SUDERLAU, Gerd, BRENDEL, Kurt, KAMMERER, Friedrich & SCHOOF, Herbert (1972):
15 Jahre Senkungsmessungen in der Mansfelder Mulde und ihre Bedeutung für den Katastrophenschutz. –
Z. f. angew. Geol., Bd. 18, S. 262-273


15 Jahre Senkungsmessungen in der Mansfelder Mulde
und ihre Bedeutung für den Katastrophenschutz

GERD SUDERLAU, KURT BRENDEL, FRIEDRICH KAMMERER, Halle & HERBERT SCHOOF, Lutherstadt Eisleben

Mitteilung aus der Bezirksstelle für Geologie Halle und dem VEB Mansfeld Kombinat „Wilhelm Pieck“, Eisleben

1. Problemstellung

Die in der Mansfelder Mulde seit Jahrzehnten bekannten Oberflächensenkungen beruhen auf subrosiven Prozessen im Salz und Gips des Zechsteins. Grundlagen, Voraussetzungen und Dynamik sind in einer umfangreichen Spezialliteratur, zuletzt von BRENDEL, FANTASNY & SUDERLAU (1970), behandelt worden und sollen im wesentlichen als bekannt vorausgesetzt werden. Historisch betrachtet, spiegelt die Literatur den jeweiligen Erkenntnisstand und den spezifischen Standpunkt der Verf. wider.

Erst seit Ende der fünfziger Jahre erschienen, besonders von seiten der Geologen des VEB Mansfeld Kombinat „Wilhelm Pieck“, mehrere Arbeiten, die mit gutbegründeten Aussagen über den Grubenwasserhaushalt der Mansfelder Kupferschieferschächte und mit geologisch-tektonischen Analysen, vorwiegend im Interesse der Grubensicherheit, quasi „von unter Tage her“ der Lösung des Gesamtproblems der Subrosion näher kamen.
KAMMHOLZ (1964) unterzog im Rahmen der ingenieurgeologischen Kartierung der Mansfelder Mulde die bis dahin vorliegenden Meßergebnisse von Oberflächensenkungen einer ersten regionalen Analyse. Doch fehlte bisher eine Gesamtbeurteilung der sich als Folge der Subrosion an der Oberfläche vollziehenden exodynamischen Prozesse in Form von bruchlosen Senkungen, Erdfällen und Spaltenbildungen als Ausdruck des Substanzverlusts in der Tiefe. Noch bis Anfang der sechziger Jahre wurden die Oberflächenveränderungen fast ausschließlich unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit des Baubestands und der örtlichen Flächennutzung in den Senkungszentren gemessen und bewertet. Seit einigen Jahren jedoch gewinnt daneben die regionale ingenieurgeologische Bewertung im Zusammenhang mit der territorialen Prognose und Perspektivplanung steigende Bedeutung. Beiden Zwecken dienten die von der Bezirksstelle für Geologie Halle angefertigten Senkungsprognosen für die Ortslagen Helfta, Erdeborn und Volkstedt (KAMMERER 1967, 1969, 1971).

2. Aufgabenstellung

Mit der vorliegenden Arbeit sollen dargestellt werden:

räumliche Begrenzung der Senkungsgebiete,
Analyse der Senkungsdynamik in Raum und Zeit unter Hinzuziehung der geomorphologischen Faktoren,
Rückschlüsse auf die in der Tiefe stattgefundenen subrosiven Vorgänge,
Zurückrechnung des Gesamtreliefschwunds bis Ende des 19. Jahrhunderts, als der Kupferschieferbergbau begann, die Steinsalzverbreitungrenzen zu unterfahren,
zusammenfassende ingenieurgeologische Bewertung für den vorbeugenden Katastrophenschutz und für territorialplanerische Zwecke.
Weiterhin ermöglicht die Gesamtauswertung prognostische Aussagen über den weiteren Verlauf der Senkungen, auf die im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen nicht näher eingegangen werden kann. Es muß aber ausdrücklich betont werden, daß die aus den Ergebnissen der Senkungsmessung ableitbaren Schlußfolgerungen nur komplex, im Zusammenhang mit den geologisch-tektonischen, den hydrogeologischen Verhältnissen der Mansfelder Mulde und dem Einfluß des Bergbaus betrachtet werden können. Die nivellitische Überwachung der Senkungen ist demzufolge nur als eine der notwendigen Arbeitsmethoden zu werten. Ihre hervorragende Bedeutung besteht, wie noch gezeigt wird, jedoch darin, daß sie bei einem Meßnetz mit ausreichender räumlicher Dichte und genügendem zeitlichem Vorlauf Ergebnisse liefert, die für die Gesamtbeurteilung der Subrosion unabdingbare Voraussetzung sind.

