem Speicherpegel liegen etwa 0,5 m, siehe Abbildung 13. Die Messungen der Porenwasserdruckgeber befinden sich oberhalb des Speicherpegels, es sei denn es kommt infolge eines Niederschlagsereignis- ses zu einem Peak.
Die PWD5 und PWD6 zeigen in Abbildung 14, dass sich diese auf einem recht konstanten Ni- veau befinden und mit den Niederschlagsschwankungen des Speicherpegels, jedoch in gerin- gerem Ausmaß schwanken.
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Somit lässt sich die Aussage treffen, dass die Porenwasserdruckgeber mit größer werdendem Abstand zum Windachspeicher in geringerem Ausmaß auf den Wasserstand des Speichers reagieren.
Abbildung 12: Porenwasserdruckmessungen PWD2 im Zeitraum von 2001 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
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Abbildung 13: Porenwasserdruckgeber PWD3 und PWD4 im Jahr 2020. Quelle: WWA Weil- heim
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Abbildung 14: Porenwasserdruckgeber PWD5 und PWD6 im Jahr 2020. Quelle: WWA Weil- heim
Wassertemperatur LH und RH-Reihe:
In Abbildung 15 und Abbildung 16 sind die Messwerte der Temperaturmessungen über den Zeitraum von 2018 bis 2020 am linken und rechten Hang abgebildet.
Es zeigt sich, dass die Seetemperatur mit den Jahreszeiten zwischen ca. 1°C und 26°C schwankt. Die Temperatur im Baugrund verhält sich annähernd gegenläufig dazu und reagiert in wesentlich geringerem Ausmaß auf die Jahreszeiten als die Seetemperatur. Schwankungen von bis zu 3°C sind herauszulesen.
Einen Zusammenhang zwischen Nähe zum Windachspeicher und der Temperatur des Grund- wassers ist nicht ableitbar.
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Abbildung 15: Temperaturmessung Reihe LH im Zeitraum von 2018 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
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Abbildung 16: Temperaturmessung Reihe RH im Zeitraum von 2018 bis 2020. Quelle: WWA Weilheim
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8 Ergebnisse der Laborversuche
Zur Klassifizierung des anstehenden Bodens und zur Ermittlung der jeweiligen bodenmechani- schen Kennwerte wurden die aus den Erkundungsbohrungen gewonnen Bodenproben an BauGrund Süd zur Bestimmung der Korngrößenverteilungen und der Plastizitätsgrenzen ge- schickt. Ebenso wurden aus den Messstellen RH10 bis RH16 Grundwasserproben zur Durch- führung der Grundwasseranalytik und zur Abschätzung der Korrosionswahrscheinlichkeit (RH11) entnommen.
Die Laborversuche umfassen die Bestimmung der Korngrößenverteilung von 56 Proben mittels Nasssiebung bzw. Siebung und Sedimentation nach DIN EN ISO 17892-04 [R.1.11.] sowie die Ermittlung der Zustandsgrenzen an 10 Proben nach DIN EN ISO 17892-12 [R.1.12.].
Die Ergebnisse der Laborversuche sind Anlage A.3 zu entnehmen.
8.1 Korngrößenverteilungen
8.1.1 Moräne bindig (Schicht 1)
An 17 Proben, die den überwiegend bindigen Moräneschichten zuzuordnen sind, erfolgte die Bestimmung der Korngrößenverteilung.
Nach DIN 4022 0 handelt es sich bei diesen Böden um Schluffe mit schwach tonigem und schwach sandigem Anteil oder Tone. Die Kiesanteile liegen zwischen 0 % und 54 %, die San- danteile zwischen 7 % und 32 % und die Anteile des Schluffs und Tons zwischen 30 % und 92 %.
Anhand der Korngrößenverteilungen wurde ein Wasserdurchlässigkeitsbeiwert nach USBR zwischen k = 1 ∙ 10-7 m/s und k = 6 ∙ 10-10 m/s ermittelt. Nach DIN 18130-1 [R.1.5.] lässt sich die Durchlässigkeit somit als schwach bis sehr schwach durchlässig charakterisieren.
