Geologische Blätter für NordostbayernGeoZentrum Nordbayern Die Restaurierung der "Unterirdischen Pegnitz" im Wasserberg bei Pegnitz/Ofr. Rettungsmassnahmen eines als "besonders wertvoll" eingestuften nordbayerischen Geotops durch private, mediale, universitäre und kommunale Initiativen.

von Alfons Baier

BAIER, A. (2017): Die Restaurierung der "Unterirdischen Pegnitz" im Wasserberg bei Pegnitz/Ofr. Rettungsmassnahmen eines als "besonders wertvoll" eingestuften nordbayerischen Geotops durch private, mediale, universitäre und kommunale Initiativen.– Geologische Blätter für Nordost-Bayern 67: 63-86, 9 Abb.; Erlangen.


 

1 Einleitung

Am E-Rand des Karstgebirges der Frankenalb, rund 45 km ENE‘ Erlangen, befindet sich im S-Teil der Stadt Pegnitz/Ofr. das überregional bedeutsame Naturdenkmal "Wasserberg". Im Bereich dieses Umlaufberges des Flusses Pegnitz ist das seit Jahrhunderten bekannte und sehr prägnant ausgebildete Beispiel eines unterirdischen Karstwassergerinnes aufgeschlossen. Das vom Bayerischen Landesamt für Umwelt als geowissenschaftlich "besonders wertvoll" eingestufte Referenzobjekt wurde vor ca. 15 Jahren unter der Objekt-Nummer 472R077 in das Geotopkataster des Freistaates aufgenommen.

Wiederaustritt der "Unterirdischen Pegnitz" S' Pegnitz/Ofr.

Der unterirdische Durchbruch der Pegnitz gilt als karsthydrogeologische Besonderheit, die seit vielen Jahrzehnten Fach- und Amateurgeologen sowie naturwissenschaftlich interessierte Touristen aus ganz Deutschland zu einem Besuch in der Stadt Pegnitz veranlasst. An dieser Lokalität ist die Karstphänologie dadurch gekennzeichnet, dass der oberirdische Lauf der Pegnitz in einer weiten Talschleife den Wasserberg umfließt, am Nordhang dieses Berges jedoch ein Teil des Flusses sein Wasser in die Ponorhöhle "D 84" an der – seit über sieben Jahrhunderten dort betriebenen – Röschmühle verliert. Die Ponorhöhle selbst bildet ein verzweigtes Gangsystem im geschichteten, stark zerklüfteten und brüchigen Werkkalk. Weitere Flussschwinden befinden sich im Bett der Pegnitz unter der Eisenbahnbrücke E‘ der Röschmühle.

Das auch als "Unterirdische Pegnitz" benannte Karstgerinne durchfließt den Wasserberg entlang bisher unbekannter Hohlräume und tritt nach einer Luftlinienentfernung von 322 m in der Quellgrotte "D 85a" am SE-Hang des Berges wieder zu Tage. Außer dieser Hauptaustrittsstelle sind dort noch mindestens fünf weitere Pseudoquellen bekannt. In alten Chroniken wird berichtet, dass durch Einheimische in die Schlucklöcher am N-Hang des Wasserberges Enten hineingetrieben wurden, welche nach einiger Zeit in der Quellhöhle am S-Hang des Berges wieder zum Vorschein kamen (STOFFELS & STOFFELS 1984).

In jüngerer Vergangenheit konnten durch Tracerversuche die unterirdischen Wasserwegsamkeiten nicht nur qualitativ bestätigt, sondern auch quantitativ nachgewiesen werden (BAIER et al. 1994). Seit mehreren Jahrzehnten war jedoch ein zunehmender Verfall des Naturdenkmals zu beobachten. Trotz ebenso langer Planungen wurden nur wenige Anstrengungen unternommen, dieses karsthydrographische Kleinod fachgerecht zu restaurieren und der Öffentlichkeit angemessen präsentieren zu können (REINL 2015a).

Erst in jüngster Vergangenheit konnten in Zusammenarbeit mit der Stadt Pegnitz, dem Pegnitzer "Historischen Verein" und ortsansässigen Großfirmen, dem Wasserwirtschaftsamt Bayreuth, dem Technischen Hilfswerk Pegnitz sowie dem Lehrstuhl für Angewandte Geologie Erlangen umfangreiche Planungen und Renovierungsarbeiten durchgeführt werden, um dieses natürlich entstandene "Vorzeige-Beispiel" einer Flussschwinde und der Wiederaustrittsstellen der versunkenen Wässer wieder in den ursprünglichen Zustand zu versetzen (REINL 2017a). Über die diesbezüglichen Planungen, Arbeiten und Messergebnisse soll im Folgenden berichtet werden.

 

2 Geographischer und geschichtlicher Abriss

Der Hauptquellfluss der Pegnitz, die Fichtenohe, entspringt in der N‘ der Stadt Pegnitz liegenden Doggerlandschaft des "Lindenhardter Forst", rund 10 km S‘ Bayreuth. Der kleine Fluss strömt nach S und nimmt bei Buchau den von E zuströmenden Zipsermühl-Bach, dann den von W heranfließenden Erlbach sowie den Buchauer Bach auf (BAIER et al. 1994). Im N-Teil der Stadt Pegnitz tritt die Fichtenohe in das Karstgebirge der Frankenalb ein. Hier wurde das Fließgewässer – vermutlich bereits im 13. Jahrhundert – durch Wasserbauer in zwei Arme geteilt:

Geomorphologisches  und  hydrographisches  Blockbild  mit  der Pegnitzquelle (oben), geologisches Blockbild (Mitte) sowie Blockbild des tektonischen Bezugshorizontes der Dogger-Malm-Grenze mit Verbiegungs- und Bruchtektonik (unten) im Karstgebirge von Pegnitz/Ofr. (Nördliche Frankenalb); 2,5-fache Überhöhungen.

Die Quelle speist ein kreisrundes, zur Forellen-Aufzucht genutztes Wasserbecken und mündet nach kurzem Lauf in die Fichtenohe ein, welche von hier ab den Namen Pegnitz trägt (KAULICH et al. 2000). Die Festlegung, dass der Fluss Pegnitz aus dieser Karstquelle entspringt, kam – wohl aus lokalpatriotischen Gründen – erst in jüngerer Vergangenheit auf. LAYRITZ (1794) erwähnt den ursprünglichen Quellnamen als "Zausebrunnen" (benannt nach Hans Zauß, welcher um 1450 die E‘ gelegene Mühle errichten ließ) und nennt das hydrographisch korrekte Quellgebiet des Pegnitzflusses im Lindenhardter Forst.