3. Meßprogramme und Meßregime

Die nivellitische Kontrolle von Senkungen wurde nach Unterlagen des VEB Mansfeld Kombinat schon um die Jahrhundertwende vorgenommen. Nach LORENZ (1962) leitete am 11. September 1892 ein schwerer Gebirgsschlag in Eisleben Oberflächensenkungen ein, die im Bereich Rammtor–Rammbergstraße in der Zeit zwischen dem 9. April 1894 und 23. Oktober 1896 mehr als 3 m erreichten. Auch im Bereich der F 80, Erdeborn und Volkstedt wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts schon gemessen (HERRMANN 1936). Darauf wird später eingegangen.
Umfassend und systematisch wurde die nivellitische Kontrolle der Oberflächensenkungen aber erst eingeführt, als zu Anfang der fünfziger Jahre in der Ortschaft Erdeborn, weit außerhalb der Markscheiden der Schächte, erneut schwerwiegende Bauschäden auftraten. 1955 veranlaßte der Rat des Kreises Eisleben auf Betreiben maßgebender Geologen des ehemaligen Geologischen Dienstes Halle das sogenannte große Nivellement der Mansfelder Seen mit Festpunkten auf dem Hornburger Sattel im W und der Kirche Langenbogen im E. Im gleichen Jahre wurde die Ortslage Helfta in das Nivellement einbezogen. Es folgte die für den Wohnungsbau vorgesehene Eislebener Aue.
Ab 1964 übernahm die Bezirkstelle für Geologie Halle die Finanzierung, Koordinierung und Auswertung des vom VEB Ingenieurvermessung Halle durchgeführten, nunmehr über 100 km langen Präzisionsnivellements. In den folgenden Jahren wurde das inzwischen bis an die auf Rotliegendem stehende Moritzburg in Halle verlängerte Netz durch weitere Profile quer zum Streichen der Hauptsenkungszone bis nach Salzmünde ergänzt und die Ortslagen Polleben, Volkstedt und Halle-Neustadt einbezogen.
Mit der Hauptmarkscheiderei des VEB Mansfeld Kombinat erfolgte die Koordinierung der Meßgebiete, wonach der gesamte West- und Nordwestteil der Mansfelder Mulde durch diesen Betrieb kontrolliert werden. Eine weitere Verdichtung erfuhr das Netz durch Einbeziehung einiger Standorte für geplante Bauvorhaben und Trassen sowie der Bahnlinie zwischen Erdeborn und Helfta.
Somit liegt gegenwärtig ein aus ca. 2200 Punkten bestehendes Nivellementsnetz vor, das in einigen Fällen durch Neigungsmessungen und Beobachtungen von Bauwerksrissen mittels Gips- und Glasplomben ergänzt wird (SUDERLAU 1971). Infolge der von Senkungsschwerpunkten ausgehenden und dort dichteren Besetzung mit Meßpunkten ist das Beobachtungsnetz zwar nicht optimal und hat im freien Gelände noch erhebliche Lücken. Die stattliche Anzahl der Meßpunkte und die nunmehr 15jährige Meßzeit dürften jedoch ausreichen, ein hinreichend genaues Bild vom Ablauf der Senkungsvorgänge während dieser Zeit zu geben.
Im freien Gelände ist das Netz ausschließlich durch mindestens 1,80 m tief und damit frostsicher gegründete Punkte nach verschiedenen, von KAMMERER entworfenen Typen vermarkt. In den Ortslagen erfolgte die Vermarkung vorwiegend durch Mauerbolzen an genügend tief gegründeten Bauwerken. Der Meßturnus beträgt für das „Große Nivellement“ zwei Jahre. Einige Ortslagen wurden früher halbjährlich, jetzt jährlich, einige unter besonderer Kontrolle stehende Objekte halbjährlich vermessen. Bei Neuaufnahme eines Standorts erfolgt anfangs eine noch größere zeitliche Meßdichte.

Erscheinungsbild der Senkungen

Um den räumlichen und zeitlichen Verlauf der Senkungen in den Jahren von 1955 bis 1969 darzustellen, wurden eine Karte der Gesamtsenkungen (Abb. 1), eine Karte der mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten 1955 bis 1962 (Abb. 2) und eine Karte der mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten 1962 bis 1969 (Abb. 3) angefertigt. Das Erscheinungsbild der Senkungen vervollständigen Spezialschnitte durch markante Senkungsgebiete und -zentren (Abb. 5 bis 8).