Die Bestimmung von Zustandsgrenzen wurde anhand von 8 Proben durchgeführt. Dabei wurde ein Wassergehalt an der Fließgrenze von w = 23 bis 53 % und an der Ausrollgrenze von L w = 12 bis 21 % bestimmt. Die Plastizitätszahlen liegen demnach zwischen I = 11 und 32 %. P P Der natürliche Wassergehalt liegt zwischen w = 10 und 20 %. Die Konsistenz ist vorwiegend n steif bis halbfest. Lediglich zwei der acht Proben weisen eine weiche Konsistenz auf.
Zur Differenzierung der bindigen Böden wurden die Zustandsgrenzen, siehe Anlage A3.2 unter- sucht. In Abbildung 17 sind hierfür die Fließgrenze w [%] mit der Plastizitätszahl I [%] aufge- L p tragen. Hierbei zeigt sich, dass im Projektgebiet vorwiegend leichtplastische Tone vorkommen. Diese wurden zum Großteil im Bereich des rechten Talhangs aufgeschlossen. Die untersuchte Bodenprobe aus der Bohrung RH13 wurde als ausgeprägt plastischer Ton in einer Tiefe von 2,4 m bis 3,0 m klassifiziert. Die mittelplastische Probe wurde aus der Bohrung RH10 aus einer Tiefe von 18,5 m bis 19,0 m entnommen.
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Abbildung 17: Einordnung der bindigen Böden
8.1.2 Moräne rollig (Schicht 2a)
An 20 Proben, die den Moräneschichten mit erhöhtem grobkörnigen Anteil zuzuordnen sind, erfolgte die Bestimmung der Korngrößenverteilung.
Nach DIN 4022 0 handelt es sich bei diesen Böden um Schluffe mit schwach tonigem und schwach sandigem Anteil oder stark schluffige, sandige Kiese. Die Kiesanteile liegen zwischen 27 % und 65 %, die Sandanteile zwischen 17 % und 34 % und die Anteile des Schluffs zwi- schen 18 % und 51 %.
Anhand der Korngrößenverteilungen wurde ein Wasserdurchlässigkeitsbeiwert nach USBR überwiegend zwischen k = 4 ∙ 10-7 m/s und k = 1 ∙ 10-9 m/s ermittelt. Nach DIN 18130-1 [R.1.5.] lässt sich die Durchlässigkeit somit als schwach durchlässig charakterisieren. Vereinzelt erge- ben sich nach USBR lokal Bereiche mit erhöhten Durchlässigkeiten von k = 4 ∙ 10-4 m/s und k = 9 ∙ 10-6 m/s.
Die Bestimmung von Zustandsgrenzen wurde anhand von 2 Proben durchgeführt. Dabei wurde ein Wassergehalt an der Fließgrenze von w = 25 bis 26 % und an der Ausrollgrenze von L w = 12 bis 13 % bestimmt. Die Plastizitätszahlen liegen demnach zwischen I = 13 und 14 %. P P Der natürliche Wassergehalt liegt zwischen w = 8 und 10 %. Die Konsistenz ist steif bis halb- n fest.
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Zur Differenzierung der bindigen Böden wurden die Zustandsgrenzen, siehe Anlage A3.2 unter- sucht. In Abbildung 17 sind hierfür die Fließgrenze w [%] mit der Plastizitätszahl I [%] aufge- L p tragen. Die Probe L4a sowie L3a werden der rolligen Moräne zugeordnet und wurden als leichtplastische Tone charakterisiert.
8.1.3 Schmelzwasserschotter (Schicht 2b)
Bei den Schmelzwasserschottern handelt es sich meist um schluffige, z.T. stark schluffige, fein- bis mittelsandige Kiese.
An 11 Proben, die den Schmelzwasserschottern zuzuordnen sind, erfolgte die Bestimmung der Korngrößenverteilung.
Nach DIN 4022 0 handelt es sich bei diesen Böden um Kiese mit sandigen sowie schluffigen Anteilen. Die Kiesanteile liegen zwischen 58 % und 78 %, die Sandanteile zwischen 15 % und 65 % und die Anteile des Schluffs zwischen 5 % und 35 %.
Anhand der Korngrößenverteilungen wurde ein Wasserdurchlässigkeitsbeiwert nach USBR bzw. Seiler zwischen k = 1 ∙ 10-2 m/s und k = 1 ∙ 10-5 m/s ermittelt. Nach DIN 18130-1 [R.1.5.] lässt sich die Durchlässigkeit der Schmelzwasserschotter somit als stark bis schwach durchläs- sig charakterisieren.
