Jährliche Höhenmessung
Bereits vor Beginn der Aussolung der ersten Kavernen der Kavernenanlage Etzel in 1974 wurde am Standort Etzel mit der Überwachung der Tagesoberfläche auf Höhenänderungen begonnen, um Auswirkungen aus dem Bau und Betrieb der Kavernen auf die Tagesoberfläche zu erfassen.
Neben der Größe der Höhenänderungen interessiert dabei auch die Ausdehnung des Einflussbereichs, der durch die Senkungsnulllinie, ab der keine Höhenänderung feststellbar ist, begrenzt wird. Hierzu wird jährlich durch einen unabhängigen Sachverständigen in einem engmaschigen Festpunktnetz ein sogenanntes Präzisionsnivellement durchgeführt, welches in das behördliche Messnetz der Landesvermessung angekoppelt ist.
Das Festpunktnetz der Höhenüberwachung am Standort Etzel in Kürze:
- Anzahl der Messpunkte (2017): ca. 800
- Überwachte Fläche: ca. 148 km²
- Gesamtstrecke: > 300 km
- Genauigkeit: 0,5 mm/km
- Überwachung seit: 1973/74
- Messzyklus: 1 x jährlich
- Dauer und Zeitraum der Messung: ca. 4 Wochen jeweils im August / September
Höhenbeobachtung im Kavernenfeld Etzel im Laufe der Zeit
Der Kavernenbau in Etzel, der im Jahr 1971 begonnen hat, verursacht an der Tagesoberfläche Senkungen, die sich in einer sehr flachen, mit bloßem Auge nicht erkennbaren Senkungsmulde ausbilden. Die Senkungsmulde hat ihren tiefsten Punkt im Zentrum des Kavernenfeldes und läuft nach außen flach aus.
Bereits vor Beginn der Aussolung der ersten Kavernen wurde in 1974 am Standort Etzel ein Netz aus zahlreichen Höhenfestpunkten angelegt, um Auswirkungen aus dem Bau und Betrieb der Kavernen auf die Tagesoberfläche zu beobachten. Hierzu werden jährlich durch einen unabhängigen Sachverständigen Höhenmessungen (Nivellements) durchgeführt und ausgewertet. Das Höhenfestpunktnetz ist dabei an das amtliche Netz der Landesvermessung angeschlossen. Aus dem Vergleich der Höhenmessungen mit den Vorjahren können die Jahres- bzw. Gesamtsenkungen im Kavernenfeld errechnet, dokumentiert und grafisch dargestellt werden.
Um saisonale Einflüsse wie Niederschläge, Temperaturen o.ä. weitgehend auszuschließen und die Aussagefähigkeit zu erhöhen, wird die Vermessung möglichst immer im gleichen Zeitraum eines Jahres durchgeführt. Nachfolgend wird die Entwicklung der Senkungsdarstellung in den vergangenen vier Jahrzehnten exemplarisch dargestellt.
Anfangs noch analoge Darstellung der Senkungen
Zu Beginn der Höhenüberwachung in den 1970er und 1980er Jahren wurde die Auswertung dem damaligen Stand der Technik entsprechend noch analog ausgeführt, d.h. die Messergebnisse wurden ohne Computertechnik mit Instrumenten der Vermessungstechnik auf Papier dokumentiert. Die Darstellung im Risswerk (Kartenwerk des Betriebes) erfolgte noch mit Ziehfeder und Schablone.
Digitale Technik hält Einzug in der Höhenüberwachung
Ab Anfang der 1990er Jahre konnte die Höhenbeobachtung digital erfolgen. So konnte z.B. die Darstellung des Senkungstroges mit Isokatabasenlinien (Linien gleicher Senkung an der Tagesoberfläche) mit Hilfe von Vermessungsprogrammen vollständig digital am Computer erstellt und mittels der damals neuartigen Stiftplotter auch gedruckt werden. Die Abbildung 1 zeigt die Senkungen im Jahre 1991. Der tiefste Punkt der Senkungsmulde liegt beim Höhenmesspunkt 220 im Kavernenfeld südlich der Bundesstraße 436.
Die sogenannte Nulllinie, die äußerste Linie im Isokatabasenplan, stellt die Grenze zum äußeren, von Senkungen unbeeinflussten Bereich dar. Sie liegt im Bereich von Friedeburg im Westen und Horsten im Osten (gestrichelte Linie).
Erweiterung des Messnetzes / Fortschritt in der Technik
Mit dem Voranschreiten von Computertechnik und Digitalisierung konnte die Genauigkeit der Höhenmessung gesteigert werden. Zudem wurde das Höhennetz aufgrund der steigenden Anzahl von neuen Kavernen laufend erweitert. Die Anzahl der Höhenmesspunkte im Kavernenfeld stieg von ursprünglich etwas mehr als 100 bis heute auf über 800 an.
Durch die Größe des Feldes und der hohen Festpunktanzahl kommt es vor, dass Messpunkte über die Zeit durch Fremdeinwirkung verloren gehen oder beschädigt werden. Deshalb wird das Messpunktnetz regelmäßig überprüft und bei Bedarf durch Neu- oder Ersatzpunkte ergänzt. Heutige Abbildungen im Risswerk (Kartenwerk eines bergbaulichen Betriebes) werden vollständig digital erstellt. Kolorierte Hintergrundkarten sind heute Stand der Technik.
Die Abbildung 2 zeigt die Abmessungen des Senkungstrogs im Jahr 2010, die im Vergleich zu 1991 (Abb. 1) annähernd gleich geblieben sind. Die Senkungen haben weiter zugenommen, wobei der tiefste Punkt im Zentrum noch immer bei Höhenpunkt 220 liegt.
Zentrum der Senkungsmulde wandert zum Nordfeld
Abbildung 3 stellt die Senkung mit Stand 2017 dar. Der tiefste Punkt der Senkungsmulde hat inzwischen -48 cm erreicht und darüber hinaus hat sich das Senkungsmaximum aufgrund des Einflusses der neuen Gaskavernen um mehrere hundert Meter in Richtung Nordost verschoben.