Pegnitzquelle in Pegnitz/Ofr. Pegnitzquelle mit nachgeschalteten Wasserbcken in Pegnitz/Ofr.

An der Röschmühle mündet ein Teil des Mühlbachwassers in die Pegnitz, während die restlichen – ehemals über das "Untere Wehr" quantifizierbaren – Flusswassermengen nach S über den Mühlkanal in die Ponorhöhle des Wasserberges geführt wurden und hierbei die großen Wasserräder der Mühle antrieben. Der dazu benötigte Energiebedarf war im Mittelalter auch der Anlass für die beachtlichen wassertechnischen Baumaßnahmen des künstlichen Mühlbacheinschnittes, der Unterquerung der Pegnitz und dem Bau der Wehre. Der Wasserspiegel des Mühlbaches sollte hierdurch auf einem höheren Niveau gehalten werden als der – gemäß dem natürlichen Gefälle abfallende – Wasserspiegel der W‘ Fichtenohe bzw. Pegnitz. Dies diente dazu, dass das Mühlbachwasser an der Röschmühle mit möglichst hohem hydraulischem Gefälle in die Ponorhöhle einströmen und somit die davor eingebauten Mühlräder mit maximaler Energie antreiben sollte. Noch heute beträgt an der Röschmühle der Höhenunterschied der jeweiligen Wasserspiegel von Mühlbach und Pegnitz über einen Meter.

Verbunden mit den mittelalterlichen Wasserbaumassnahmen war jedoch auch ein massiver Eingriff in die hydrochemischen Verhältnisse der oberirdischen Fließgewässer und der "unterirdischen Pegnitz". Die aus dem Doggervorland zuströmenden Wässer der Fichtenohe sind kalkarm, kohlendioxidreich und mit pH-Werten um 5,5 relativ sauer: Sie erweisen sich als karbonataggressiv. Durch die Ableitung eben dieser Wässer am "Oberen Wehr" über den nach E abzweigenden Mühlgraben strömen die kalkaggressiven Flusswässer auch direkt in die Ponorhöhle "D 84" ein und können hier ihre gesteinsauflösende Wirkung gut entfalten. Der W‘ Arm der geteilten Fichtenohe empfängt hingegen die mit Kalziumhydrogenkarbonat angereicherten Karstwässer der Pegnitzquelle: Ab hier ist das Flusswasser kalkreich, kohlendioxidarm und mit pH-Werten um 7,5 relativ basisch. Diese beiden hydrochemisch sehr unterschiedlichen Flusswässer vereinigen sich erst W‘ der Eisenbahnbrücke an der Röschmühle, weshalb an dieser Stelle schlagartig die Vorgänge der "Mischungskorrosion" (BÖGLI 1960, 1978) aktiv werden und die Ausbildung neuer Ponore und weiterer unterirdischer Wasserwegsamkeiten begünstigen.

Geologisches und hydrographisches Blockbild des Gebiets von Pegnitz/Ofr.; 2,5 fache Überhöhung. Nach Angaben von V. FREYBERG (1961) und BAIER (2015).

Sowohl die Genese als auch die karsthydrographische Ausbildung der "Unterirdischen Pegnitz" ist eng verknüpft mit den tektonischen Verhältnissen in diesem Gebiet: So sind im Bereich des Hügels der Pegnitzer Altstadt die anstehenden Malmkarbonate am dort durchziehenden Störungsbündel des "Pegnitzer Nordsprungs" um rund 10 m gegenüber den N‘ angrenzenden Doggerschichten abgesenkt worden. Die nächste, im E folgende Flussschleife umströmt den Wasserberg: Der von den Schichtabfolgen des Malm Alpha bis Gamma aufgebaute Umlaufberg wird von der Störungszone des "Pegnitzer Südsprungs" durchzogen. Im Bereich dieser tektonischen Abschiebung liegt am N-Hang des Wasserberges die Röschmühle. Ihr bereits im Mittelalter entstandener Name "Höhlmühl" (LAYRITZ 1794) verweist auf die – durch die intensive Bruchtektonik bedingte – Besonderheit, dass hier ein Teil des Flusswassers in der Ponorhöhle versinkt und nach einem unterirdischen, an herzynisch streichenden tektonischen Trennflächen ausgebildeten Lauf am S-Hang des Wasserberges in einer Quellhöhle wieder austritt (BAIER et al. 1992).

Während die oberirdische Pegnitz den Wasserberg entlang einer 1800 m langen Flussschleife in rund 15 Minuten umströmt, benötigt die unterirdische, lediglich 322 m Luftliniendistanz betragende Passage der versunkenen Fichtenohe-/Mühlbach-Wässer (je nach Vorfluter-Wasserstand) meist 90 bis 180 Minuten (BAIER et al. 1992). Gleich S‘ des Wiederaustritts mündet das von der einheimischen Bevölkerung pauschal als "Unterirdische Pegnitz" benannte Karstgerinne in den Pegnitz-Fluss.

Siedlungshistorisch ist über den Mühlenbau und die Anlage der Pegnitzer Flusskreuzung nur wenig bekannt. Die am Wasserberg liegende Röschmühle dürfte wohl die älteste der Pegnitzer Mühlen darstellen: Sie wird in Dokumenten aus dem Jahre 1293 als "untere Mühle" erwähnt (BAUER 1938). Nach dem bis zum Ende des 17. Jahrhunderts als "Hohler Berg" bezeichneten Wasserberg erfolgte zunächst die Benennung dieser Mühle als "Hohlmühle". Am Ende des 18. Jahrhunderts findet sich die Benennung "Höhl- oder Röschmühle" (LAYRITZ 1794), wobei die letztgenannte Bezeichnung vom Namen eines früheren Besitzers abgeleitet wurde (BAUER 1938).