Abb. 1. Karte der Gesamtsenkungen 1955 bis 1969 (in mm)

Karte der Gesamtsenkungen (Isokatabasen) 1955 bis 1969 (Abb. 1)

Die Karte läßt vier markante Senkungszentren erkennen, die sich im wesentlichen auf die Ortslagen Helfta, Erdeborn, Unterröblingen (Röblingen II) und Rollsdorf beschränken. Im NW ließe sich zwanglos Volkstedt einfügen, wo jedoch erst seit 1968 Senkungsmessungen vorliegen.
Betrachtet man die Maximalwerte der Gesamtsenkungen (Tab.), so erkennt man, daß die Senkungsbeträge von NW nach SE kontinuierlich abnehmen. Während in Helfta mehr als 4000 mm Gesamtsenkung registriert wurden, sind es in Erdeborn (beschränkt auf den Friedhofskessel) ca. 2400 mm, in Röblingen rd. 1400 mm und in Rollsdorf ca. 1500 mm. Die relativ hohen Beträge in Rollsdorf beruhen auf lokalen Besonderheiten, auf die später eingegangen wird.
Die Hauptsenkungszone löst sich zwischen Helfta und Erdeborn in mehrere Senkungswannen und -kessel auf, die allerdings wegen der zu geringen Meßpunktdichte nicht exakt genug ausgeschieden werden konnten.
Auch das Erscheinungsbild der Auslaugungshohlformen ist unterschiedlich. Während in Helfta und Unterröblingen dem Salzspiegelrand parallele, gestreckte Senkungswannen auftreten (BRENDEL u. a. 1970), konzentrieren sich die Senkungen in Volkstedt, Erdeborn und Rollsdorf auf engbegrenzte Senkungskessel.
Der Bereich der F 80 zwischen Seeburg und Eisleben ist nahezu senkungsfrei, abgesehen von einer schmalen Senkungswanne, die von Lüttchendorf in westlicher Richtung bis in die Gegend von Helfta zieht.
Nördlich des Süßen Sees ist in groben Zügen der Verlauf der Spaltenzone Volkstedt–Höhnstedt zu erkennen. Die Meßpunktdichte reicht jedoch nicht aus, um ein detailliertes Bild zu zeichnen. Immerhin ist bemerkenswert, daß einige Meßpunkte, die direkt in einer Zerrspalte stehen (z. B. südöstlich Oberrißdorf), mit 700 mm abnorm hohe Senkungsbeträge aufweisen. Deutlich ist der Einfluß der Spaltenzone in Oberrißdorf festzustellen, wo ein ausreichend dichtes Meßpunktnetz Entwicklungstendenzen der Spaltenzone erkennen läßt.


Abb. 2. Karte der mittleren Senkungsgeschwindigkeiten 1955 bis 1962 (in mm · a-1)

Mit Abstand am größten sind in der 1. „Halbzeit“ (also 1955 bis 1962) die Senkungsgeschwindigkeiten in Helfta (vgl. Tab.) mit 220 mm/Jahr. Es folgt Unterröblingen mit 133 mm/Jahr. In beiden Orten kam es während dieser Zeit zu starken Bauschäden. Die übrigen Senkungsgebiete fallen dagegen klar ab, obwohl man bedenken muß, daß auch in Erdeborn eine bemerkenswerte Aktivität in den einzelnen Senkungskesseln mit Gebäudeschadenszentren im Schul- und RTS-Kessel zu verzeichnen war. Der Friedhofskessel war zwar damals schon absoluter Senkungsschwerpunkt in Erdeborn, erreichte jedoch bei weitem nicht die Senkungsgeschwindigkeiten wie in der 2. „Halbzeit“.

Karte der mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten (Isotachen) 1962 bis 1969 (Abb.3)


Abb. 3. Karte der mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten 1962 bis 1969 (in mm · a-1)

Die Kartendarstellung basiert auf einer wesentlich größeren Meßpunktdichte als bei den Abb. 1 und 2, da ein großer Teil der Meßpunkte erst 1962 hinzugekommen ist. Das erschwert zwar etwas den direkten Vergleich mit den anderen Karten, ergibt aber ein Bild, das dem tatsächlichen Senkungsgeschehen schon sehr nahekommt. Frappierend ist die Übereinstimmung mit den morphologischen Verhältnissen. So zeichnen sich z. B. Vernässungsflächen im ehemaligen Salzigen See durch höhere Senkungsgeschwindigkeiten gegenüber ihrer Umgebung aus.

Tabelle. Übersicht über die Gesamtsenkungen, mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten und relativen Beschleunigungen in den Senkungszentren der Hauptsenkungszone
OrtslageGesamtsenkung (maximal)
1955 bis 1960
S 14 (mm)
Mittlere Jahresenkungs-
geschwindigkeit 1955 bis 1962
VI (mm)
Mittlere Jahressenkungs-
geschwindigkeit
1962 bis 1969
VII (mm)
Beschleunigung (-)
Verzögerung (+)
(mm/Jahr)
Gesamtsenkung (maximal)
1955 bis 1970
S 15 (mm)
Helfta
4061
220
360,1
-20,0
4346
Erdeborn Friedhofskessel
2453
88,6
261,9
-24,8
2539
Erdeborn Schulkessel
480
51,0
17,6
+ 4,6
494
Erdeborn RTS-Kessel
263
30,3
7,3
+ 3,3
265
Röblingen II
1401
133,3
66,8
+ 9,5 
1450
Rollsdorf
1537
12,4
207,1
-27,8
1789

