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Die Fraktionierung von Kolloiden aus künstlich remobilisierten Fließgewässersedimenten mit Hilfe der Ultrafiltration und deren Bedeutung für den Transport polyzyklisch aromatischer Kohlenwasserstoffe

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2001

Autorin/Autor:
Andreas Krein und Dietmar Niebes

Schlagworte:
Ultrafiltration, Sedimenten, Schwebstoffen, PAK

in unseren Fließgewässern sind Eintrag, Transport sowie Verteilung von hydrophoben organischen Schadstoffen eng mit dem Vorhandensein von Partikeln verbunden. Neben zahlreichen Untersuchungen, die sich mit der Bedeutung von Sedimenten und Schwebstoffen als Bindungs- oder Transportmedium beschäftigen, wird die Verteilung von polyzyklisch aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in der Kolloidfraktion nur durch wenige Arbeiten beschrieben. Mit dem vorliegenden Beitrag werden Möglichkeiten und Grenzen der Ultrafiltration für die Trennung von Partikeln und Makromolekülen im Submikronbereich aufgezeigt. Aufgrund ihrer großen spezifischen Oberfläche weisen Kolloide einen erheblichen Anteil beim partikulären Transport von PAKs in Fließgewässern auf. Künstlich resuspendierte Sedimente der organisch belasteten Wasserstraße Saar sowie des kleinen- vergleichsweise gering belasteten – Mittelgebirgsgewässers Olewiger Bach zeigen, dass insbesondere Fraktionen kleiner 100.000 Dalton einen Hauptanteil an den PAK-Gesamtfrachten aufweisen. ln dieser kleinsten von uns untersuchten Kolloidklasse werden die Stoffgehalte der 1 bis 200 Mikrometer großen Schwebstoffe bei Dreiringmolekülen wie Acenaphten, Fluoren und Phenanthren übertroffen. Auch der Sechsring lndeno(cd)pyren ist in der gesamten Kolloidfraktion kleiner 1 Mikrometer bis um das Vierfache im Vergleich zu den Schwebstoffen der Saar angereichert. Die Schadstoffklasse der PAK zeigt weiterhin die Tendenz, dass sie in der Reihenfolge der drei Kolloidfraktionen kleiner 100.000 Dalton, 0,1 bis 1 Mikrometer sowie 100.000 Dalton bis 0,1 Mikrometer in abnehmender Konzentration vertreten ist.

Der tägliche und jahreszeitliche Einfluss kleiner Wasserflächen auf die Temperatur von Wasserläufen am Beispiel des Sees Theil im Limousin

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2001

Autorin/Autor:
Laurent Touchart

Schlagworte:
See, Fließgewässer, Wassertemperatur

Das Limousin ist eine ländlich geprägte Region Frankreichs und reich an kleinen, oft künstlich für die Fischzucht angelegten Seen. Zwischen den Eigentümern dieser Fischteiche und den Fischern in den Wasserläufen ist eine Diskussion entstanden darüber, ob durch die Teiche die Wassertemperatur unterhalb so stark verändert wird, dass in den Bächen keine Salmoniden mehr gedeihen können. Da es sich um eine Urlaubsregion handelt mit Angeln als Attraktion für Gäste aus der Agglomeration Paris, aber auch aus Belgien, den Niederlanden und aus Großbritannien, geht es bei der Diskussion nicht nur um ökologische Fragen, sondern auch um wirtschaftliche Interessen des Fremdenverkehrsgewerbes und der Gemeinden. Die Universität Limoges wurde daher beauftragt, den Einfluss kleiner Seen auf die Temperatur von Wasserläufen unterhalb zu untersuchen.

Probabilistische Abschätzung der Unsicherheit von Aussagen zu hydrologischen Auswirkungen globaler Klimaveränderungen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 4,
August 2001

Autorin/Autor:
Andreas H. Schumann, Michael AntI und Joachim Geyer

Schlagworte:
Klimaveränderung, Hoch- und Niedrigwasserabflüsse, Wasserhaushaltskomponenten, Wassergüteparameter, Unsicherheiten