Bei den im Zeitraum 2016/17 durchgeführten Recherchen des "Kleinen historischen Kreises Pegnitz" entdeckten die Pegnitzer Hobbyhistoriker Heinz Hertel, Richard Wächter und Peter Wenzel im Staatsarchiv Amberg die älteste, bis heute erhalten gebliebene Karte der Stadt Pegnitz. Sie zeigt die Ansicht der damals noch unversehrten, erst im Jahre 1553 durch die Nürnberger zerstörten Burg Böheimstein, die Stadt Pegnitz sowie den Wasserberg. Die drei Forscher folgten einem Literaturhinweis aus dem Jahr 1971, den damals der Historiker Dr. Fritz Schnelbögl gab (NN 2015).

Ausschnitt der zwischen 1533 und 1553 entstandenen Karte der Stadt Pegnitz mit der Ansicht der damals noch unzerstörten Burg Böheimstein, der Stadt Pegnitz, der Flusskreuzung sowie der Röschmühle mit dem Wasserberg; rezent koloriert von Peter Wenzel/Pegnitz. Fundort: Staatsarchiv Amberg.

Die kleine Karte entstand zwischen 1533 und 1553 und verbindet in einer Collage die Burg Böheimstein auf dem heutigen Schlossberg sowie die Pegnitz- bzw. Zausenquelle an dessen E-Hang, die beiden Stadtkirchen und die Röschmühle mit dem Wasserberg. Erstellt wurde die Pegnitzer Karte anlässlich von Grenzstreitigkeiten zwischen der Kurpfalz und dem Fürstentum Brandenburg-Kulmbach: Das Umland der Stadt gehörte damals zu einem Bereich schwebender Grenzirrungen. Da in den Staatsarchiven in Amberg, in Bamberg und in Nürnberg die ältesten bis heute erhalten gebliebenen Karten des Großraums um Pegnitz nur bis in die Jahre 1492, 1516 und 1521 zurückreichen, dürften wohl keine noch älteren Ansichten mehr existieren (NN 2015).

Handzeichnungen wie die Pegnitzer Karte waren fast immer Unikate und wurden als "Abriss" oder "Augenschein" bezeichnet. Waren vorher einfache, grundrissartige Kartendarstellungen üblich, so setzte sich ungefähr von 1510 ab fast schlagartig dieser Kartentypus durch. Die zeitgenössischen Bearbeiter derartiger Kartenwerke mussten häufig eidlich geloben, "nach besten vestendtnus unverdechtig undt unpartheiisch abzureißen", wie es in einem Maler-Eid von 1583 heißt. Schon damals vertrat man die Meinung, dass "dergleichen werck billich (= ordentlich) sein" sollte (NN 2015).

Der das Pegnitzer Gebiet betreffende Kartenausschnitt ist im Original nur 8 cm x 6 cm groß. Zum besseren Verständnis wurde die Sepia-Zeichnung von Peter Wenzel rezent koloriert (NN 2015): Die nunmehr farbige Skizze zeigt die Burg Böheimstein auf dem Pegnitzer Schlossberg, die beiden Kirchen in der Pegnitzer Alten- und Neustadt, rechts oben die Pegnitzquelle und in der Mitte die Flusskreuzung (= heutiger Düker). Unten links auf der Karte, wo damals wie heute ein Teil der Fichtenohe in der Ponorhöhle des Wasserberges versinkt, ist die Röschmühle mit ausgedehnten Baumbeständen eingezeichnet.

Eindrucksvoll ist die Quelle der Pegnitz mit den hochgewachsenen Erlenbäumen herausgestellt. Noch 1692 schrieb der Creußener Pfarrer Johann Will in seinem berühmten "Teutschen Paradeiß" von dem Pegnitzer "Wahrzeichen, das kreuz- weis übereinander laufende Wasser, wo der Zaußenbrunn unter den Pegnitzfluß abgeleitet wird". Die "Pegnitzer Flusskreuzung", also die Querung des Mühlbaches über die Pegnitz, wurde wahrscheinlich bei der Errichtung der Stadtweiher 1515 bis 1517 gebaut und bestand zunächst aus einer mittels Holzbohlen hergestellten Flussbrücke (NN 2015). In den 1930-er Jahren wurde dieses Wasserbauwerk in der Pegnitzer Schlossstraße durch einen betonierten Düker ersetzt.

Die Einzigartigkeit des Wasserbergs wird schon 1733 im ältesten, bis heute erhalten gebliebenen Dokument der "Delicae topographiae Nirbergensis" des Nürnberger Rathschreibers Müller erwähnt (CRAMER 1926, BAIER et al. 1994). Die "Burg- und Marggräfflich Brandenburgische Landes- und Regenten Historie" des Johann Matthias GROSS (1749) beschriebt das Karstphänomen Wasserberg bereits ausführlich: "Diese in die Regnitz einfallende Pegnitz quillet ohnweit Creußen, nächst an dem Dorff Buchau aus drei Bächen, der Fichtennoh, dem gemein Wasser und Büchenbach hervor, streifet an Rosenhof und anderen kleinen Orten vorbei auf die Stadt Pegnitz, zur Rösch-Mühle, allda sie nächst unter der Rad-Stube in den Wasser-Berg hinein kriecht, und auf der andern Seite des Bergs durch drei Felsen-Löcher wieder hervor bricht". Im ausgehenden 18. Jhd. und vor allem im 19. Jhd. taucht dann das Karstphänomen des Wasserberges in einer Vielzahl von naturwissenschaftlichen Werken und in Reiseführern auf (JÄGER 1784, BUNDSCHUH 1801, v. MURR 1801, FIKENSCHER 1811, CANABICH 1818, v. LIECHTENSTERN 1825, CAMMERER 1829).

 

3. Erforschungsgeschichte der »unterirdischen Pegnitz« im Wasserberg

Die erste geowissenschaftliche Befahrung der Ponorhöhle fand Anfang des 20. Jhd. durch HERMANN (1908) statt: "Seinen Namen Wasserberg führt das Karstwunder wohl daher, dass bei der Röschmühle der stärkere Arm der sich kurz vorher teilenden Pegnitz in einem natürlichen Tunnel im Berge verschwindet. Auch der östliche Arm (= Pegnitz W‘ der Eisenbahnbrücke) gibt einen Teil seines Wassers durch mehrere Sauglöcher in den Berg ab. Ein besonders schön ausgebildetes, fast genau kreisrundes Saugloch, das man 1904 beobachten konnte, war im Frühjahr 1905 durch die Eisenbahnverwaltung zugeschüttet worden." Nach kurzer Zeit hatten sich hier jedoch wieder zwei kleinere Ponore neu gebildet (HERMANN 1908).

