Sanierungskonzept und Untersuchungen zur Verringerung der Massenentwicklungen toxischer Cyanobakterien in einem polymiktischen Flachsee

Inhaltsverzeichnis

1. AUFGABENSTELLUNG

1.1 ERKLÄRUNG

2. EINLEITUNG

3. HISTORISCHE ENTWICKLUNG UND ÖRTLICHE GEGEBENHEITEN

3.1 DAS UNTERSUCHUNGSGEBIET

3.1.1 METEOROLOGISCHE GEGEBENHEITEN

3.1.2 GEOLOGISCHE GEGEBENHEITEN

3.2 DIE SEEGE / ZEHRENGRABEN

3.2.1 DAS EINZUGSGEBIET

3.2.2 VEGETATION

3.2.3 ANTHROPOGENE EINFLÜSSE/ DEICHBAU

3.2.4 GEGENWÄRTIGER ZUSTAND

3.3 DER GARTOWER SEE

3.3.1 URSPRÜNGLICHER ZUSTAND

3.3.2 BAULICHE ERWEITERUNG (1976 BIS HEUTE)

3.3.3 BESONDERE VORKOMMNISSE

3.4 BEDEUTUNG DER REGION

3.4.1 ÖKOLOGISCHE BEDEUTUNG

3.4.2 WIRTSCHAFTLICHE SITUATION

4. DIE ELBE – EINFLUSS AUF DEN GARTOWER SEE UND DIE SEEGENIEDERUNG

4.1 DAS JÄHRLICHE ELBEHOCHWASSER

4.1.1 EINFLUSS AUF DIE SEEGENIEDERUNG

4.1.2 NÄHRSTOFFE UND CHEMISCHE PARAMETER DER ELBE

4.1.3 DOKUMENTATION FRÜHJAHRSHOCHWASSER 2005

4.2 DAS JAHRHUNDERTHOCHWASSER AUGUST 2002

4.2.1 REKONSTRUKTION

4.2.2 AUSWIRKUNGEN AUF DEN GARTOWER SEE

5. GEWÄSSERGÜTE UND ÖKOLOGISCH – BIOLOGISCHE EINFLUSSFAKTOREN

5.1 GRUNDLAGEN

5.1.1 STOFFKREISLÄUFE

5.1.2 FLIEßGEWÄSSER

5.1.3 STEHENDE GEWÄSSER

5.1.4 ABIOTISCHE FAKTOREN

5.2 PARAMETER DER GÜTEMESSSTELLEN AN DER SEEGE

5.2.1 SEEGE 1990 – 2005

5.2.2 BETRACHTUNG 2000 – 2005

5.2.3 FRACHTEN DER SEEGE

5.3 WASSERUNTERSUCHUNGEN IM GARTOWER SEE

5.4 GÜTEKLASSIFIZIERUNG DER SEEGE

5.5 TROPHIESTUFE DES GARTOWER SEES

5.6 ZUSAMMENFASSUNG

6. SEDIMENTE

6.1 GRUNDLAGEN

6.2 VORGEHENSWEISE

6.2.1 ANFERTIGUNG DER QUERPROFILE

6.2.2 SEDIMENTSONDIERUNG

6.2.3 ANALYTIK

6.2.4 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG

6.3 LABORANALYSE

6.3.1 EINORDNUNG DER SCHWERMETALLBELASTUNG NACH ZIELKRITERIEN

6.3.2 VERGLEICH MIT SCHWERMETALLBELASTUNG DER ELBE

6.4 FREISETZUNG VON NÄHRSTOFFEN

6.5 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE

7. CYANOBAKTERIEN

7.1 ENTSTEHUNG UND HERKUNFT

7.2 PHYSIOLOGIE UND ARTENSPEKTRUM DER CYANOBAKTERIEN IM GARTOWER SEE

7.2.1 PHYSIOLOGIE

7.2.2 ARTENSPEKTRUM

7.3 MÖGLICHE URSACHEN DER MASSENENTWICKLUNG

7.3.1 WICHTIGE PHYSIKALISCHE EINFLUSSGRÖßEN

7.3.2 NÄHRSTOFFBEDINGUNGEN (SIEHE AUCH KAPITEL 5, GEWÄSSERGÜTE)

7.3.3 BIOTISCHE FAKTOREN

7.4 TOXIKOLOGISCHE RELEVANZ

7.5 CHRONOLOGIE DER BLAUALGENBLÜTEN 2005

7.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK

