Limnologie/Oberflächenwasser

Limnologische Gutachten zur Gewässergüte von Stand- und Fließgewässern

Grundlage für die Erarbeitung eines limnologischen Gutachtens für ein Oberflächengewässer in Sachsen-Anhalt bildeten die seit 2007 im Rahmen der Gewässerüberwachung (GÜSA) erhobenen Daten (Wassermengenbilanzierung, chem.-phys. Charakteristik). Die vorliegenden Daten wurden hinsichtlich der Entwicklung der Trophie des Gewässers ausgewertet. Dabei erfolgte eine Bewertung der Beeinflussung des Seewasserkörpers durch die mit den Zuflüssen eingetragenen Frachten, die Erstellung einer Phosphorbilanz, die Bewertung der Nährstoffkonzentrationen und Frachten. Im Ergebnis der Berechnungen wurden Empfehlungen zur Verbesserung des gewässerökologischen Zustandes des Sees, u.a. durch fischereiliche Bewirtschaftungsmaßnahmen, gegeben.

Gutachterliche Begleitung eines limnologischen Großversuchs zur Rückversauerung eines Tagebausees

Die Daten des Monitorings in Verbindung mit der Überwachung der Rückversauerung eines Tagebausees waren jeweils in Jahresberichten zu erfassen und auszuwerten. Ziel war die Abschätzung des für den Vorfluter bestehenden Gefährdungspotentials infolge der Entwicklung der Wasserqualität des Tagebausees nach dem Aussetzen dessen Konditionierung (Rückversauerung). Die Auswertung umfasste u. a. die Berechnung und Bewertung von Stoff- und Aciditätsfrachten betroffener Fließ- bzw. Oberflächengewässer, die Bewertung der zeitlichen Entwicklung des Oberflächengewässers (Versauerung), der Vergleich der aktuellen Daten mit vorliegenden Prognosen und die Erarbeitung von Empfehlung zur Fortführung der Untersuchungen (Messnetz, Untersuchungsumfang).

Limnologisches Prognosegutachten für den Seenverbund im ehemaligen Holz-weißiger Tagebaugebiet und für den Seelhausener See

Durch den ehemaligen Braunkohletagebau im Raum Bitterfeld wurde das ursprüngliche Fließgewässernetz in der Region nachhaltig verändert. Fließgewässer, wie der Lober oder die Leine wurden verlegt. Im Zuge der Entwicklung einer Bergbaufolgelandschaft wurden neue Ein- und Ableitsysteme von und zu den Tagebauseen (wie u. a. der Lober-Leine-Kanal geschaffen. Für die Wiederherstellung von weitgehend nachsorgefreien Fließgewässerverhältnissen ist eine Verlegung des Lober-Leine-Kanals geplant. Im Vorfeld dieser Baumaßnahme muss geprüft werden, inwiefern es durch den Rückbau des Fließgewässers und dessen Einbindung in die Tagebaurest-seen zu einer Verschlechterung der Wasserqualität in den Seen kommen kann. Hierfür sind langjährige Datenreihen hinsichtlich der Wasserqualität von Grund-, Oberflächen- und Einleitwässern auszuwerten und Sedimentuntersuchungen durchzuführen.

Für die Neuordnung des Vorflutsystems werden drei verschiedene Einleitvarianten betrachtet. Für den Prognosehorizont (Modellierung mit Programm PHREEQC bis zum Jahr 2050) sind die hydrochemische Wasserbeschaffenheitsentwicklung zu bewerten und Aussagen zur langfristigen trophischen Entwicklung der Seen auf Ba-sis von Nährstoffbilanzen aufzustellen. Ferner ist das Versauerungspotenzial zu beurteilen und im Ergebnis eine Vorzugsvariante für die Einbindung des Lober-Leine-Kanals zu benennen.