Im Spätherbst 1906 konnte HERMANN den Zulauf und die Ponorhöhle am N- Hang des Wasserberges in einer Gesamtlänge von 27 m befahren und aufnehmen. Seine Beschreibungen der unterirdischen Wasserwege besitzen großenteils bis heute Gültigkeit und sollen im Folgenden auszugsweise wiedergegeben werden (REINL 2014a):

"Am 15. und am 17. November 1906 betrat ich den sieben Meter unter der Straße liegenden Wassertunnel, das zweite Mal begleitet von einem jungen Pegnitzer Maurer, der mir beim Abmessen behilflich war. Der etwas unbequeme Einstieg erfolgte an einem der riesigen Schaufelräder der Mühle. Dann ging es etwa 15 Meter weit in den gut zwei Meter hohen, gemauerten Mühlgang bis zu dem (Licht-) Schacht, der südlich der Straße hinabführt.

Von diesem Schacht aus reicht der ziemlich genau von Nord nach Süd gerichtete, gemauerte und überwölbte Mühlgang noch acht Meter in den Berg hinein. Dann ändert sich die Richtung des Tunnels und die gemauerte Decke macht der natürlichen Platz. Gleichzeitig erniedrigt sich die Höhe des Ganges auf 1,20 Meter. Auf beiden Seiten ist jedoch die Mauer noch acht Meter weitergeführt. Gleich an der rechten Ecke der Biegung zeigt die Mauer zwei Lücken, und das Licht der Azetylenlaterne ließ erkennen, dass die natürliche Breite des Ganges hier ziemlich beträchtlich und eine Neigung der Schichten nach Westen unverkennbar ist."

Grundriss der ehem. Wasserradstube der Röschmühle, des Mühlstollens und der Ponorhöhle AD 84" am N Hang des Wasserberges in Pegnitz/Ofr. Verändert n. CRAMER (1926) und BAIER et al. (1994).

Mit Hilfe von Stangen konnte HERMANN mehrere Höhlengänge erkunden: "Von einer Nische aus gelangt man durch eine knapp 35 Zentimeter breite Spalte in einen Schlot, der reichlich sechs Meter hoch ist und schätzungsweise fünf bis sechs Menschen bequem nebeneinander Raum gibt. Auf von der Decke herabgestürzten Trümmern kann man durch Klettern etwa die halbe Höhe des Schlotes erreichen. Das weitere Vordringen im Hauptgang war sehr erschwert dadurch, dass sich hier ein großer Haufen Schlamm abgesetzt hatte, in dem man fortwährend stecken blieb. Bei dem zweiten Besuch des Pegnitz-Tunnels gelangte ich, stellenweise kriechend, noch vier Meter weit über den zähen Brei. Zwar erweitert sich jetzt der Gang wieder auf etwa zwei Meter, aber ein siphonartig vorgelagerter Felsblock gebietet Halt. Eine rechts oberhalb des Ausflusses sichtbare Höhlung ist erfüllt von Werkkalktrümmern, die von Zeit zu Zeit von der Decke herabstürzen."

In neuerer Zeit berichteten BRÜCKNER (1912), LINDNER (1920, 1922), CRAMER (1926, 1932) und SCHNITZER (1965) über das karsthydrologische Phänomen der Pegnitzversinkung. Bereits in den 1960er Jahren zeigten sich im Pegnitzer Stadtgebiet jedoch zunehmende Verfallserscheinungen des "hydraulisch ausgeklügelten Zwei-Fluss-Systems". So existieren im Archiv der "Nordbayerischen Nachrichten" mehrere, bis in das Jahr 1969 zurückreichende Zeitungsberichte über den Wasserberg, in denen von konkreten Vorstellungen des Bauausschusses im Pegnitzer Stadtrat für die Renovierung des Ponorzulaufs die Rede ist; diese sollten im Jahr 1970 verwirklicht werden.

1974 berichteten die "Nordbayerischen Nachrichten" von Beratungen im Kreistag, wonach das "Pegnitzer Karstwunder" zum Wanderziel ausgebaut werden sollte (REINL 2017c). Nach der Aufnahme des Projekts in das Naturschutzprogramm teilte das Landratsamt damals mit, dass die Sehenswürdigkeiten "sicherlich heuer noch" in einen befriedigenden Zustand gebracht werden würden (REINL 2016b). Als Maßnahmen waren die Anlage eines Parkplatzes und der Bau von Wanderwegen durch den Pegnitzgrund vorgesehen. Außerdem sollte der Einlauf und der Wiederaustritt der "Unterirdischen Pegnitz" freigelegt werden. Als besonderer Höhepunkt war im Bereich des Ponorhöhleneingangs ein Durchbruch geplant, welcher einen Einblick bis auf die Talsohle des Wasserbergs ermöglichen sollte; dort war weiterhin eine künstliche Beleuchtung der Ponorhöhle vorgesehen. Die Finanzierung sollte über das Naturparkprogramm, durch das Bayerische Ministerium für Umweltschutz und Landesplanung sowie durch den Landkreis Bayreuth und die Stadt Pegnitz erfolgen (REINL 2014b, 2016b).

 

4. Hydrologische Situationen im Sommer 2015

Nach anfänglichen Strategieüberlegungen zur Renovierung und Reaktivierung der "Unterirdischen Pegnitz" durch die Bürgerschaft und die Verwaltung der Stadt Pegnitz (REINL 2013) fanden die ersten Gespräche zwischen der Kommune, dem Wasserwirtschaftsamt Bayreuth, dem GeoZentrum Nordbayern und dem Sägewerkbesitzer Bernd Asmus im Dezember 2014 statt. Neben dem "Kleinen Historischen Kreis Pegnitz" stand für die hydrogeologische Beratung auch der Verfasser zur Verfügung, wobei dessen Erfahrungen mit den Untersuchungen des "Tiefen Brunnen" auf der Kaiserburg zu Nürnberg (BAIER et al. 2012) in das Pegnitzer Projekt mit einflossen.