Eine Beurteilung der wasserwirtschaftliehen Auswirkungen von Klimaänderungen erfolgt sehr häufig mit Hilfe hydrologischer Modelle. Durch die Modifizierung der meteorologischen Eingangsdaten und den anschließenden Vergleich der Ergebnisse der Modellrechnungen mit den heutigen Verhältnissen werden für viele hydrologische Variablen (z.B. die Hoch- und Niedrigwasserabflüsse, Wasserhaushaltskomponenten, Wassergüteparameter etc.) bereits Änderungen vorhergesagt. Diese weit verbreitete Vorgehensweise hat allerdings den generellen Mangel, dass die Aussagen zu den etwaigen regionalen Klimaveränderungen, die diesen Studien zugrunde liegen, keinesfalls als Vorhersagen betrachtet werden können. Trotz großer Fortschritte auf dem Gebiet der Entwicklung globaler Klimamodelle bestehen noch viele Unsicherheiten in Hinblick auf regionale Klimaveränderungen. Als wesentliche Ursachen hierfür sind die Komplexität der Prozesse und die Limitierung der Prozesskenntnisse, die rechentechnischen Restriktionen, die Skalenprobleme oder die zwangsläufig unbekannten Emissionsverhältnisse in der Zukunft zu nennen. Hinzu kommen die Unsicherheiten der Anwendung der hydrologischen Modellierung (beschränkter regionaler Bezug, fehlende Extrapolationsmöglichkeit auf veränderte Klimaverhältnisse, fehlende Aussagen zu möglichen Veränderungen für eine Reihe von relevanten hydrologischen Variablen wie z. B. für die Luftfeuchte). Die Unsicherheit der Aussagen zu allen hydrologischen Veränderungen auf der Basis von Klimamodellen wird in diesem Beitrag an einem Beispiel (Abflüsse der Donau bis zum Pegel Berg) probabilistisch abgeschätzt. Das Ziel dieser Ausführungen besteht darin, auf die geringen Vorhersagemöglichkeiten hydrologischer Veränderungen hinzuweisen. Daraus ergibt sich zwangsläufig ein erhöhtes Risiko für unerwartete Entwicklungen und eine Einschränkung für die Entwicklung wasserwirtschaftlicher Vorbeugestrategien.

Drei Jahrzehnte hydrologische Zusammenarbeit der Staaten des Donaueinzugsgebietes (1971-2000)

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 4,
August 2001

Autorin/Autor:
Miklós Domokos

Schlagworte:
Zusammenarbeit, Donaueinzugsgebiet

Die Mittel- und Südosteuropa in einer Länge von 2857 km durchquerende Donau ist mit ihrem langjährigen mittleren Abfluss von 6855 m3s-1, nach der Wolga, der zweitgrößte Fluss Europas und der 21. der Weit. Ihr Einzugsgebiet erstreckt sich südlich der sich von Gibraltar bis zum Nördlichen Ural hinziehenden europäischen Hauptwasserscheide, an deren Nordseite sich die Gebiete der Flüsse vom Rhein bis zum Dnjepr (Abb. 1) erstrecken. Die in der Luftlinie gemessene Entfernung zwischen dem Quellgebiet der Donau im Schwarzwald und ihrer Deltamündung in das Schwarze Meer beträgt 1630 km. Die höchsten Punkte ihrer höhenmäßig stark gegliederten 6320 km langen Wasserscheiden sind an der südlichen Strecke Piz Bernina mit 4049 m, und an der nördlichen der Gipfel Krivai\ in der Hohen Tatra mit 2494 m. Die durchschnittliche Seehöhe des Einzugsgebietes liegt bei 475 m. Es wird gewöhnlich in drei, mit unterschiedlichen hydro- und geographischen Charakteristika gekennzeichnete Hauptregionen unterteilt: in das Obere, das- zwischen dem Deviner Tor (Porta Hungarica, am Zusammenfluss von March und Donau) und dem Eisernen Tor liegende- Mittlere und das Untere Donaugebiet.