8.1.4 Quartäre Kiese (Schicht 3)
Bei den quartären Kiesen handelt es sich meist um schluffige, feinsandige Kiese.
An 3 Proben, die den quartären Kiesen zuzuordnen sind, erfolgte die Bestimmung der Korngrö- ßenverteilung.
Nach DIN 4022 0 handelt es sich bei diesen Böden um Kiese mit stark bis schwach schluffigen sowie feinsandigen Anteil. Die Kiesanteile liegen zwischen 29 % und 71 %, die Sandanteile zwischen 21 % und 41 % und die Anteile des Schluffs zwischen 12 % und 31 %.
Anhand der Korngrößenverteilungen wurde ein Wasserdurchlässigkeitsbeiwert nach USBR zwischen k = 1 ∙ 10-4 m/s und k = 1 ∙ 10-7 m/s ermittelt. Nach DIN 18130-1 [R.1.5.] lässt sich die Durchlässigkeit der quartären Kiese somit als durchlässig charakterisieren.
8.2 Grundwasseranalyse
In Anlage A3.3 und A3.4 sind die Laborergebnisse der Grundwasseruntersuchungen zusam- mengefasst.
8.2.1 Betonaggressivität
Im Rahmen der Bodenerkundungen wurden drei Grundwasserproben hinsichtlich ihrer Betona- ggressivität nach DIN 4030 [R.1.1.] vom Labor der AGROLAB Group untersucht. Das Ergebnis ist in Anlage A3.3 zusammengefasst.
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Die Grundwasserproben aus den Bohrungen RH10, RH11 und RH12 wurden als „nicht beton- angreifend“ bewertet.
8.2.2 Stahlaggressivität
Im Rahmen der Bodenerkundungen wurde eine Grundwasserproben hinsichtlich ihrer Stahlag- gressivität nach DIN 50929-3 [R.1.7.] untersucht. Das Ergebnis ist in Anlage A3.4 zusammen- gefasst.
Die Korrosionswahrscheinlichkeit an der Wasser-/Luft-Grenze wird anhand der Bewertungs- zahlsumme W1 und im Unterwasserbereich anhand der Bewertungszahlsumme W0 bestimmt.
Das Korrosionspotenzial für die Flächenkorrosion kann für alle Proben sowohl an der Wasser- /Luft-Grenze wie auch im Unterwasserbereich als sehr gering bewertet werden, siehe Tabelle 5.
Tabelle 5: Korrosionswahrscheinlichkeit der untersuchten Grundwasserprobe RH11
Korrosionswahrscheinlichkeit für Bewertungszahlsumme Mulden- und Lochkorrosion Flächenkorrosion
W0 6 sehr gering sehr gering
W1 6 sehr gering sehr gering
8.2.3 Chemische Analytik
Im Rahmen der Bodenerkundungen wurden sieben Grundwasserproben (RH10 bis RH16) hin- sichtlich ihrer chemischen und anorganischen Bestandteile vom Labor der AGROLAB Group untersucht, siehe Anlage A3.3.
Die untersuchten Grundwasserproben können als unauffällig beschrieben werden.
9 Bodenklassifikation und bodenmechanische Kennwerte
Unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Feld- und Laborversuche kann für erdstatische Be- rechnungen von folgenden bodenmechanischen Kennwerten sowie daraus abgeleiteten Kenn- größen ausgegangen werden. Bei den aufgeführten Bodenkennwerten handelt es sich um charakteristische Werte gemäß DIN EN 1997-1 (Eurocode 7) [R.1.8.].
In Tabelle 6 sind die charakteristischen bodenmechanischen Kennwerte für das Dammschütt- material sowie den Dammuntergrund und die Talflanken gem. [U1], [U2] angegeben.
Die über Fußnoten kenntlich gemachten Hinweise sind ggf. zu berücksichtigen.
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Tabelle 6: Klassifikation und charakteristische bodenmechanische Kennwerte – Moräne bindig und Moräne rollig.
