Schadensfall Böblingen

Der Kenntnisstand zum Schadens­fall Böblingen Hebungsgebiet Nord ist in einem LGRB-Sach­stands­bericht zusammengefasst (LGRB, 2015).

Durch geodätische Messungen im Jahr 2013, die vom Landratsamt Böblingen beauftragt worden waren, wurden zwei Hebungs­gebiete identifiziert. Im Januar 2014 wurde vom LGRB im Zuge der ingenieur­geologischen Landes­aufnahme eine Laserscan-Befliegung beauftragt. Durch den Vergleich der Ergebnisse dieser Befliegung mit Ergebnissen der landesweit vorhandenen Airborne-Laserscan­messungen vom 05.02.2002 (LVA Baden-Württemberg) konnten in einer flächenhaften Auswertung des LGRB Ausdehnung und Hebungs­beträge dargestellt werden.

Dabei wurden die zwei Haupthebungsgebiete bestätigt:

• Ein nördliches, annähernd elliptisches Hebungs­gebiet (bezogen auf einen Hebungs­betrag ab 10 cm: West–Ost-Erstreckung ca. 600 m, Nord–Süd-Erstreckung ca. 200 m, Hebungs­gebiet „Nord“)
• Ein südliches, sichelförmiges Hebungs­gebiet (bezogen auf einen Hebungs­betrag ab 10 cm: West–Ost-Erstreckung ca. 950 m, Nord–Süd-Erstreckung bis ca. 375 m, Hebungs­gebiet „Süd“). In diesem Gebiet lassen sich anhand der Radar­interfero­metrie-Auswertung (InSAR, interfero­metrische Zeitserien­analyse) wiederum zwei Hebungs­zentren identifizieren. Ein Hebungs­zentrum liegt im zentralen Bereich sowie ein weiteres im Westen der Hebungs­figur.

Die Erkundung der geologischen und hydro­geologischen Untergrund­verhältnisse in beiden Hebungs­gebieten begann im Oktober 2014. Hierzu wurden aufwändige Untersuchungen durchgeführt. Im Hebungs­gebiet „Nord“ wurden eine Kern­bohrung und zwei flachere Grund­wasser­messstellen, im Hebungs­gebiet „Süd“ eine Kern­bohrung sowie vier weitere Bohrungen abgeteuft.

Die Ergebnisse dienten als unverzichtbare, belastbare Daten- ­und Bewertungs­grundlage sowohl für die Beweis­sicherung als auch für schadens­begrenzende Maßnahmen. Sie lieferten folgende Erkenntnisse:

• Die Erkundungsbohrung im Hebungs­gebiet „Nord“ durchteufte unter gering­mächtiger Auffüllung und geringmächtigen quartären Deck­schichten die Gesteins­abfolge des Mittel­keupers (bis 115,04 m unter Bohr­ansatz), der Erfurt-­Formation des Unterk­eupers (bis 133,89 m unter Bohr­ansatz) und des Oberen Muschelkalks (bis 144,8 m unter Bohransatz). Sulfat-­führendes Gebirge wurde in der Grabfeld-­Formation zwischen 49,35 m u. GOK und 115,15 m u. GOK angetroffen.
  • Oberer Gipsspiegel bei 49,35 m u. GOK
  • Oberer Anhydritspiegel bei 56 m u. GOK
  • Unterer Anhydritspiegel bei 114,4 m u. GOK
  • Unterer Gipsspiegel bei 115,15 m u. GOK

• In der Erkundungsbohrung B 2a im Hebungs­gebiet „Süd“ wurde Sulfat-­führendes Gebirge zwischen 17,5 m u. GOK und 130,5 m u. GOK angetroffen. Oberer Gipsspiegel bei 17,5 m u. GOK.
  • Oberer Gipsspiegel bei 17,5 m u. GOK
  • Oberer Anhydritspiegel bei 58,5 m u. GOK
  • Unterer Anhydritspiegel bei 121,7 m u. GOK
  • Unterer Gipsspiegel bei 130,5 m u. GOK

• In beiden Hebungsgebieten sind drei hydraulisch und hydrochemisch voneinander getrennte Grundwasserstockwerke ausgebildet
  • der Kluftgrundwasserleiter der Stuttgart-Formation (früher: Schilfsandstein-Formation)
  • der Kluft- und Karstgrundwasserleiter der Grabfeld-Formation(Gipskeuper)
  • der Kluft- und Karstgrundwasserleiter des Oberen Muschelkalks.

• Zieht man die Ergebnisse aus der Erkundungsbohrung B 1a im Hebungs­gebiet „Nord“ als Referenz­profil heran, dann haben dort die Erdwärme­sonden­bohrungen EWS 1 und EWS 2 die Schicht­grenze Grabfeld-/­Erfurt-Formation durchteuft.