Bald darauf erfolgten erste Geländebegehungen mit der Zielsetzung, den aktuellen Zustand der karsthydrographischen Besonderheit zu ermitteln. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse waren zunächst entmutigend: das "Obere Wehr" im N-Teil der Stadt Pegnitz an der Abzweigung des Mühlbaches von der Fichtenohe erwies sich infolge Erosions- und Korrosionsschäden sowie den Tätigkeiten von Bibern als weitgehend zerstört (REINL 2015b).

Ein weiteres, jedoch zentrales Problem stellte (und stellt bis heute) die markante "Flusskreuzung" von Fichtenohe/Mühlbach und Pegnitz W‘ der Röschmühle dar. Der dort erbaute Düker erweist sich zwar optisch in einem noch annehmbaren Zustand, scheint aber intern zusammengebrochen zu sein. Aktuelle Messungen der Vor-Ort-Wasserparameter "spez. elektr. Leitfähigkeit" und "pH-Wert" lassen dort eine Leckage zwischen Mühlbach- und Pegnitzwasser vermuten, welche auch für die niedrigeren Wasserstände im Fichtenohe-/Mühlbachsystem verantwortlich sein könnte (REINL 2014b).

Auch am Wasserberg selbst zeigten sich die Symptome des Verfalls: Das "Untere Wehr" an der Röschmühle zum Aufstauen und zum weitgehenden Umleiten des Fichtenohe/Mühlbach-Wassers in den Mühlkanal und in die Ponorhöhle wurde bei einem Hochwasser vor über zehn Jahren völlig zerstört und nicht mehr aufgebaut (REINL 2016a).

Da das ursprünglich raffiniert angelegte Zwei-Fluss-System seine Funktion nunmehr in stark eingeschränkter Weise erfüllen konnte, zeigten sich Folgen für den unterirdischen Wasserlauf: So erwies sich der Mühlkanal in die Ponorhöhle zwar optisch noch als am besten erhalten, war jedoch seit längerem ohne Funktion. Das Betonrohr im 26 m langen Zulauf unter dem Betriebsgelände war seit vielen Jahren mit Schlamm und Unrat verfüllt, weshalb es nahezu keine Wasserführung mehr aufwies (REINL 2015b). Dessen Ablauf führt in die ehemalige Wasserradstube der Mühle. Diese zeigte sich zwar im bautechnisch einwandfreien Zustand; ihre Wasserkanäle waren aber ebenfalls vollständig mit feinkörnigen, 0,3 m bis stellenweise 0,6 m mächtigen Schlammsedimenten verstopft (REINL 2016a).

Blick vom Mühlstollen nach oben in den Lichtschacht südlich der Röschmühle. Foto: Helmut Strobel/Pegnitz.

Der S‘ an die Wasserradstube anschließende, mit Werkkalkquadern ausgebaute Mühlstollen erwies sich ebenfalls als nahezu völlig verschlammt. Der Stollen führt bis zum Lichtschacht an der Straße: Dort befand sich am Schachtboden ein kleiner Berg herabgeworfener Äste und Steine (REINL 2016b). Vom Lichtschacht führt der Gang weiter nach S zur Ponorhöhle. Die in diesem Bereich anstehenden Mauerwände befanden sich im erstaunlich guten Zustand; nur vereinzelt waren einige der grob behauenen Steine herausgebrochen (REINL 2016a). Danach folgt die rund 35 m² große Höhle.

Blick vom Mühlstollen in die Ponorhöhle "D 84" am N-Hang des Wasserberges in Pegnitz/Ofr. Foto: Kleiner Historischer Kreis Pegnitz.

Das unterirdische Karstwassersystem im Wasserberg erhielt zu diesem Zeitpunkt keinen nennenswerten Zustrom aus der Ponorhöhle mehr. Aufgrund der fehlenden Wasserführung mussten bei den alljährlich stattfindenden Tracerversuchen des Lehrstuhls für Angew. Geologie Erlangen jeweils über 10 m³ Pegnitzwasser manuell in den Lichtschacht eingebracht werden, um das unterirdische Gerinne überhaupt mit einem Markierungsstoff beschicken zu können.

Eine Verringerung der Schüttung in der Quellgrotte "D 85a" am S-Hang des Wasserberges konnte in all diesen Jahren jedoch nicht beobachtet werden. Dies bedeutet, dass sich in jüngerer Vergangenheit neue Wasserwegsamkeiten aus der Pegnitz und somit neue Hohlraumsysteme im Zustrombereich ausgebildet haben müssen (REINL 2015a). Diese könnten sich in Zukunft karstspezifisch immer mehr erweitern, was infolge von Auswaschungs- und Lösungsvorgängen in den Locker- und Festgesteinen möglicherweise auch zu Problemen für die Standsicherheit der Bauwerke und Verkehrswege führen mag.

 

5. Reaktivierungsmaßnahmen im Sommer 2016

Da es unmöglich erschien, aus dem Mühlkanal und -stollen eine derart große und über 100 to. schwere Lockergesteinsmenge manuell abzugraben, wurde die Idee geboren, ein großes Kanalreinigungsfahrzeug der Pegnitzer Firma Veolia einzusetzen und den Schlamm abzusaugen. In der Kläranlage Pegnitz sollte das Wasser aus dem Tank des Saugfahrzeugs abgedrückt werden, ehe die restlichen Feststoffe zur Trocknung abgekippt und später entsorgt werden sollten. Die Kommune unter Bürgermeister Uwe Raab erklärte sich bereit, die Kosten hierfür zu übernehmen. Weiterhin konnte auch das Technische Hilfswerk Pegnitz für das Projekt gewonnen werden (Reinl 2017a).

Im August 2016 begannen nach umfangreichen Vorbereitungen die Arbeiten unter der Führung des Stadtheimatpflegers Helmut Strobel. Der Einsatz des "Saugrüsselfahrzeugs" zur Schlammentfernung bewährte sich schnell. Problematisch war, dass die tatsächliche Mächtigkeit des Lockersediments unbekannt war und so nach Gefühl vorgegangen werden musste. Ständig zufließendes Wasser erschwerte die Arbeiten der stellenweise über 0,5 m tief im Schlamm stehenden Helfer erheblich. Zum Ende des ersten Arbeitstages war jedoch der Ablauf in den Wasserberg schon von den Lockersedimenten befreit (REINLl 2017a).

Das im Mai 2017 für die Absaugung großer Mengen an Schlammsedimenten eingesetzte Kanalreinigungsfahrzeug der Firma Veolia vor dem Lichtschacht zur Ponorhöhle "D 84" am Nordhang des Wasserberges in Pegnitz/Ofr. Foto: Michael Hochgesang/Pegnitz.