Bezeichnung Moräne bindig Moräne rollig
Schicht 1 2a
Konsistenz (DIN EN ISO 14688-2)1) steif - halbfest steif - halbfest
Lagerungsdichte mitteldicht - dicht
Klassifikationen:
GU*, SU, SU*, GU, GU*, SU, SU*, Bodengruppe (DIN 18196)1) UL, UM, UA, TL, TM, TA UL, UM, UA, TL, TM, TA
Kennwerte:
Feuchtwichte [kN/m³] 19 - 21 19 - 21
Wichte unter Auftrieb ' [kN/m³] 10 - 11 10 - 11
Reibungswinkel ' [°] 27,5 30
Kohäsion c' [kN/m²] 10 - 25 5 - 10
Charakt. Steifemodul [MN/m²] 20 30
Durchlässigkeitsbeiwert k f [m/s] 110-7 - 110-10 110-7 - 110-9 2)
- vorherrschende Eigenschaften sind unterstrichen
- lokal erhöhte Durchlässigkeiten bis 110-6 möglich, vereinzelt bis110-4
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Tabelle 7: Klassifikation und charakteristische bodenmechanische Kennwerte – Schmelz- wasserschotter und quartäre Kiese
Bezeichnung Schmelzwasserschotter Quartäre Kiese
Schicht 2b 3
Konsistenz (DIN EN ISO 14688-2)1) -
Lagerungsdichte mitteldicht - dicht locker - dicht
Klassifikationen:
GW, GU, GU*, GE, GW, GU, GU*, GE, Bodengruppe (DIN 18196)1) SU, SE, SI SU, SE, SI
Kennwerte:
Feuchtwichte [kN/m³] 19 - 21 19 - 21
Wichte unter Auftrieb ' [kN/m³] 10 - 11 10 - 11
Reibungswinkel ' [°] 32,5 - 35 32,5 - 35
Kohäsion c' [kN/m²] 0 0
Charakt. Steifemodul [MN/m²] 40 50
Durchlässigkeitsbeiwert k f [m/s] 110-3 - 110-6 2) 110-3 - 110-6 2)
-
vorherrschende Eigenschaften sind unterstrichen
-
lokal erhöhte Durchlässigkeiten bis 1*10-2 möglich
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10 Bewertung der hydrogeologischen Verhältnisse
10.1 Bereich 1
Im Bereich 1, siehe Anlage A1.1 wurden im Zuge der Baugrunderkundung 2022 keine ergän- zenden Erkundungsbohrungen durchgeführt. Zur Beurteilung der Bemessungswasserstände und Einflüsse auf den Bau eines neuen Einlaufbauwerks werden die bestehenden Brunnen und Pegel BR1 bis BR7, P5/6 und R2 herangezogen. Zusätzlich wird die Bohrung RH10, die zwi- schen Bereich 1 und Bereich 2 liegt, berücksichtigt.
Die Auswertung der Wasserstandsrohre (Anlage A4.1) zeigt, dass im Bereich 1 eine Interaktion zwischen dem Grundwasserspiegel und der Stauhöhe stattfindet. Somit ist davon auszugehen, dass auf der rechten Dammseite und im Übergangsbereich zum rechten Hang Wasserwegig- keiten im Baugrund anzutreffen sind. Die Beobachtungen werden gestützt durch die in den Boh- rungen erkundeten Kiese (Schicht 2b), die im Übergangsbereich des rechten Talhanges zum Damm zumindest bereichsweise als durchgehende Lagen ausgebildet sind (siehe auch Be- reich 2). Hierbei handelt es sich vermutlich um eine Verzahnung von Moränenmaterial mit Schmelzwasserschottern (siehe Abbildung 18), wobei sich die Kieslagen bis in den Dammbe- reich ziehen (siehe Bohrung R 4a).
Die Brunnen BR1 bis BR7 wurden für die Grundwasserabsenkung für den Stollenbau des neu- en Betriebsauslasses (1990) gebaut und sind von ca. 624,5 mNN bis 614,0 mNN verfiltert. Ge- mäß dem Längsschnitt von 1988 (Anlage A1.4) sind im Dammbereich in diesen Höhen schluffige und sandige Kiese und damit grundsätzlich durchlässigere Böden anzutreffen.