Man erkennt wieder die Senkungszentren Helfta, Erdeborn, Röblingen und Rollsdorf. Hinzugekommen ist ein kleineres Senkungsgebiet im N von Eisleben.
Eine starke Beschleunigung der Senkungsgeschwindigkeiten gegenüber der 1. „Halbzeit“ ist in Helfta, Erdeborn (Friedhofskessel) und Rollsdorf zu verzeichnen (vgl. Tab.). In Helfta betragen die mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten jetzt 360 mm. Damit ist gleichzeitig eine Ausweitung der Hauptsenkungswanne Helfta nach SE verbunden.
In Erdeborn konzentriert sich das Senkungsgeschehen fast nur noch auf den Friedhofskessel, der mittlere Senkungsgeschwindigkeiten von 262 mm/Jahr aufweist.


Abb. 4. Karte der mittleren Beschleunigungen
Beschleunigung: 1 – geringe Beschleunigung bis 0,5 mm/Jahr; 2 – starke Beschleunigung bis 5,0 mm/Jahr;
3 – sehr starke Beschleunigung > 5 mm/Jahr; 4 – Gebiete mit sehr starker Beschleunigung
Verzögerung: 5 – geringe Verzögerung bis 0,5 mm/Jahr; 6 – starke Verzögerung bis 5,0 mm/Jahr; 7 – sehr starke Verzögerung > 5mm/Jahr; 8 – Gebiete mit starker Verzögerung;
9 – keine nennenswerte Beschleunigung oder Verzögerung


Abb. 5. Zeitsenkungsdiagramm mit den Ableitungen der Geschwindigkeit und der
Beschleunigung des Meßpunkts P 28 im Zentrum des Friedhofskessels Erdeborn
oben: Erdeborn, Zeitsenkungsdiagramm P 28. Friedhofskessel, Zentrum

Der RTS-Kessel ist als Senkungsschwerpunkt fast verschwunden, und auch die Senkungsintensität im SchulkesseI hat stark nachgelassen (Abb. 5, 6).
Auffällig ist ebenso die Verringerung der mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten in Röblingen. Erhalten hat sich hier nur noch ein relativ kleines Senkungszentrum im nördlichen Ortsteil von Röblingen II. Ein Ansteigen der Geschwindigkeiten ist im N von Röblingen I (Oberröblingen) festzustellen; hier scheint sich die Senkungsintensität von E nach W verlagert zu haben.
Die Spezialsenke am Nordrand des ehemaligen Salzigen Sees hat sich nach W bis in Höhe der Straße Aseleben–Röblingen ausgeweitet. In ihrem Bereich hat sich eine umfangreiche Vernässungsfläche ausgebildet. Die Ergebnisse neuerer Senkungsmessungen weisen auch am Südrand des ehemaligen Salzigen Sees, nordwestlich von Amsdorf, eine kleinere lokale, randparallele Senkungswanne aus.
Besonders auffällig ist im Kartenbild die enorme Zunahme der Senkungsgeschwindigkeiten im Bereich der Rollsdorfer Kurve der F 80 (vgl. Tab.) und am östlichen Ortseingang von Seeburg. Indikatoren für eine Beschleunigung der Senkungsgeschwindigkeiten sind in diesem Gebiet starke Fahrbahnschäden sowie eine Zunahme der Bauschäden in Seeburg.

Karte der mittleren Beschleunigungen (Abb. 4)

Die Karte gibt einen groben schematischen Überblick über die räumliche und zeitliche Verlagerung des Senkungsgeschehens. Als Vergleichsbasis dienen die Werte der Senkungsgeschwindigkeiten der 1. „Halbzeit“ gegenüber der 2. „Halbzeit“. Generell kann folgendes festgestellt werden:

  1. Starke bis sehr starke Beschleunigungen treten in Volkstedt, in einem Teil der Eislebener Aue, in Helfta, im Friedhofskessel Erdeborn, im Bereich der Rollsdorfer Kurve und in Seeburg auf. Die Beschleunigung ist am größten im Bereich der Rollsdorfer Kurve mit -27,8 mm · a-2. Es folgen Erdeborn (Friedhofskessel) mit -24,8 mm · a-2 und Helfta mit 20,0 mm · a-2 (vgl. Tab.).
  2. Starke bis sehr starke Verzögerungen treten in Oberrißdorf, Erdeborn und Unterröblingen auf, wobei in Unterröblingen maximale Verzögerungswerte von +9,5 mm · a-2 zu verzeichnen sind. Die Tendenz zur Verzögerung besteht ebenfalls in den Ortslagen Unterrißdorf, Lüttchendorf, Amsdorf und Wansleben sowie im Gebiet des ehemaligen Salzigen Sees. Es muß allerdings beachtet werden, daß an diesen Stellen die in der Karte verzeichnete geringe Verzögerung als relativer Wert zu betrachten ist, da die Senkungsintensität hier ohnehin geringer als in den anderen Gebieten ist.
Vergleicht man die Ergebnisse der letzten Senkungsmessungen, die im Rahmen der Gesamtauswertung nur überschläglich erfaßt werden konnten, kann man mit Ausnahme von Volkstedt und Helfta allgemein die Tendenz zur Verzögerung feststellen. Das trifft besonders auf so aktive Senkungsgebiete wie den Erdeborner Friedhofskessel und die Rollsdorfer Kurve zu (vgl. auch Tab., letzte Spalte). Selbst in Helfta zeigt der bisher am stärksten in Senkung begriffene Meßpunkt am ehemaligen Landwarenhaus Verzögerung. Dafür weisen die übrigen Meßpunkte im Senkungszentrum von Helfta Beschleunigungen auf.