8. RECHTLICHE GRUNDLAGEN

8.1 GESETZ ÜBER DAS BIOSPHÄRENRESERVAT „NIEDERSÄCHSISCHE ELBTALAUE“ (NELBTBRG)

8.1.1 GEBIETSGLIEDERUNG

8.2 SEDIMENTVERWERTUNG

8.3 EU BADEGEWÄSSERRICHTLINIE 76/160/EWG

9. MAßNAHMEN ZUR AUFWERTUNG DES GEWÄSSERZUSTANDES

9.1 GRUNDLAGEN

9.1.1 SANIERUNG

9.1.2 RESTAURIERUNG

9.1.3 ERWEITERUNG NACH H. KLAPPER

9.2 VORGABEN UND RANDBEDINGUNGEN

9.3 MAßNAHMEN IM EINZUGSGEBIET

9.3.1 PROPHYLAXE UND DIÄT

9.4 BETRACHTUNG MÖGLICHER MAßNAHMEN IM GARTOWER SEE

9.4.1 ENTSCHLAMMUNG

9.4.2 FÄLLUNG MIT METALLSALZEN

9.4.3 BIOMANIPULATION

9.4.4 BYPASS

9.4.5 PFLANZENKLÄRANLAGE

9.4.6 MECHANISCHE ALGENENTFERNUNG

9.5 LÖSUNGSVORSCHLAG

9.5.1 VARIANTE 1

9.5.2 VARIANTE 2

9.5.3 EMPFEHLUNG

10. ZUSAMMENFASSENDE DISKUSSION

11. ENTWURF

11.1 BAUABLAUF

11.1.1 RÜCKHALTEDAMM VORSEE

11.1.2 SCHLIEßUNG ALTARM SEEGE

11.1.3 UMGEHUNGSGERINNE (BYPASS)

11.1.4 DAMMSCHÜTTUNG BOOTSANLEGER UND BIBERBUCHT

11.1.5 LEITVORRICHTUNG BADESEE

11.1.6 ENTSCHLAMMUNG

11.2 MASSEN- UND FLÄCHENERMITTLUNG

11.2.1 RÜCKHALTEDAMM VORSEE

11.2.2 UMGEHUNGSGERINNE (BYPASS)

11.2.3 DAMMSCHÜTTUNG

11.2.4 LEITVORRICHTUNG

11.2.5 ENTSCHLAMMUNG

11.3 KOSTENSCHÄTZUNG

12. LITERATUR- UND QUELLENVERZEICHNIS

12.1 LITERATUR

12.2 SCHRIFTEN, VERÖFFENTLICHUNGEN

12.3 PERSONENVERZEICHNIS

12.4 INTERNETSEITEN

13. ANLAGEN

Zielsetzung & Themen

Diese Diplomarbeit beurteilt die ökologische Beschaffenheit der Seege, der Seegeniederung und des Gartower Sees. Ziel ist es, Wirkungszusammenhänge der toxischen Blaualgenblüten zu beschreiben und wasserbauliche Maßnahmen zur nachhaltigen Verbesserung der Gewässerqualität und zur Eutrophierungsminderung zu entwickeln.

• Analyse der historischen Entwicklung und der geologischen Gegebenheiten
• Untersuchung der Wasser- und Sedimentbeschaffenheit zur Bewertung der Eutrophierung
• Einflussanalyse des Elbehochwassers (insbesondere August 2002) auf das Gewässernetz
• Ökologie und Toxikologie der Cyanobakterien im Untersuchungsgebiet
• Planung wasserbaulicher Sanierungs- und Restaurierungsmaßnahmen (Bypass-Varianten)

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. AUFGABENSTELLUNG: Definiert das Diplomthema und die Zielsetzung zur Verbesserung der Gewässerqualität des Gartower Sees.

2. EINLEITUNG: Beschreibt den Gartower See als künstliches Gewässer im Biosphärenreservat und erläutert die Problematik der zunehmenden Eutrophierung und Cyanobakterienbildung.

