Limnologie/Oberflächenwasser

In den Teilbecken der Teichgewässer wurden an mehr als 750 Einzelpunkten vom Boot aus die Sedimentmächtigkeiten einschließlich der Tiefe des überstehenden Wassers gemessen, Sedimentproben entnommen und laboranalytisch untersucht. Zudem erfolgen monatlich Messungen der Durchflussgeschwindigkeit im Zulauf zu den Teichen und eine Ermittlung des Sedimenteintrages mit Hilfe von Sedimentkästen. In regelmäßigen Abständen wird die Qualität des überstehenden Wassers im Zulauf und in den einzelnen Teilbecken hinsichtlich Nährstoffgehalte und Sauerstoffversorgung gemessen, um u.a. den Nährstoffeintrag mit dem Zulauf bewerten zu können. Die im Verlauf eines Jahres erhobenen Daten werden primär zur Ableitung von Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige Entwicklung der Teichgewässer genutzt.

Das Kleingewässer umfasst eine Wasserfläche von etwa 7.000 m², ist eingebettet in eine weitläufige parkähnliche Grünfläche und prägt entscheidend das Dorfbild der kleinen Gemeinde. Das Gewässer wird lediglich von Grund- und Niederschlagswasser gespeist, ein oberirdischer Zufluss existiert nicht. In den Jahresverläufen 2022 und 2023 erfolgen regelmäßige (innerhalb der Saison monatliche) Untersuchungen zur Wasserqualität (u. a. Sauerstoffsättigung, Nährstoffe, Eisen, Chlorophyll a) und zum Zustand des Gewässers in Bezug auf Algenbewuchs und Ufervegetation.

Auf der Grundlage dieser Untersuchungen und unter Berücksichtigung der gewässerökologischen Gegebenheiten war eine Zustandsermittlung vorzunehmen. In Auswertung dieser Zustandsermittlung werden Schutz- und Pflegemaßnahmen sowie mögliche Entwicklungskonzepte/Maßnahmen zur Gewässerunterhaltung abgeleitet und diese Vorschläge hinsichtlich ihrer Realisierbarkeit zusammen mit dem Auftraggeber und Grundstückseigentümer diskutiert. Planungsziel ist es, die bestehende Wasserqualität mindestens zu erhalten bzw. zu verbessern und die Verlandung des Gewässers einzudämmen.

Im Gebiet ehemaliger Tagebaue war die Wasserqualität der Einleitungen in die Bergbaufolgeseen zu überwachen. Im monatlichen, quartalsweisen bzw. halbjährigen Rhythmus waren die Einleiter zu beproben. An drei Messstellen war zusätzlich monatlich der Durchfluss zu erfassen. Ferner war für einen Zeitraum von drei Monaten bei Starkregenereignissen eine kurzfristige Reaktionszeit nötig, um die Wasserqualität und den zu erwartenden Abfluss des Fließgwässers bewerten zu können.

Ab 2017 erfolgt eine Förderung von Bernstein aus einem Bergbaufolgesee. Im Rahmen des begleitenden Monitorings werden an verschiedenen Seemessstellen im Umfeld des Abbauareals Tiefenprofile über die gesamte Teufe des Wasserkörpers aufgenommen und Wasserproben für die laboranalytische Untersuchung entnommen. Ziel ist es, eine mögliche Beeinflussung der Wasserqualität erfassen und bewerten zu können. Zudem wurden auf zwei Achsen (N-S und E-W) vom Förderschiff aus die Veränderung der Trübung sowohl über die Tiefe als auch Richtung Ufer dokumentiert, um den Umkreis der Beeinflussung des Gewässers durch die Förderung abgrenzen zu können.

Im monatlichen Abstand sind Wasserproben aus zwei Talsperren im Freistaat Thüringen zu entnehmen. Die Wasserproben werden in die vom Labor zur Verfügung gestellten Gefäße abgefüllt, ein Teil der Wasserproben ist zu filtrieren.

Die Probenahme erfolgt mittels Schöpfer (Fa. Hydrobios) aus vorgegebenen Tiefen bzw. je nach bestehender thermischer Schichtung. Zusätzlich ist über die gesamte Wassertiefe ein Vertikalprofil für die Parameter pH-Wert, Leitfähigkeit, Sauerstoff, Temperatur, Redoxpotential und Trübung aufzunehmen.

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.

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.

Viermal jährlich erfolgen limnologische Untersuchungen in Tagebauseen der ehemaligen Tagebaugebiete Mitteldeutschlands.

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.

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.

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 Basis von Nährstoffbilanzen aufzustellen. Ferner ist das Versauerungspotenzial zu beurteilen und im Ergebnis eine Vorzugsvariante für die Einbindung des Lober-Leine-Kanals zu benennen.