Spezialprofile und -karten

Erdeborn

Aus Abb. 5 geht die Entwicklung des Senkungsgeschehens im Friedhofskessel Erdeborn hervor. Ab 1964 wird eine eindeutige Verzögerung der Senkungsgeschwindigkeiten registriert. Daß Abb. 4 an dieser Stelle Beschleunigung erkennen läßt, liegt daran, daß hier der Zeitraum ab 1962 berücksichtigt wurde. In dieser Zeit wies der Friedhofskessel die stärksten Beschleunigungen auf. Abb. 6 vermittelt ein ähnliches Bild. Hier wird die Verlagerung der Senkungsschwerpunkte vom Schul- und RTS-Kessel in den Friedhofskessel deutlich.


Abb. 6. Senkungsprofile durch die Ortslage Erdeborn
ε+ – Zerrungen, ε++ – starke Zerrungen

Interessant sind ferner die Ergebnisse der Profilreihe Erdeborn im Vergleich mit dem aus dem Meßtischblatt entwickelten Geländeschnitt (Abb. 7). Man sieht, wie genau sich die Bereiche stärkster Senkungen mit Depressionen im Gelände decken. Auch aus diesem Profil ist die allgemeine Tendenz zur Verzögerung abzulesen.

F 180 (Lutherstadt Eisleben–Volkstedt) (Abb. 8)

Das Profil schneidet drei markante Senkungskessel, von denen Senkungskessel A (Rehholzgrund) mit nahezu 2500 mm Gesamtsenkung seit 1955 am aktivsten ist. An allen drei Senkungskesseln treten an den Rändern starke Zerrungen, in den Zentren Pressungen auf. Die Folge davon sind erhebliche Fahrbahnschäden an der F 180.


Abb. 8. Senkungsprofil entlang der F 180 zwischen Lutherstadt Eisleben und Volkstedt

Brosowskischächter Senkungsgebiet

Abb. 9 gibt einen Überblick über die Gesamtsenkungen seit 1955. Es haben sich zwei Senkungszentren gebildet, die nördlich und südlich der Straße von Helmsdorf nach Augsdorf liegen. Das nördliche Senkungszentrum erreichte Senkungsbeträge von mehr als 1000 mm, während im weitaus aktiveren Senkungszentrum südlich der Straße Beträge bis über 4000 mm gemessen wurden. Infolge starker Zerrungen an den Rändern der sich schnell vertiefenden Senkungskessel rissen konzentrische Spalten bis über 1 m Breite auf. Damit stehen zahlreiche, vorwiegend kleinere Spaltenerdfälle im Zusammenhang.


Abb. 9: Gesamtsenkungen im Brosowskischächter Senkungsgebiet für den Zeitraum 1955 bis 1969
Gesamtabsenkung 1955 bis 1969 (in mm)
0 bis 20
500 bis 1000
20 bis 50
1000 bis 2000
50 bis 100
2000 bis 3000
100 bis 200
3000 bis 4000
200 bis 500
über 4000

Deutung der Ergebnisse

Abb. 10 zeigt, daß die Senkungsgebiete und -zentren am Nordrand der Mansfelder Mulde und in der Subrosionsgroßeinheit im Südwestteil der Mansfelder Mulde an tektonisch exponierten Stellen liegen. Einmal konzentrieren sich die Senkungszentren auf die Verbreitungsgrenzen des Staßfurt- und Leine-Steinsalzes, zum anderen lassen sich den Senkungszentren folgende Störungsbereiche zuordnen:

Helfta– Martinschächter Flözgraben;
Erdeborn/Röblingen– Bereich Hornburger Tiefenstörung;
Rollsdorf– Hornburger Tiefenstörung/Martinschächter Flözgraben.