Modellierung digitaler Höhendaten zur Bearbeitung hydrologisch/hydraulischer Fragestellungen an Wasserläufen – Am Beispiel des Projektes „HGIS-Saar“ – –

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2001

Autorin/Autor:
Herbert Brockmann, Karl Kraus und Gottfried MandIburger

Schlagworte:
Höhendaten, GIS, Entscheidungsgrundlagen

Zur Bearbeitung hydrologisch/hydraulischer Fragestellungen an Fließgewässern besteht z.Z. ein großer Bedarf an modellierten flächenhaft erfassten Höhendaten von Wasserläufen (des abflusswirksamen Bereiches) in Form von Digitalen Geländemodellen (DGM). An die Qualität der DGMs werden besonders hohe Ansprüche gestellt, die häufig mit einem TIN (Triangulated lrregular Network) nicht befriedigt werden. Es ist vielmehr eine Methode zur Modeliierung der Geländeoberfläche einzusetzen, welche die unregelmäßigen Messfehler herausfiltert. Dafür eignet sich besonders die so genannte Interpolation nach kleinsten Quadraten, auch Krige-Schätzer genannt. Weiterhin muss ein qualitativ hochwertiges DGM auch den Geländekanten Rechnung tragen. Das hier vorgestellte hybride DGM verbindet die IT-technischen Vorteile der Rastertechnik mit der hohen Qualität der Vektortechnik. Vor diesem Hintergrund erprobte die BfG die genannten Ansätze in einem Pilotprojekt an der Saar (HGIS-Saar) auf der Basis unterschiedlicher Datenquellen (u.a. Echolot-, Laser-Scanner-Daten). Das Hauptziel dieses Projektes war die Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen für eine fachgerechte und wirtschaftliche Bearbeitung derartiger Aufgabenstellungen und zur Übernahme von geeigneter Software.

Das Hochwasser am 5./6. Juli 1999 im Raum Marienberg im Erzgebirge

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2001

Autorin/Autor:
Uwe Büttner, Dieter Fügner und Ulf WinkIer

Schlagworte:
Hochwasser, Erzgebirge

Kurzzeitige extreme Starkniederschläge 1, die meist in Verbindung mit Gewittern auftreten, können im Erzgebirge in Einzugsgebieten bis etwa 200 km2 zu Hochwassern mit verheerenden Wirkungen führen. Die historisch gewachsene hohe Besiedlungsdichte der Flusstäler ist ausschlaggebend für das vorhandene hohe SchadenspotenziaL Das am 5. und 6. Juli 1999 im Gebiet um die Bergstadt Marienberg aufgetretene katastrophale Hochwasser reiht sich ein in die bisher unregelmäßig und regional unabhängig aufgetretenen Hochwasser nach kurzzeitigen Starkniederschlagsereignissen in Sachsen. Der Aufsatz beschreibt die meteorologischen und hydrologischen Verhältnisse im Erzgebirge, die Ursachen und den Ablauf des Hochwassers, ordnet es ein, umreißt die entstandenen Schäden und gibt einen kurzen Überblick zu den Rechtsgrundlagen für den Hochwasserschutz in Sachsen.

Datierung eines Elbesediment-Bohrkernes mit der Pb-21 0-Methode

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 2,
April 2001

Autorin/Autor:
Gerhard Löser

Schlagworte:
Elbesediment-Bohrkern, Sediment, Tideelbe

Bei dieser Untersuchung geht es um die Datierung eines Bohrkerns aus einem Seitenarm der Tideelbe mit Hilfe der Pb-21 0-Methode. Die Messungen wurden sowohl an den Originalproben als auch an den daraus abgetrennten Feinkornfraktionen < 201-Jm vorgenommen. ln einem weiteren Schritte erfolgte die Bestimmung von Phosphor und Schwermetallen mit den Methoden der Röntgenfluoreszenz und Neutronenaktivierung. Während die Untersuchung der unbehandelten Proben (Originalproben) keine Korrelation zwischen nicht nachgeliefertem Pb-210 und der Massentiefe (g/cm2) zeigte, ergab sich bei der abgetrennten Feinkornfraktion ein gut erkennbarer Zusammenhang mit einem Korrelationskoeffizient von > 0,9. Die berechnete Regressionsgerade wird gestützt durch das bei der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl im Jahre 1986 frei gewordene Cs-137 und lässt für diesen Bohrkern eine Datierung bis Ende der 60er-Jahre zu.