• Im Hebungsgebiet „Nord“ war die EWS 1 mit der Mess­sonde in allen vier Sonden­schläuchen nur bis ca. 33,5 m unter Bohran­satz und die EWS 2 in allen vier Sonden­schläuchen nur bis ca. 34,0 m unter Bohransatz befahrbar. Dabei wich die EWS 1 bis zu 1,4 m westlich aus der Vertikalen und die EWS 2 bis zu 1,2 m südwestlich aus der Vertikalen ab. Somit ist davon auszu­gehen, dass die EWS-Bohrungen bis zur Endteufe von 130 m noch deutlich stärker aus der Vertikalen abweichen.

• Im Hebungsgebiet „Süd“ weichen die Erdwärme­sonden um maximal 3,4 Meter aus der Vertikalen ab.

• In den Ruhetemperatur­profil­messungen der EWS beider Hebungs­gebiete ist ein deutlicher vertikaler, nach unten gerichteter Grund­wasser­fluss festzustellen. Er führt zu einem negativen Temperatur­gradienten durch den Wärmeverlust des absteigenden Grund­wassers in Folge des Kontakts mit dem ausgekühlten Gebirge.

• Es gibt einen unmittelbaren raumzeitlichen Zusammen­hang zwischen der Ausführung der Bohrungen und dem Beginn der ersten Hebungen.

Die umfangreichen Untersuchungen ergaben somit, dass miss­glückte Ringraum­abdichtungen der Erdwärme­sonden zu den eingetretenen Schäden führten. Hierdurch gelangte über den Ring­raum der EWS absteigen­des Grund­wasser aus dem Kluftgrund­wasser­leiter der Stuttgart-­Formation in das unterlagernde Sulfat­gebirge. Dort löste es in der Grabfeld-­Formation den Prozess des so genannten „Gips­keuper­quellens“ aus.

Die Messungen der räumlichen und zeitlichen Ent­wicklung des Hebungs­verlaufs stellen die wesentliche Grundlage zum Nach­weis der Wirksam­keit eingeleiteter schadens­be­gren­zen­der Maß­nahmen dar und werden fortgesetzt. Nach der interfero­metrischen Zeitserien­analyse begannen die Hebungen in beiden Hebungs­gebieten im Nah­bereich um die Bohrungen unmittelbar – d. h. wenige Tage bis Wochen – nach deren Erstellung.

Im Hebungsgebiet „Nord“ dokumentieren die Messungen der Fa. Airbus Defense and Space ab dem 21.01.2015 eine signifikante Abnahme der Hebungs­geschwindig­keiten. Die maximale Hebungs­geschwindigkeit wird dort von der Fa. Airbus Defence and Space mit 5,7 mm/Monat angegeben (Bericht vom 22.10.2014).

Im September 2015 lag die maximale Hebungs­geschwindigkeit im deutlich verkleiner­ten Hebungs­gebiet nahezu überall unter 2 mm/Monat. Es zeigt sich ein signifikanter zeitlicher Zusammen­hang zwischen der nach­träglichen Abdichtung der Erdwärme­sonden (November 2014 bis Januar 2015) und dem Rück­gang der Hebungs­geschwindigkeit. Derzeit betragen die maximalen Hebungs­geschwindigkeiten noch ca. 0,55 mm/Monat (gemittelt über den Zeitraum August 2018 bis Februar 2019).

Im Hebungs­gebiet „Süd“ haben sich zwei Hebungs­zentren entwickelt, die sich zeitlich und räumlich überlagern. Die maximalen Hebungs­geschwindigkeiten im „südwestlichen Zentrum“ betrugen 1,8 mm/Monat (maximale Geländehebung von 24 bis 25 cm), die im „zentralen Zentrum“ betrugen 3,1 bis 4,8 mm/Monat (maximale Gelände­hebung von 25 bis 35 cm).

Mit dem Beginn der nachträglichen Ab­dichtung der EWS haben sich die Hebungen im Hebungs­gebiet „Süd“ deutlich verlangsamt („südwestliches Zentrum“, „zentrales Zentrum“).

Mit der Verlangsamung der Hebungs­geschwindigkeiten ging eine signifikante Verkleinerung der Bereiche einher, die sich noch in Hebung befinden. Das Zentrum der Hebungen liegt weiterhin ortsfest. Die Verringerung der Hebungs­geschwindigkeiten und die zeitliche Überein­stimmung mit den Sanierungs­arbeiten bestätigen, dass die durchgeführten Maßnahmen erfolgreich sind.