Neben der Position am Na2-Rand liegt das Brosowskischächter Senkungsgebiet im Kreuzungsbereich der Zimmermannschächter mit der Friedeburger Störungszone. Ferner muß man in diesem Zusammenhang berücksichtigen, daß die Senkungsschwerpunkte, die ja im wesentlichen auf die nähere Umgebung der Ortslagen beschränkt sind, im Einzugsbereich wasserreicher Bäche liegen, nämlich des Hegegrundbachs in Volkstedt, des Hüttengrundbachs in Helfta, des Erdeborner Grabens in Erdeborn und der Weida in Unterröblingen. Somit sind die vier Hauptvoraussetzungen, die eine Subrosion, in diesem Falle eine verstärkte Auslaugung, ermöglichen, erfüllt (BRENDEL u. a. 1970).
Diese Voraussetzungen bestehen auch im Rollsdorfer Senkungskessel, wo das Süßwasserdargebot aus dem Binder- und dem Kerrner See stammt. Wasserverluste des Bindersees sind hier wiederholt beobachtet worden (JUNG & SPILKER 1969, BRENDEL u. a. 1970).
Den Subrosionsablauf kann man sich demzufolge so vorstellen:

  1. Am Anfang steht eine mehr oder weniger flächenhafte Auslaugung, die von den Salzverbreitungsrändern ausgeht und zur Ausbildung einer salzspiegelähnlichen Fläche führt.
  2. Mit fortschreitendem Reliefschwund reißen an den Salzspiegelrändern Zerrspalten auf, die das Versinken von Oberflächenwässern aus Richtung Hornburger Sattel und Querfurter Mulde sowie aus dem Gebiet Binder- und Kerrner See begünstigen. Das führt zu einer lokal intensiveren Salzauflösung und damit zum Entstehen der genannten Senkungskessel innerhalb der Subrosionsgroßeinheit. Zum System der Senkungskessel gehören wiederum spezifische Randspalten, die mit zunehmender Einsenkung des Senkungskessels immer größere hydrogeologische Bedeutung als Wasserbewegungsbahn von oben nach unten erlangen (REUTER u. a. 1971).
Die aus den Meßergebnissen hervorgehende Abnahme der Senkungsgeschwindigkeiten von NW nach SE läßt sich nach unserer Meinung zwanglos durch die intensive Wasserhaltung des VEB Mansfeld Kombinat erklären (PLÖTTNER & FANTASNY 1971). Die geringere Senkungsintensität südöstlich der Hornburger Tiefenstörung hat zu dieser nur zufälligen Bezug und bedarf keiner Deutung der Störung als subterrane Wasserscheide, wie das von verschiedenen Autoren angenommen wird (SPlLKER 1970). Die natürlichen Abflußverhältnisse im Südwestteil der Mansfelder Mulde waren mit großer Wahrscheinlichkeit von NW nach SE über die Hornburger Tiefenstörung hinweg gerichtet. Die daraus zu folgernde Abnahme der Subrosionsintensität in gleicher Richtung korreliert mit der Mächtigkeitsabnahme der quartären Altkumulationen von NW nach SE. Gegen die Annahme der Hornburger Tiefenstörung als subterrane Wasserscheide sprechen auch zahlreiche über die Störung hinweg vorwiegend E–W streichende Auslaugungshohlformen im Bereich der Subrosionsgroßeinheit.
Eine Sonderstellung nimmt innerhalb der Hauptsenkungszone der Rollsdorfer Kessel ein. Die außerordentlich hohe Senkungsintensität ist hier auf die Lage des Senkungskessels im Bereich verschiedener, tektonisch sehr markanter Elemente (Na3-Rand, Martinschächter Flözgraben, Hornburger Tiefenstörung) sowie das große Wasserabgabevermögen des Binder- und Kerrner Sees zurückzuführen.
Der Hornburger Tiefenstörung als subrosionsbeeinflussendem Faktor wird von uns nicht mehr die große Bedeutung beigemessen wie bei anderen Autoren (v. HOYNINGEN 1959). Dennoch sprechen einige Umstände für Beziehungen zwischen der Störung und der Lage verschiedener Auslaugungshohlformen (Erdfallkette im Salzigen See, Senkungswanne am Nordrand des ehemaligen Salzigen Sees, Rollsdorfer Kessel).
Welcher Art diese Beziehungen sind, läßt sich beim gegenwärtigen Kenntnisstand noch nicht genau angeben.
Aus der Karte der Gesamtsenkungen läßt sich für den Zeitraum 1955 bis 1969 überschläglich ein Reliefschwund von 6,3 Mill. m³ für den Südwestteil der Mansfelder Mulde berechnen. Im Brosowskischächter Senkungsgebiet beträgt der Reliefschwund ca. 2,5 Mill. m³.
Auf der Grundlage der von KAMMERER & BRENDEL (1967) angewendeten Antignose- und Prognoserechnung ergibt sich für den Zeitraum Beginn bis Ende der Wasserhaltung in der Mansfelder Mulde für die beiden Senkungsgebiete folgender Reliefschwund:
 