3. HISTORISCHE ENTWICKLUNG UND ÖRTLICHE GEGEBENHEITEN: Analysiert Geologie, Vegetation und die historischen Einflüsse auf das Gewässernetz.

4. DIE ELBE – EINFLUSS AUF DEN GARTOWER SEE UND DIE SEEGENIEDERUNG: Untersucht die Auswirkungen der Elbe, insbesondere der Hochwasserereignisse, auf die Wasserqualität im Gartower See.

5. GEWÄSSERGÜTE UND ÖKOLOGISCH – BIOLOGISCHE EINFLUSSFAKTOREN: Behandelt Stoffkreisläufe, abiotische Faktoren und die Güteklassifizierung der Seege und des Gartower Sees.

6. SEDIMENTE: Beschreibt Methoden und Ergebnisse der Sedimentuntersuchung sowie deren Einfluss auf die Nährstofffreisetzung.

7. CYANOBAKTERIEN: Erläutert die Biologie, Toxikologie und die Massenentwicklung der Blaualgen im See.

8. RECHTLICHE GRUNDLAGEN: Gibt einen Überblick über die gesetzlichen Rahmenbedingungen, einschließlich Naturschutzrecht und Badegewässerrichtlinien.

9. MAßNAHMEN ZUR AUFWERTUNG DES GEWÄSSERZUSTANDES: Bewertet verschiedene Sanierungs- und Restaurierungsmöglichkeiten, inklusive technischer Lösungsansätze.

10. ZUSAMMENFASSENDE DISKUSSION: Synthetisiert die Ergebnisse der Untersuchung im Kontext der ökologischen Dynamik des Gewässers.

11. ENTWURF: Detailliert den technischen Bauablauf und die Kostenschätzung für die vorgeschlagene Bypass-Variante.

Schlüsselwörter

Gartower See, Seege, Eutrophierung, Cyanobakterien, Blaualgen, Elbehochwasser, Sedimentanalyse, Wasserqualität, Gewässerrestaurierung, Nährstofffracht, Biosphärenreservat, Limnologie, Gewässersanierung, Bypass, Phytoplankton.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Diplomarbeit primär?

Die Arbeit befasst sich mit der ökologischen Zustandserfassung des Gartower Sees und der angrenzenden Seegeniederung, insbesondere im Hinblick auf die auftretenden toxischen Blaualgenblüten.

Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?

Die Schwerpunkte liegen auf der hydrologischen und geologischen Historie, der chemisch-biologischen Wasser- und Sedimentbeschaffenheit sowie der Entwicklung technischer wasserbaulicher Maßnahmen zur Gewässerrestaurierung.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?

Ziel ist es, die Wirkungszusammenhänge der massenhaften Algenentwicklung zu verstehen und langfristige, nachhaltige Maßnahmen zur Verbesserung der Gewässerqualität im Einklang mit den Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie zu erarbeiten.

Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?

Es wurde eine Kombination aus chemisch-physikalischen Wasseranalysen, Sedimentuntersuchungen mittels Querprofilen, mikroskopischer Plankton-Sichtung sowie die Auswertung historischer Daten und Hochwasserparameter angewandt.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Analyse der Einflussfaktoren (Elbe-Hochwasser, Nährstoffe), eine detaillierte Sedimentuntersuchung (Analytik, Mächtigkeiten), die ökologische Untersuchung der Cyanobakterien und einen detaillierten bautechnischen Entwurf für eine Bypass-Lösung.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Zu den wichtigsten Begriffen zählen Gartower See, Eutrophierung, Cyanobakterien, Elbehochwasser, Sedimentanalyse, Gewässerrestaurierung und Bypass.

Wie beeinflusst das Elbehochwasser den Gartower See?

Das Elbehochwasser führt zu einem erheblichen Eintrag von Schwebstoffen, Nährstoffen und Schadstoffen, verändert kurzzeitig die chemischen Parameter und fördert durch die anschließende Stagnationsphase und Nährstoffverfügbarkeit das Algenwachstum.

Was wird als konkrete Lösung zur Verbesserung vorgeschlagen?

Als technisch beste Lösung wird eine Bypass-Variante empfohlen, die den See vom direkten Zufluss nährstoffreicher Seege-Wässer entlastet, kombiniert mit einer notwendigen Entschlammung zur Reduzierung interner Nährstoffquellen.