Beim zweiten Einsatz im September 2016 wurden die Helfer mit Hilfe eines Abseilgeräts des THW Pegnitz über den Lichtschacht in den Mühlstollen hinabgelassen. Ein selbst konstruierter Haltegriff für das Saugrohr erleichterte die Arbeit. Bald war der Tunnel zur Wasserradstube freigelegt (REINL 2017a). Weitere Wochenendeinsätze folgten, wobei sich die Arbeiten bei einer Firsthöhe des Stollens von nur 1,20 m als sehr kräftezehrend erwiesen. Erschwerend kam hinzu, dass der über Jahrzehnte abgelagerte Schlamm von äußerst fester Konsistenz war. Mit Hilfe einer vom THW Pegnitz aufgebauten Wasserversorgung und dem immensen Wasserdruck bis 130 bar aus dem "Kanaligator" der Firma Veolia bahnte sich diese "Bombe" schließlich ihren Weg durch die unterirdischen Kanäle (REINL 2017a).

Als die Zulaufwege in die Ponorhöhle freigeräumt waren, legte im Spätherbst 2016 das Wasserwirtschaftsamt Bayreuth – als Ersatz für das vor über einer Dekade zusammengebrochene "Untere Wehr" – noch Steine in das Fichtenohe-/ Mühlbach-Flussbett, um den damals nur geringen Wasserzulauf anzustauen. Als auch noch das völlig verrostete Schmutzfanggitter des Mühlkanal-Einlauf beseitigt werden musste, sorgte der Pegnitzer Stadtbauhof binnen kürzester Zeit für Ersatz. Schließlich reinigten die ehrenamtlichen Helfer, begünstigt durch den niedrigen Wasserstand, noch das Mühlbach-/Fichtenohe-Flussbett (REINL 2017a).

Die Bilanz der ehrenamtlichen Helfer war beeindruckend: Die Mitarbeiter des "Kleinen Historischen Kreises" waren 340 Stunden im Einsatz, das THW Pegnitz war an zwei Samstagen kostenfrei dabei. Das Kanalfahrzeug leistete während 38,5 Stunden wertvolle Dienste. Gingen die ursprünglichen Hochrechnungen von rund 50 m³ zu entsorgenden Feinsedimenten aus, so mussten schließlich 90 m³ Schlamm abgesaugt werden (REINL 2017b). Bei der Eröffnungsfeier am 12. Mai 2017 zollte der Pegnitzer Bürgermeister Uwe Raab großes Lob den ehrenamtlichen Helfern und dem Wasserwirtschaftsamt Bayreuth sowie der Firma Veolia für die kostengünstige Bereitstellung des gewaltigen Saugrüsselfahrzeugs, ohne welches dieses Projekt nicht umsetzbar gewesen wäre. Für den Lehrstuhl für Angewandte Geologie erläuterte Johannes Barth, welcher den Wasserberg seit vielen Jahren zusammen mit dem Verfasser und den Erlanger Geologie-Studenten erforscht, die Entstehung von Karsthohlraumsystemen. Mit der Flutung des Mühlkanals war somit der erste Abschnitt der Sanierung dieses Geotops abgeschlossen. Sowohl die Pegnitzer Bürger als auch die Touristen können sich nunmehr ein Bild hiervon machen, wurde doch der Lichtschacht zur Ponorhöhle mit einer Beleuchtung versehen. Ein QR-Code leitet weiter auf eine detaillierte Homepage, welche die Bedeutung der "Unterirdischen Pegnitz" verdeutlicht (REINL 2017b).

 

6. Tracerversuche

Am Wasserberg wurden im Sommer und im Frühherbst 1993 von BAIER et al. (1994) umfangreiche (Salz-) Tracerversuche und hydrochemische Bestimmungen der unterirdischen Wasserwege durchgeführt. Bei einer derartigen Grundwasser-Markierung mittels Kochsalz wird das dosierte, in Wasser aufgelöste NaCl zu einem definierten Zeitpunkt "schlagartig" dem unterirdischen Gerinne beigegeben.

Natriumchlorid spaltet sich im Wasser in das positiv geladene Natriumion und das negativ geladene Cl- auf: Durch die somit entstandenen Ionen wird das Wasser elektrisch leitfähig. Aus den – an den Wiederaustrittstellen ("Pseudoquellen") registrierten – Messwerten der spez. elektr. Leitfähigkeit [µS/cm], jeweils verringert um die Werte des geogen/anthropogen bedingten Backgrounds, wird durch Multiplikation mit dem Faktor 0,553 (BAIER et al. 1994) der gelöste NaCl-Gehalt [mg/L] bestimmt. Bei der Auswertung von Tracerversuchen werden die beobachteten Leitfähigkeiten schließlich in Konzentration-Zeit-Kurven umgerechnet. Bezüglich der detaillierten Erläuterungen zur Durchführung von Markierungsversuchen und der Auswerteverfahren von Salztracern sowie der hiermit verbundenen Bestimmungen der vier Abstandsgeschwindigkeiten Vmax. , Vdom. , Va und Vmin. wird auf BAIER et al. (1994) verwiesen.

Die Abstandsgeschwindigkeit [m/s] ist die errechnete Geschwindigkeit, mit der sich ein Wasser- oder Markierungsteilchen zwischen zwei Messpunkten A und B bewegt. Durch diese Berechnung können jedoch nicht seine realen unterirdischen Weglängen durch Klüfte, Schotter u. ä. bestimmt werden. Die wirkliche mittlere Fließgeschwindigkeit (Vw ), mit der ein Wasserteilchen im Untergrund fließt, kann bei steilen und schmalen Durchgangskurven und exakter Beobachtung der Tracer-Maximalkonzentration aus der mittleren Abstandsgeschwindigkeit Va bestimmt werden (KÄSS 2004).