Die aktuellen Bohrungen bestätigen das Bild der durchlässigeren Böden, da in diesen Koten Moräne mit erhöhtem rolligen Anteil sowie mit Kies-/ Sandlagen erkundet wurde. Das Schich- tenwasser in dieser Schicht strömt vom rechten Talhang Richtung Damm und wurde in den Bohrungen zwischen 623,3 mNN und 616,9 mNN angetroffen. Daraus lässt sich ein vorläufiger bauzeitlicher Bemessungswasserstand von 623,5 mNN ableiten. Bei einem Neubau des Ein- laufbauwerks der Hochwasserentlastung muss eine kontinuierliche Grundwasserabsenkung bis ca. 0,5 m unterhalb der Bauwerksohle erfolgen. Bei ausreichend geringem Wasseranstrom und geringem Absenkziel kann eine offene Wasserhaltung zweckmäßig sein. Für eine detailliertere Planung der Wasserhaltung bedarf es ggf. Pumpversuche sowie der Planung des Einlaufbau- werks, welche zum Zeitpunkt der Erstellung des Gutachtens noch nicht vorliegt.
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Abbildung 18: Auszug aus Anlage 1.1 und 1.2
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10.2 Bereich 2
Im Bereich 2, siehe Anlage A1.1 wurden im Zuge der Baugrunderkundung 2022 drei ergänzen- den Erkundungsbohrungen durchgeführt: R7a, RH11 und RH12.
Bei RH11 (5,4 m – 9,0 m u. GOK) und RH12 (4,7 m – 7,5 m u. GOK) wurde ab ca. 624 mNN eine 0,6 m bis 2,8 m mächtige Kies-Schluff-Schicht bzw. sandiger Kies mit Durchlässigkeiten von ca. k = 1∙ 10-5 m/s bis k = 1 ∙ 10-7 m/s angetroffen. Bei beiden Bohrungen wurde Grundwas- ser angetroffen. Dieses ist bei RH10 von 10,4 m u. GOK auf ca. 3,0 m u. GOK angestiegen, wobei es sich hierbei um einen Effekt aus dem Schichtwasser der höher liegenden und durch- gehend ausgebildeten ersten Kiesschicht handeln könnte.
Bei der Bohrung R7a wurde ab ca. 1,0 m u. GOK eine Kies-Schluff-Schicht angetroffen, die mit einer Durchlässigkeit von k = 5 ∙ 10-8 m/s als undurchlässig betrachtet werden kann. In dieser Schicht wurde kein Grundwasser angetroffen. Nach einer ca. 1,5 m mächtigen tonigen Schluff- schicht steht wiederum schluffig bis stark schluffiger Kies mit einer Durchlässigkeit von k = 1 ∙ 10-6 m/s an.
Diese in den drei Bohrprofilen als Kies-Schluff/Sand-Schichten angesprochenen Böden bilden eine durchlässige Schicht, in denen das Grundwasser vom Windachspeicher Richtung rechten Hang strömen kann, siehe Abbildung 18 und Anlage A1.2 (Längsschnitt und Querschnitt A-A).
Die Auswertung der bestehenden Pegel zeigt, dass bei P3/4 wie auch PW3 eine Abhängigkeit zwischen dem Windachspeicher und dem Grundwasserspiegel besteht. Die Wasserwegigkeit findet hier voraussichtlich im Bereich der Kiese statt. Bei RH2 ist keine direkte Abhängigkeit zwischen der Stauhöhe und dem Grundwasserstand zu erkennen, obwohl sich dieser in unmit- telbarer Nähe zu den anderen beiden Pegeln befindet. Um eine genauere Aussage zu den Wasserwegigkeiten treffen zu können, bedarf es der Auswertung der Pegel in den Bohrungen R7a, RH11 und RH12. Diese liegen zum Zeitpunkt der Erstellung des geotechnischen Berichts noch nicht vor.
Der PW5 liegt ca. 1,5 m unterhalb der Stauhöhe. Die Schwankungen der Speicherpegel werden in geringerem Ausmaß im PW5 widergespiegelt.
10.3 Bereich 3
Im Bereich 3, siehe Anlage A1.1, wurden im Zuge der Baugrunderkundung 2022 zwei ergän- zenden Erkundungsbohrungen durchgeführt: RH13 und RH14.
Bei RH14 überwiegen die schluffigen Anteile im Kies. Die Schluff-Kies-Schichten werden zwei Mal von sandigen Kiesbändern durchtrennt. Von ca. 621 mNN bis ca. 618 mNN stehen un- durchlässige Schluffe und ab ca. 616 mNN tonige Schluffe an.