Schadstoffe im Baggergut und in der Bundeswasserstraße während des Ausbaues der Zufahrt Wismar- Zur Bewirtschaftung der Wismarbucht-

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 2,
April 2001

Autorin/Autor:
Albrecht MüIIer und Herwig NötheI

Schlagworte:
Schadstoffe, Baggergut, Bundeswasserstraße

Baggermaßnahmen in Bundeswasserstraßen können Einfluss auf die Wasserbeschaffenheit in Abhängigkeit von den Schadstoffkonzentrationen des Baggergutes, den hydrochemischen, hydrologischen und meteorologischen Bedingungen sowie der Bagger- und Spülfeldtechnologie haben. Am Beispiel der Baggermaßnahme in der Zufahrt Wismar werden Zusammenhänge zwischen der Beschaffenheit des Oberflächenwassers und Baggergutes untersucht sowie Schlussfolgerungen für eine umweltverträgliche Baggerung und Unterbringung des Baggergutes im Ostseeküstengewässer gezogen. Es werden Vergleichswerte für die Wasserbeschaffenheit in Baggernähe und von Spülfeldabläufen für zukünftige Baggermaßnahmen vorgeschlagen.

Lokalisierung, Bemessung und Wirkungsabschätzung von dezentralen Stoffrückhalteräumen im Einzugsgebiet der Mansfelder Seen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2001

Autorin/Autor:
Bernd Pfützner, Jochen Schanze und Wolf-Gunther Pagenkopf

Schlagworte:
Bewirtschaftung, Nährstoffbelastung, Oberflächengewässer

Die vorliegenden Untersuchungen zu Nährstoffbelastungen in Oberflächengewässern weisen in den Eintrags- bzw. Frachtpartitionen überwiegend auf den Stellenwert des Landoberflächenabflusses (Runoff) als zweitwichtigstem Eintragspfad hin. Für den Schwebstoffeintrag ist der Runoff die bedeutendste Quelle. Eine Sanierung der Einzugsgebiete bedarf über die bisherigen generellen Szenarien hinaus geeigneter Verfahren, um anwendungsorientierte Bewirtschaftungsmaßnahmen räumlich zu konkretisieren und in ihren Wirkungen quantitativ abzuschätzen. Für dezentrale Stoffrückhalteräume als landwirtschaftliche off-site-Maßnahme wurde für das mesoskalische Einzugsgebiet der Mansfelder Seen in Mitteldeutschland eine komplexe Vorgehensweise konzipiert, die unterschiedliche mengen- und gütewirtschaftliche Modellansätze innerhalb eines Geographischen Informationssystems kombiniert. Die Ergebnisse werden für die wasserbauliche Vorplanung so aufbereitet, dass sie auch unter geänderten hydraulischen oder baulichen Zielstellungen genutzt werden können.

Wasserwirtschaftliche und ökologische Situation im Dnipro-Einzugsgebiet

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2001

Autorin/Autor:
Sergej Snishko

Schlagworte:
Dnjepr, Wasserbewirtschaftung, Wassergüte

Der Dnipro (Dnjepr in Russisch} und seine riesigen Stauseen sind die Hauptquelle des Trinkwassers für 60% der Bevölkerung der Ukraine und des Wassers für die Industrie, die Landwirtschaft und das Gewerbe, nicht nur in seinem Einzugsgebiet, sondern z. B. auch für die Krim. Im Folgenden wird der Einfluss der Wasserbewirtschaftung auf die Wassergüte und die Ökologie im und am Dnipro beschrieben.

Reaktion gelöster und partikelgebundener Schadstoffe bei der Resuspendierung von Gewässersedimenten durch künstliche Hochwasserwellen in einem kleinen Mittelgebirgseinzugsgebiet

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2000

Autorin/Autor:
Andreas Krein und Reinhard BierI

Schlagworte:
Schadstoffe, Resuspendierung, Sedimente

ln kleinen und mittleren Einzugsgebieten reagiert meist die gesamte Fläche auf Niederschlagsereignisse. Die resu ltierenden Hochwasserwellen zeigen komplexe Muster zusammenhängender Prozesse , die in Vegetation, Boden und Gestein sowie in unterschiedlichen Teilen des Einzugsgebietes vonstatten gehen. Forschungen zur Antwort eines komplexen Systems auf einen Niederschlagsimpuls stellen folglich eine große Herausforderung dar, und es ist nicht immer möglich, die Richtigkeit der gezogenen Schlussfolgerungen zu überprüfen. Der Hauptvorteil von Geländeexperimenten ist die Möglichkeit, ein zelne steuernde Größen auszuschließen oder gezielt zu kontrollieren. Da künstliche Hochwasserwellen ihr Muster nur im Gerinnebett erzeugen, sind sie einfacher zu interpretieren als die Ergebnisse bei natürlichen Ereignissen. Sie resuspendieren in einem kleinen Mittelgebirgseinzugsgebiet teilweise den Sedimentkörper und entlassen gelöste Schwermetalle aus dem hyperheischen lnterstitial. Die selektive Erosion unterschiedlich großer Partikel führt zu variablen Mustern beim partikulären Transport polyzyklisch aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie von Schwermetallen.

