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Höhenmessung & Gebäudemonitoring

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.
 

Zum Gebäudemonitoring

Ergebnisse

Die letzte Jahresmessung erfolgte im August / September 2021. Die Ergebnisse des Feinnivellements werden bei der zuständigen Bergbehörde eingereicht.

Die Auswertung der Messungen der jährlichen Höhenüberwachung im Umfeld der Kavernenanlage Etzel hat für das Jahr 2021 ergeben, dass die Gesamtsenkung (1974 - 2021) im Zentrum der Mulde (Durchmesser etwa 8 km) 63 cm beträgt. Dieser Wert entspricht den Erwartungen aus der Senkungsprognose.

Der tiefste Punkt der Gesamtsenkung liegt nördlich der Bundesstraße B436. Da kontinuierlich ab 1974 jährlich die Höhenänderungen an ca. 900 Messpunkten durch Feinnivellements ermittelt werden, lassen sich Aussagen über den bergbauinduzierten Jahressenkungsbeitrag machen. Von 2020 bis 2021 sind ca. 5,1 cm an Senkung hinzugekommen. Der sehr flache Senkungstrog ist in der Landschaft mit dem menschlichen Auge nicht wahrnehmbar.

Die Größenordnung der Senkungen und Lage des jährlichen Senkungstroges, welcher maßgeblich das Gesamtsenkungsbild im Kavernengebiet beeinflusst, sind direkt abhängig vom Ein- und Ausspeicherbetrieb der Kavernen.

Das Festpunktnetz der Höhenüberwachung am Standort Etzel in Kürze:
 

  • Anzahl der Messpunkte (2021): ca. 900
  • 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  

Ergebnisse des Nivellements 2021

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.

Gebäudemonitoring

Die STORAG ETZEL und die örtliche Bürgerinitiative "Lebensqualität" hatten in 2015 gemeinsam vereinbart, als vertrauensbildende Monitoringmaßnahme insgesamt 36 Gebäuden im Umfeld der Kavernenanlage mit einem Gebäudemonitoring zu erfassen und im Hinblick auf eventuelle Senkungsschäden und mögliche Schieflagen regelmäßig zu kontrollieren.

36 Gebäude seit 2018 im Monitoring

Dabei wurden bis zum Jahr 2018 jeweils 18 Gebäude und Beobachtungsobjekte (z.B. Anbauten von Gebäuden, Stallungen) repräsentativ von der Bürgerinitiative und der STORAG ETZEL nach Absprache mit den jeweiligen Hausbesitzern in das Monitoring aufgenommen. Die Häuser werden zu Beginn anhand von Höhenbolzen erstvermessen und durch einen anerkannten Gebäudesachverständigen im IST-Zustand begutachtet.

In den Folgejahren werden die betreffenden Gebäude alle 2 Jahre im zeitlichen Zusammenhang mit der Höhenbeobachtung des Kavernenfeldes (jährliches Nivellement) im Hinblick auf Schieflage vermessen. Alle 5 Jahre werden die Gebäude zudem von einem Sachverständigen begutachtet, um etwaige Senkungsauswirkungen frühzeitig erkennen zu können. Das Verfahren der Überwachung entspricht dabei den in Deutschland anerkannten Standards und Praktiken der Vermessungstechnik und Bergschadensermittlung.

Weitere Objekte wurden ab 2021 in das Gebäudemonitoring mit aufgenommen

Die Zulassung des neuen Rahmenbetriebsplans der STORAG ETZEL sieht vor, dass sukzessive weitere Beobachtungsobjekte in das bestehende Monitoringprogramm für Gebäude aufgenommen werden. Die Vorgabe der Objekete erfolgte im Zulassungsverfahren zum Rahmenbetriebsplan durch die zuständige Bergbehörde. Ende 2021 wurden diese zusätzlichen Objekte in Rücksprache mit den jeweiligen Eigentümern vermessungstechnisch vermarkt und anschließend eine Nullmessung durchgeführt. 

Die Vermessungsübersicht des Gebäudemonitoringprogramms können Sie hier einsehen:
 

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