Bei RH13 stehen von ca. 628 mNN bis ca. 618 mNN durchlässigere schluffige und sandige Kie- se an. Darunter steht ab ca. 618 mNN ein Schluff-Kies-Gemisch an. Das Grundwasser
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schwankt zwischen 622 mNN und 623 mNN. Die grundwasserführende Kiesschicht weist Durchlässigkeiten von k = 1∙ 10-3 m/s bis k = 1 ∙ 10-5 m/s auf.
Die durchlässigen Schichten in den beiden Bohrungen passen wiederum zu den erkundeten durchlässigen Schichten im Bereich 2, sodass eine im rechten Hang zusammenhängende durchlässige Schicht erkundet wurde, siehe dazu Abbildung 18 und Längsschnitt in Anlage A1.2.
Der Pegel RH1 liegt in unmittelbarer Nähe zum Bereich 3 und kann zur Interpretation der Was- serwegigkeit herangezogen werden. Anhand der Messwerte kann eine Interaktion zwischen der Stauhöhe und dem Grundwasserstand festgestellt werden. Somit ist davon auszugehen, dass der Grundwasserstand vom Wasserstand des Windachspeichers beeinflusst wird.
10.4 Ergänzende HWE-Bauten
Im Zuge der Erstellung des geotechnischen Berichts von 1960 [U1] wurden für die Setzungsbe- rechnung die Literaturwerte angenommen, da keine Kompressionsversuche durchgeführt wer- den konnten. Die Annahme des Steifemoduls für die schluffigen Schichten lag bei 20 kN/m². Für die tieferliegenden Kies- und Sandschichten wurde 50 kN/m² angenommen. Daraus ergäben sich Setzungen von ca. 8 – 12 cm. Die mögliche Setzungsdifferenz zwischen Dammmitte und Dammfuß wurde zu 6 – 9 cm angenommen, was ca. 75 % der Gesamtsetzung entspricht.
Für die geotechnische Stellungnahme von 1988 [U2] wurden insgesamt 31 Sondierungen mit der schweren Rammsonde nach der damals gültigen DIN 4094 [R.1.3.] durchgeführt. Die Son- dierungen wurden bis zur Grenze von 70 Schlägen / 10 cm Eindringtiefe durchgeführt. Die ma- ximal erreichte Tiefe betrug dabei 11,0 m u. GOK. Wie in [U2] beschrieben, konnten einige Sondierungen nur bis 8,0 m u. GOK durchgeführt werden ohne dass eine „Grenzschlagzahl“ erreicht werden konnte.
Die damals getroffenen Annahmen sind im Rahmen von Ramm- und Drucksondierungen zu verifizieren.
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11 Abschließende Bemerkungen
Aus der Erkundungskampagne von 2022 lassen sich folgende Schlussfolgerungen ableiten:
-
Das Obermaterial des Damms (mind. ca. 4,0 m Mächtigkeit) besteht über die gesamte Länge aus umgelagertem Moränenmaterial. Die in dem Bereich durchgeführten Bohrun- gen decken sich gut mit den Bestandsbohrungen infolge der Untersuchungen für [U1] und [U2].
-
Das umgelagerte Moränenmaterial besteht zum Großteil aus kiesigen Schluffen bis zu schluffigen Kiesen, die eine geringe Durchlässigkeit aufweisen und somit als undurch- lässig angenommen werden. Jedoch zeigt sich im Zuge der Erkundungskampagne, dass Materialien mit hohem Grobkornanteil vorkommen, in denen höhere Durchlässig- keitsbeiwerte vorliegen. Diese Bereiche können am Übergang vom rechten Talhang zum Damm durchgehend ausgebildet sein. Hier ist das lokale Vorhandensein einer Verzah- nung von Moränenmaterial und Schmelzwasserschottern wahrscheinlich. Die Baugrun- derkundung im rechten Hang ergab, dass ca. zwischen 620,0 mNHN und 625,0 mNHN eine durchlässige Kiesschicht (mit schluffigen und sandigen Anteilen) die Moränen- schicht durchzieht. In diesen Bereichen (Bereich 2 und 3, siehe Anlage A1.1) wurde im Zuge der Bohrungen Grundwasser angetroffen. Die Korrelation der in diesem Bereich installierten Pegel (RH1, RH3 und RH5) und dem Wasserstand des Windachspeichers zeigt, dass das Grundwasser auf den Pegel des Speichers reagiert.
