Das Grundwasser auf Fehmarn und Lolland stammt von den Niederschlägen auf den beiden Inseln. Grundwasser ist sehr viel sauberer als Regenwasser, da beim Sickern durch die Erdschichten Verunreinigungen herausgefiltert werden. In den betroffenen Gebieten auf Fehmarn und Lolland wird jedoch kein Trinkwasser gewonnen. Die Grundwasserverhältnisse, z. B. der Grundwasserspiegel, werden dann verändert, wenn die feste Querung als Tunnel gebaut wird. Aber auch die geänderte Nutzung eines Bereichs, z. B. als Mautanlage, kann das Versickern von Regenwasser in das Grundwasser verändern und zudem das Risiko einer Verunreinigung erhöhen. Tunnel und Asphalt verändern den Grundwasserspiegel Die Anschlüsse und Auffahrten der festen Querung werden asphaltiert, auf Lolland wird zudem eine Mautanlage errichtet. Die Niederschläge auf den asphaltierten Bereichen können nicht länger in das Grundwasser versickern, sondern werden wahrscheinlich in Wasserläufe eingeleitet. Beides
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Leckagen Sollte bei einem Unfall z. B. ein Tanklaster umstürzen, besteht das Risiko einer lokalen Verunreinigung des Grundwassers. Diesem Risiko wird durch den Bau eines geregelten Entwässerungssystems begegnet.
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Der Grundwasserspiegel ist die Höhe unter der Erdoberfläche, auf der sich das Grundwasser befindet. In der Regel befindet sich das Grundwasser in unterirdischen Sandschichten. Verhindert eine Tonschicht, dass das Grundwasser nach oben steigt, bildet sich artesisches Grundwasser, anderenfalls freies Grundwasser. Wird mehr Grundwasser abgepumpt als versickert, senkt sich der Grundwasserspiegel.