Brosowskischächter Gebiet(1914 bis 1970)10,0 Mill. m³
Hauptsenkungszone(1880 bis 1970)41,0 Mill. m³

51,0 Mill. m³

Für die Hauptsenkungszone wurden bei dieser Reliefschwundrechnung nur die Gebiete berücksichtigt (30 km²), in denen eine ausreichende Meßnetzdichte eine derartige Methode rechtfertigt. Es leuchtet ein, daß der eigentliche Reliefschwund in Wirklichkeit höher sein muß.
Nimmt man für die verbleibenden in Senkung begriffenen, aber nur ungenügend mit Meßpunkten versehenen 80 km² einen theoretischen Senkungsbetrag von durchschnittlich 3 mm/Jahr an, so erhöht sich der Reliefschwund um ca. 24 Mill. m³ auf insgesamt 65 Mill. m³. Rechnet man das Brosowskischächter Gebiet dazu, so kann der Gesamtreliefschwund seit 1880 mit ca. 75 Mill. m³ angegeben werden.

Vergleich mit alten Nivellementsergebnissen

Daß die angewendete Methode der Antignose von den geologischen Voraussetzungen her real ist, beweisen Ergebnisse von geodätischen Nivellements, die erstmalig von HERRMANN (1936) ausgewertet wurden. Er vergleicht Nivellements von 1884, 1911/12 und 1922, die man zu nebenstehender Übersicht zusammenstellen kann.

OrtGesamtsenkung
1884 bis 1911/12
(mm)
Gesamtsenkung
1911/12 bis 1922
(mm)
Mittlere
Senkungsgeschwindigkeit
(mm/Jahr), bezogen auf
1911/12 bis 1922
Andreaskirche
Eisleben
672
80
8
Abschnitt F80
Helfta–Aseleben
20 - 50
5 - 29
max. 2,0
Kirche
Aseleben
62
43
4,3
F 80, nördlich
Kerrner See
427
182
18,2

HERRMANN weist darauf hin, daß die Wahl der Meßpunkte rein zufällig ist und demzufolge die wahre Verteilung der Senkungsbeträge und die genaue Begrenzung der Senkungsgebiete unbekannt bleiben muß. Wenn man die Messung von 1884, die aus verschiedenen Gründen mit Fehlern behaftet ist, unberücksichtigt läßt, erkennt man immerhin, daß die mittleren Jahressenkungsgeschwindigkeiten etwa mit den heutigen übereinstimmen (vgl. Abb.3) und daß der Senkungsschwerpunkt nördlich des Kerrner Sees auch damals schon hoch aktiv war.
Auch aus Erdeborn sind uns ältere Senkungsmessungen bekannt, die teilweise bis in das Jahr 1927 zurückgehen. Im Prinzip deuten sich die jetzigen Senkungszentren schon in den damaligen Messungen an. Die absolut höchsten Senkungsbeträge wurden am südlichen Ortsausgang gemessen. Hier betrugen die Senkungen von 1936 bis 1950 391 mm; dem entspricht eine Senkungsgeschwindigkeit von 28 mm/Jahr. Schließlich müssen noch die Höhenvermessungen auf der Reichsbahnstrecke Halle–Blankenheim zwischen Wansleben und Eisleben erwähnt werden, die seit 1892 durchgeführt werden und wichtige Rückschlüsse auf die Senkungsvorgänge im Bereich der Hauptsenkungszone zulassen.


Abb. 10. Tektonische Übersichtsskizze dr Mansfelder Mulde
1 – Ausgehendes des Kupferschiefers; 2 – Verbreitungsgrenze des Staßfurt-Steinsalzes (Älteres);
3 – Verbreitungsgrenze des Leine-Steinsalzes (Jüngeres); 4 – salzspiegelähnliche Fläche;
5 – tektonische Linien; 6 – Senkungsgebiete; 7 – Senkungszentren