-
Bei Bohrung R4a wurde ca. 1,80 m u. GOK ebenfalls eine ca. 1,20 m mächtige sandige Kieslage mit einer höheren Durchlässigkeit erkundet. Dabei kann es sich um umgelager- te Schmelzwasserschotter handeln, welche aufgrund der natürlichen Verzahnung im Zuge des Dammbaus aus Moränenmaterial mit eingebaut wurden. Ein Zusammenhän- gen mit den durchlässigen Schichten des Übergangsbereichs kann nicht ausgeschlos- sen werden.
-
Die Erkundungsbohrungen im Dammbereich reichen bis auf die Höhe des Speicher- grunds (ca. 618,50 mNN). Die darunter liegende Baugrundschichtung ist somit nicht be- kannt. Lediglich bei Bohrung L3a wurde auf den unteren ca. 0,6 m sandiger Kies und Grundwasser angetroffen, bei dem es sich vermutlich um die Schichten der quartären Talfüllungen handelt.
Auf Basis der Erkundungskampagne 2022 kann somit abgeleitet werden, dass der Damm na- hezu durchgehend aus umgelagerten Moränenmaterial aufgebaut wurde. Es kann jedoch vor- kommen, dass wie bei Bohrung R4a, grobkörnigere Schichten mit erhöhten Durchlässigkeiten das umgelagerten Moränenmaterial durchziehen und infolge dessen ein Grundwasserstrom entsteht, welcher die Feinkornanteile sukzessiv auswäscht.
Insbesondere im rechten Hangbereich konnte eine durchgehende sandig-schluffige Kiesschicht mit größeren Durchlässigkeiten erkundet werden. Da ebenso in allen Bohrungen in diesem Be- reich Grundwasser angetroffen wurde, kann in Ergänzung mit den Ergebnissen der Pegel da-
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von ausgegangen werden, dass das Grundwasser auf den Pegel des Windachspeichers rea- giert.
Für eine genaue Lokalisierung und Quantifizierung der Wasserwegigkeiten empfehlen wir bei Bedarf ergänzende Erkundungsbohrungen in Kombination mit zusätzlichen Grundwassermes- sungen.
Zum Zeitpunkt der Erstellung des gegenständlichen Berichts lagen noch keine Pegelstandmes- sungen aus den im Zuge der Kampagne von 2022 hergestellten Grundwassermessstellen vor. Die Festlegung des Bemessungswasserstands für das Einlaufbauwerk erfolgte daher vorläufig und ist in Abstimmung mit dem geotechnischen Sachverständigen auf Basis der Messreihen ggf. anzupassen.
Der Übergang zwischen den quartären Talfüllungen und den Talrändern mit dem Verzahnungs- bereich der Moränenablagerungen mit den Schmelzwasserschottern konnte mit dem Erkun- dungsprogramm von 2022 nicht zweifelsfrei lokalisiert werden. Der Schichtgrenzenverlauf gem. geotechnischem Schnitt sollte daher bei planerischem Erfordernis mit dem geotechnischen Sachverständigen abgestimmt bzw. per Nacherkundung verifiziert werden.
Mangels vorhandener Sondierungen erfolgte die Festlegung der bodenmechanischen Kennwer- te vorläufig und auf Basis von Erfahrungswerten. Es wird empfohlen die Kennwerte durch ent- sprechende Felduntersuchungen zu verifizieren.
ppa. Dipl.-Ing. Werner Felber i.A. Tilman Sandner
i.A. Antonia Schweiger
Anlagen: Siehe Anlagenverzeichnis Seite 40
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Anlagenverzeichnis
A.1 Lageplan Erkundungsbohrungen
A1.1 Lageplan Baugrunderkundung 2022
A1.2 Längs- und Querschnitte Baugrunderkundung 2022
A1.3 Lageplan Messeinrichtungen
A1.4 Längsschnitt Aufschlussbohrungen und Sondierungen 1988
A.2 Erkundungsbohrungen
A2.1 Schichtverläufe Bohrkerne
A2.2 Fotodokumentation Bohrkerne
A.3 Laborversuche
A3.1 Korngrößenverteilungen
A3.2 Zustandsgrenzen
A3.3 Grundwasseranalytik
A3.4 Korrosionswahrscheinlichkeit
A.4 Wasserstandsmessungen
A4.1 Diagramme der B-, R-, RH- und BR-Pegel
A4.2 Diagramm Porenwasserdruckgeber
A4.3 Wassertemperatur LH- und RH-Reihe
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