Die im Jahr 1993 getätigten Tracer-Untersuchungen am Wasserberg bauten auf den bereits im Jahre 1906 durchgeführten Markierungsversuchen mittels des Fluoreszenzfarbstoffs Uranin durch den Nürnberger Ingenieur AIGNER auf: Hierbei konnten qualitative Rückschlüsse auf den unterirdischen Durchbruch vom Pegnitzponor zur Quellgrotte gewonnen werden (HERMANN 1908). Bei den 1993 getätigten Messungen standen auch quantitative Fragen im Vordergrund. Nachdem ermittelt wurde, wohin die punktuell in der Ponorhöhle versinkenden, mit Kochsalzlösung markierten Wässer fließen, d. h. welche der am S-Hang des Wasserberges aufgefundenen Pseudoquellen mit welcher Intensität auf den Salztracer ansprechen, konnten neben der Bestimmung der jeweiligen mittleren Abstandsgeschwindigkeiten auch die Fließrichtungen der versunkenen Wässer und somit Rückschlüsse auf die bislang unzugänglich gebliebenen subterranen Wasserwege gewonnen werden.

Der Ende September 1993 in die Ponorhöhle "D 84" eingebrachte Salztracer wurde an vier Pseudoquellen am S-Hang des Wasserberges qualitativ und quantitativ nachgewiesen (BAIER et al. 1994). Während die Pegnitz für ihren 1800 m langen oberirdischen Lauf um den Wasserberg etwa 15 Minuten benötigt, betrugen die Fließgeschwindigkeiten der "unterirdischen Pegnitz" – bei gleichem hydraulischem Gefälle – rund 180 Minuten. Die hierbei bestimmte "mittlere Abstandsgeschwindigkeit" Va von 0,03 m/s deutet auf ein weitverzweigtes Hohlraumsystem im Berg sowie auf eine teilweise Verfüllung der unterirdischen Bachbette mit Kalkschutt hin.

Die Ergebnisse der Wasseranalysen vom September 1993 unterstrichen das bereits von HERMANN (1908) beobachtete, vor allem in der Ponorhöhle "D 84" visuell stark in Erscheinung tretende Ausmaß der Karbonatlösung im Wasserberg. In den Wässern der vier Pseudoquellen am S-Hang des Berges wurden Zunahmen der Calciumgehalte gegenüber dem an Nordhang einströmenden Flusswasser von 5,3 mg/L auf rund 59 mg/L bestimmt. Dies impliziert ein sehr starkes Ausmaß von Karbonatlösung, welche durch die kalkaggressiven Fichtenohe-/Mühlbachwässer in diesem tektonisch stark beanspruchten Berg stattfindet.

In den Folgejahren wurden (und werden bis heute) am Wasserberg regelmäßig Tracerversuche durchgeführt. Auffällig hierbei war zunächst, dass die Pseudoquelle Q 02 unter der Eisenbahnbrücke am S-Hang des Wasserberges zunehmend an Schüttungsmenge verlor und auch immer seltener auf den Salztracer ansprach.

Bis zum Mai 2014 konnten bei den verbliebenen Pseudoquellen Q 01, Q 03 und Q 04 eindeutige Tracernachweise mit einer jeweils eingipfeligen Durchgangskurve registriert werden. Hier sprach zuerst die mit 60,9 L/s stark schüttende Quellgrotte "D 85a" (= Q 01) nach einer Durchflussdauer von 1:43h an; sie erreichte die Tracer-Maximalkonzentration nach 2:45h. Die beiden mit 2,6 L/S bzw. 3,5 L/s wesentlich schwächer schüttenden Nachbarquellen Q 03 und Q 04 erlangten ihre Tracer-Maxima nach rund 3:20h.

Aus den Leitfähigkeitsmesswerten [µS/cm] errechnete Salztracergehalte [mg/L] der Wässer in den Pseudoquellen Q 01, Q 03 und Q 04 am S-Hang des Wasserberges in Pegnitz/Ofr. am 23. Mai 2014.

Die subterranen Wasserwege der "Unterirdischen Pegnitz" führten bis zu diesem Zeitpunkt durch einige wenige, linear aufeinander folgende Karströhren und Höhlenräume. Dieses Bild ergibt sich einerseits durch die relativ hohen Quellschüttungen und andererseits durch die Symmetrie der beobachteten Tracer-Durchgangskurven.

Im Mai 2015 – noch lange vor den weiter oben dargelegten Restaurierungsarbeiten der "Unterirdischen Pegnitz" – ergaben sich bei allen drei Pseudoquellen zweigipfelige Durchgangskurven des Salztracers: Die an diesem Beobachtungstag mit 86,3 L/s sehr stark schüttende Quellgrotte "D 85a" (= Q 01) erreichte nach einer Durchflussdauer von 2:06h ihr erstes, relativ schwach ausgeprägtes Tracer-Maximum. Die zweite, wesentlich stärker ausgeprägte Tracer-Maximalkonzentration trat nach 2:51h auf.

Die beiden mit 3,6 L/s bzw. 4,0 L/s wesentlich schwächer schüttenden Nachbarquellen Q 03 und Q 04 zeigten ein sehr ähnliches Bild: Sie erlangten ihren ersten, schwächeren Tracer-Peak nach etwa 2:40h und die jeweils zweiten, stärker ausgeprägten Tracer-Maxima nach rund 3:25h.

Aus den Leitfähigkeitsmesswerten [µS/cm] errechnete Salztracergehalte [mg/L] der Wässer in den Pseudoquellen Q 01, Q 03 und Q 04 am S-Hang des Wasserberges in Pegnitz/Ofr. am 22. Mai 2015.

Mehrere wassererfüllte Hohlräume, die mit voneinander unterschiedlichen Weglängen zu einer Pseudoquelle führen, bedingen eine Überlagerung der ankommenden Tracerwolken, was zu einer mehrgipfeligen Durchgangskurve führt (KÄSS 2004). Die Konzentrationsverteilung im Untergrund muss hier gesehen werden als Addition von verschiedenen, sich überlagernden Tracerwolken, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten strömen oder – wie im Wasserberg – bei gleichem hydraulischen Gefälle und weitgehend identischen Abstandsgeschwindigkeiten unterschiedlich lange Karstgerinne durchströmen, bis sie schließlich an der entsprechenden Pseudoquelle wieder zu Tage treten.