Bestimmung der Durchflussmengen in Fließgewässern

Die Bestimmung von Durchflussmengen in Fließgewässern erfolgt mit Hilfe von magnetisch- induktiven Strömungssensoren mit einem breiten Messintervall zwischen 0,0-2,5 m/s. Bei jeder Messung wird der Messquerschnitt des Gewässers mittels Bandmaß, Peilstange und Zollstock ausgemessen, in Abhängigkeit von der Gewässerbreite werden Lamellen festgelegt. Für jede Lamelle erfolgt eine Fließgeschwindigkeitsmessung in verschiedenen Tiefen, abhängig von der jeweils maximalen Wassertiefe im Messquerschnitt. Es erfolgten Messungen bspw. in Zu- und Abflüssen von Tagebauseen zur Berechnung entsprechender Frachten, die Erfassung von Fließgeschwindigkeiten kleinerer Vorfluter, u.a. in Vorbereitung von Gewässersanierungsmaßnahmen.

Limnologische Untersuchungen in ehemaligen Tagebaubereichen

Viermal jährlich erfolgen limnologische Untersuchungen in Tagebauseen der ehemaligen Tagebaugebiete im Geiseltal, Merseburg Ost, Nachterstedt/Königsaue, Bitterfeld/Holzweißig, Golpa- Nord und Gröbern, Bockwitz, Espenhain, Witznitz, Zwenkau, Zechau, Haselbach, Störmthal und Cospuden.

Neben der Aufnahme chemisch-physikalischer Parameter (Tiefenprofile) werden Proben aus festen Tiefen bzw. schichtungsorientiert entnommen und auf chemische und biologische Parameter (Zoo- und Phytoplankton) untersucht. Die Untersuchungen erfolgen auf ca. 30 Gewässern an ca. 40 Seemessstellen, wobei bis in max. Tiefen von etwa 80 m beprobt wird. Neben der Untersuchung auf phys.-chem. Parameter wurden auch biologische Komponenten für das jeweilige Oberflächengewässer ermittelt (Chlorophyll, Zoo- und Phytoplankton). In einem jährlichen Bericht wird die Güteentwicklung der Gewässer bewertet.

Gutachterliche Begleitung der Neutralisation saurer Tagebauseen

Um die Ausleitung von Überschusswasser aus Tagebauseen in die Vorfluter absichern zu können, sind bestimmte Ausleitkriterien einzuhalten, die sich in der Regel auch auf einen pH-Wert etwa im Neutralbereich beziehen. Dazu ist es notwendig, Wasserkörper mit deutlich sauren pH-Verhältnissen zu neutralisieren. Entsprechende Neutralisationsmaßnahmen wurden unter Zuhilfenahme von Kalk (Kalksuspension, Branntkalk) in einigen Tagebauseen realisiert. Diese Maßnahmen wurden hinsichtlich der Entwicklung der chemisch/physikalischen Verhältnisse überwacht. Teilweise in nur wöchentlichen Abständen erfolgten die Aufnahme von Tiefenprofilen bzw. die Entnahme von Proben aus definierten Tiefen für die chemische Analyse. Die Arbeit bei derart extremen Bedingungen stellt hohe Anforderungen an die Messtechnik und die Messgenauigkeit.

Prognose zur Gewässerentwicklung

Für einen aufgehenden Tagebausee war die gewässerökologische Situation zu erfassen und die weitere Entwicklung dieser Gewässer zu prognostizieren. Neben der Wasserbeschaffenheit des Oberflächengewässers standen für diese limnologische Prognose quantitative (geplante Zuflussmengen) und qualitative Daten (analytische Untersuchungen zur Wasserbeschaffenheit) der Zuflüsse und Einleitungen und Daten zur Grundwasserbeschaffenheit zur Verfügung. Auf dieser Grundlage wurde mittels eines hydrogeochemischen Modells die zukünftige Entwicklung des Oberflächengewässers bei verschiedenen Flutungsvarianten prognostiziert. Abschließend wurden die Ergebnisse der Wasserbeschaffenheitsentwicklung der Flutungsvarianten verglichen und eine Vorzugsvariante empfohlen. Die Auswahl der Vorzugsvariante erfolgte sowohl unter Berücksichtigung einer möglichen Versauerungs-/Versalzungstendenz, als auch unter Einbeziehung der zukünftigen Nutzungsziele.