4. Zur ingenieurgeologischen Bedeutung der Senkungsmessungen

Aus den Karten (Abb. 1 bis 3) lassen sich leicht Gebiete mit vorwiegend gleichmäßig verlaufenden und solche mit ungleichmäßigen Senkungen ablesen. Den ungleichmäßigen Senkungen kommt wegen ihrer starken Einwirkung auf Hoch- und Ingenieurbauten aller Art bei weitem die größte Bedeutung zu.
Je nach Lage im Senkungsgebiet wirken auf das Bauwerk konvexe oder konkave Krümmungen, wobei sich zur vertikalen horizontale Bewegungskomponenten gesellen (KAMMERER 1960/1962, BRENDEL u. a. 1970).
Konvexe Krümmungen treten vorwiegend in den Randlagen einer Auslaugungshohlform auf und rufen im Bauwerk Biegespannungen und infolge der zusätzlich zur konvexen Krümmung auftretenden Zerrungen außerdem Zugspannungen hervor. In den konkav gekrümmten Innenrändern einer Auslaugungshohlform treten vorwiegend Pressungen auf. Die Bauwerke werden hier daher von Biegespannungen und zusätzlich von Druckspannungen beansprucht. Etwa im Übergangsbereich von konvexer zu konkaver Krümmung sind Zerrung und Pressung ± Null, wobei in diesem Bereich die größten Neigungen (Schiefstellungen) auftreten.
Die Auswirkungen der subrosionsbedingten Formänderungen der Erdoberfläche auf Hoch-, Verkehrs- und Wasserbauten sowie auf Versorgungsleitungen sind von KAMMERER (1962) und BRENDEL u. a. (1970) ausführlich beschrieben worden, so daß hier lediglich auf diese Arbeiten verwiesen werden soll.
Die aufgezeigten Ergebnisse lassen außer den mitgeteilten Beziehungen erkennen, welche Bedeutung der nivellitischen Kontrolle fürr den Baubestand und die Bauplanung zukommt. Die großmaßstäblichen Arbeitsunterlagen der Bezirksstelle für Geologie Halle, aus denen die gezeigten Verkleinerungen entstanden, noch besser aber die detaillierten prognostischen Isotachenkarten und Senkungsprofile von Ortslagen und Objekten in Maßstäben bis zu 1:2000 gestatten die Spezialanalyse über Lage, Kraftangriff und weitere Entwicklung fast jedes einzelnen Bauwerks. In Gemeinschaftsarbeit zwischen Geologen und Bauingenieuren (Staatliche Bauaufsicht) lassen sich ausreichend genaue Schlußfolgerungen über notwendige Sicherungsmaßnahmen oder den Zeitpunkt herausarbeiten, zu welchem eine Reparatur entweder nicht mehr möglich oder ökonomisch zu aufwendig wird. Selbstverständlich ist dabei für jedes Bauwerk einzeln abzuleiten, welche Art von Dehnungen (Zerrung oder Pressung) sowie welches Maß an Schiefstellung zutrifft oder in einem bestimmbaren Zeitraum zu erwarten ist.
Diese Gemeinschaftsarbeit zwischen der Ingenieurgeologie und der Staatlichen Bauaufsicht hat sich seit 1953 in klarer Erkenntnis ihrer Notwendigkeit entwickelt. Nach nunmehr 10jährigem Bestehen der Bezirksstelle für Geologie Halle ist diese Gemeinschaftsarbeit nach einem genau abgestimmten und sich aus verschiedenen Methoden aufbauenden Senkungskontrollplan zum festen Bestandteil des Jahresarbeitsplans beider Einrichtungen geworden. Ohne Senkungsmessungen wäre diese Kontrolle nicht möglich gewesen. So haben die Senkungsmessungen gewährleistet, daß bisher jeder Schaden und sein entsprechender Gefahrengrad rechtzeitig erkannt und damit die Sicherheit gewährleistet werden konnten. Darüber hinaus haben sich die aus den Messungen zu jedem beliebigen Zeitpunkt ableitbaren Ergebnisse schon vielfach bewährt, wenn es darum ging, geplante Standorte oder land- und wasserwirtschaftliche Flächen im Stadium der Prognose und Perspektivplanung rechtzeitig und ausreichend genau auf ihre ökonomisch verantwortbare Bebaubarkeit bzw. Nutzung zu bewerten.

Zusammenfassung

Anhand zahlreicher Abbildungen wurden die Senkungsvorgänge im Südwestteil der Mansfelder Mulde während der letzten 15 Jahre dargestellt. Daraus geht hervor, daß die Senkungsgeschwindigkeiten generell von NW nach SE abnehmen. Die größten Senkungsbeträge treten in unmittelbarer Umgebung der Ortslagen HeIfta, Erdeborn, Röblingen und Rollsdorf auf. Dies wird durch die Lage der Orte im Einzugsbereich wasserreicher Bäche erklärt, deren Wässer im randlichen Zerrungsbereich der Subrosionsgroßeinheit versinken und damit verstärkte Auslaugungsvorgänge bewirken. Zwischen der räumlich unterschiedlichen Senkungsintensität und den Wasserhaltungsmaßnahmen des Mansfelder Kupferschieferbergbaus besteht ein enger Zusammenhang.

Summary

Numerous photographs serve to show subsidences in the south-western part of the Mansfeld syncline during the last 15 years. It is found that the rates of subsidence generally decrease from NW to SE. The greatest subsidences take place immediately near the places of Helfta, Erdeborn, Röblingen and Rollsdorf. This is explained by their situation within the catchment area of brooks rich in water, whose waters become submerged in the marginalstrain area of the major unit of subrosion, as a result of which leaching is increased. There is a close relationship between the spatially different intensity of subsidence and measures taken by the Kupferschiefer mines of Mansfeld tor drainage purposes.

Literatur

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