Ein sehr ähnliches Tracergeschehen konnte schließlich – nach den Restaurierungsmaßnahmen der "Unterirdischen Pegnitz" – am 11. Mai 2017 beobachtet werden. Auch hier zeigten sich (wie übrigens auch bei einem Tracerversuch am 03. Juni 2016) bei allen drei Pseudoquellen zweigipfelige Durchgangskurven des Salztracers: Die an diesem Tag mit 94,7 L/s sehr stark schüttende Quellgrotte "D 85a" (= Q 01) erreichte nach einer Durchflussdauer von nur 1:15h ihr erstes, jetzt sehr stark ausgeprägtes Tracer-Maximum. Die zweite, wesentlich schwächer ausgeprägte Tracer-Maximalkonzentration trat nach 1:35h auf.

Die beiden mit 7,0 L/s bzw. 5,5 L/s schwächer schüttenden Nachbarquellen Q 03 und Q 04 zeigten wieder ein nahezu identisches Bild: Sie erlangten ihre ersten, hier sogar stärker als bei Q 01 ausgeprägten Tracer-Peaks nach rund 1:25h und die jeweils zweiten, schwächer ausgeprägten Tracer-Maxima nach rund 2:00h.

Aus den Leitfähigkeitsmesswerten [µS/cm] errechnete Salztracergehalte [mg/L] der Wässer in den Pseudoquellen Q 01, Q 03 und Q 04 am S-Hang des Wasserberges in Pegnitz/Ofr. am 11. Mai 2017.

Insgesamt betrachtet scheint sich ab Mai 2015 im Wasserberg eine zweite Wasserwegsamkeit ausgebildet zu haben, welche wohl in der Nähe der Ponorhöhle zu lokalisieren sein dürfte. Hier teilt sich das unterirdische Gerinne, so dass die Tracerwolke zwei unterschiedlich lange Wegstrecken benutzen muss und somit unterschiedliche Laufzeiten aufweist. Im weiteren subterranen, wohl an orthogonalen Kluftsystemen angelegten Höhlenverlauf treffen die beiden Gerinne wieder zusammen, um dann ihre unterschiedlichen Wasserwege zu den einzelnen Pseudoquellen einzuschlagen. Während diese zweite Wasserwegsamkeit im Mai 2015 eine zunächst nur untergeordnete Rolle bei den Durchflussraten spielte, scheint sie sich bis zum Mai 2017 zum Hauptgerinne entwickelt zu haben, welche nunmehr den Hauptanteil des eingespeisten Tracer transportiert.

 

7. Schlussbetrachtung und Ausblick

In näherer Zukunft soll im Pegnitzer Gebiet das gesamte, im Mittelalter mit hohem Aufwand angelegte Pegnitzer Wasserleitsystem wieder in den Mittelpunkt der öffentlichen Wahrnehmung rücken. Hierzu gehört ebenso der ingenieurwissenschaftlich sehr interessante Düker an der "Flusskreuzung" in der Schlossstraße. Schließlich sollen alle Attraktionen in einen Wasserwanderweg vom noch zu renovierenden "Oberen Wehr" über die Pegnitzquelle und die noch zu ertüchtigende "Flusskreuzung" mit dem Düker bis zur Ponorhöhle an der Röschmühle und den Pseudoquellen der "Unterirdischen Pegnitz" am S-Hang des Wasserberge eingebunden werden. Für die Stadt Pegnitz wäre dies eine naturwissenschaftlich wie touristisch bedeutsame Attraktion mit dem Charakter eines Alleinstellungs-Merkmals. Eine hierzu unabdingbare Voraussetzung ist natürlich, dass dieses historische, hydrographische und karsthydrologische Assemblee schlussendlich in einen einwandfreien Gesamt-Zustand versetzt wird (REINL 2013a, 2015a, 2017c).

 

8. Danksagungen

Die Planungen, Projektierungen und praktischen Arbeiten des Unternehmens "Restaurierung der Unterirdischen Pegnitz" war nur durch das Zusammenspiel einer Vielzahl von privaten Forschungsbegeisterten, kommunalen Vertretern und Verbänden, Medienfachleuten und Universitätsangehörigen möglich. Meine angenehme Pflicht ist es, der Vielzahl der hieran Beteiligten ein herzliches Dankeschön auszusprechen.

Der Bürgermeister der Stadt Pegnitz, Herr Uwe Raab, stand dem langjährigen Engagement zur Restaurierung der "Unterirdischen Pegnitz" stets wohlwollend gegenüber und unterstützte tatkräftig die administrativen sowie technischen Arbeiten – ihm sei hiermit ausdrücklich gedankt.

Mein herzlicher Dank gilt den Herrn Heinz Hertel, Richard Wächter und Peter Wenzel vom "Kleinen historischen Kreises Pegnitz" für ihre im Staatsarchiv Amberg mit begeisterten Engagement durchgeführten, umfangreichen Aktenrecherchen über die Historie der Pegnitzer Hydrographie.

Weiterhin möchte sich der Verfasser herzlich bei dem Stadtheimatpfleger der Stadt Pegnitz, Herr Helmut Strobel, für seine mit großem Idealismus vorangetriebenen, sehr tatkräftigen Gelände- und Erkundungsarbeiten bedanken.

Mein ganz besonderer Dank gilt Herrn Bernd Asmus, Eigentümer des Sägewerkes in der Röschmühle, für die stets überaus freundliche Aufnahme auf seinem Werkgelände und die wohlwollende Bereitschaft, den Mühlkanal und -stollen zur Ponorhöhle wieder in einen funktionsfähigen Zustand zu versetzen.

Bei Herrn Richard Reinl (Nordbayerische Nachrichten Pegnitz) möchte ich mich für seine seit sehr langer Zeit verlässlich getätigten Unterstützungen sowohl bei den Geländearbeiten als auch bei den Kontaktaufnahmen mit administrativen Stellen und der hiermit verbundenen Regelung verwaltungstechnischer Vorgänge, der langjährigen chronologischen Aufnahme sowie der Bereitstellung der jeweiligen Zeitungsberichte und der Überlassung von Photoaufnahmen ganz besonders bedanken.

Schließlich danke ich den Laborantinnen und den interessierten sowie sehr engagierten Studentinnen und Studenten des GeoZentrums Nordbayern der FAU Erlangen/Nürnberg für die verlässlichen Tracerbeobachtungen und die Durchführung der titrimetrischen und kolorimetrischen Wasseranalysen.

Zwei ungenannten Gutachtern sei für wertvolle Hinweise und für die Durchsicht des Manuskriptes gedankt.


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* Dr. Alfons Baier, last Update: Dienstag, 30. April 2019 16:44

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