Dispergatoren als Option bei der Ölunfallbekämpfung

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2000

Autorin/Autor:
Karl Heinz van Bernem, Thies-Peter Lübbe,
Volker Brenk, Ulf Bustorff, Dirk Reichenbach, Klaus Schroh und
Michael WunderIich

Schlagworte:
Dispergatoren, Ölunfall

Nach der Havarie des Frachters MS „PaIIas“ vor der Insel Am rum im Oktober 1998 wurde diskutiert, ob und wie das Unglück und die Folgen hätten verhindert werden können. Eine unabhängige Expertenkommission wurde zur Klärung der offenen Fragen einberufen. Sie legte im Februar 2000 dem Bundesminister für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen ihren Bericht vor. Hierin wird u. a. empfohlen, chemische Mittel zur Dispergierung von Öl weiter zu entwickeln und konzeptionelle Grundlagen für den Einsatz zu schaffen. Auf der Grundlage eines Kabinettsbeschlusses der Bundesregierung werden die Aufgaben zur Zeit in dem ressortübergreifenden Projekt „Verbesserung der maritimen Notfallvorsorge und des Notfallmanagements“ behandelt. Die vorliegende Veröffentlichung beschreibt die Fakten, die für eine Bewertung zum Einsatz von Dispergatoren beachtet werden müssen. Hierfür wurde eine umfangreiche Literaturauswertung durchgeführt.

Ökotoxikologische Bewertung von Baggergut aus Bundeswasserstraßen mit Hilfe der pT -Wert-Methode

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2000

Autorin/Autor:
Falk Krebs

Schlagworte:
Ökotoxikologische Bewertung, Baggergut

Bodenmaterial, welches im Rahmen von Unterhaltungs- und Ausbaumaßnahmen aus Gewässern entnommen wird , trägt gemäß
DIN 19 731 (1998) die Bezeichnung Baggergut Es wird im Bereich der Bundeswasserstraßenverwaltung im Regelfall wieder in demselben
Gewässer, aus dem es entnommen worden ist, untergebracht. Ein derartiges Umlagern kann entweder durch Verklappen in die fließende Welle, durch hydrodynamisches Baggern (z. B. Wasserinjektionsverfahren) oder durch ortsfeste Ablagerung erfolgen. Das Aufnehmen und Umlagern des Baggergutes wird als ein einheitlicher, zusammenhängender Vorgang hoheitlicher Verwaltungstätigkeit des Bundes eingeordnet. Die Handhabung von Baggergut ist durch die „Handlungsanweisung für den Umgang mit Baggergut im Binnenland (HABAB-Wsv)“ und durch die „Handlungsanweisung für den Umgang mit Baggergut im Küstenbereich (HABAK-Wsv)“ geregelt Bei Landlagerung ist ausschließlich die HABAB-Wsv anzuwenden. Voraussetzung für eine Umlagerungsgenehmigung ist eine umweltverträgliche Qualität des Baggergutes. Die Baggergutbeschaffenheit wird anhand physikalischer, sedimentologischer, chemischer, biochemischer (mit Blick auf den Sauer- und Nährstoffhaushalt) und ökotoxikologischer Kriterien geprüft und nach den Vorgaben der Handlungsanweisungen bewertet Unterschieden werden 3 Kategorien: Fall 1: Das Baggergut kann umgelagert werden. Fall 2: Über die Umlagerung ist eine Einzelfallentscheidung zu fällen. Fall 3: Das Baggergut darf nicht umgelagert werden. Kann keine Genehmigung für eine Unterbringung in der Bundeswasserstraße erteilt werden, dann kommen ein unmittelbares Verwenden, ein Verwerten oder ein Beseitigen an Land sowie ein Einbringen in Gewässer außerhalb von Bundeswasserstraßen in Betracht Für diese Möglichkeiten der Unterbringung geben die Handlungsanweisungen nur allgemeine Hinweise, da es sich hierbei um landesrechtlich geregelte Genehmigungsverfahren handelt.

Grundwasserschutz beim Ausbau und der Unterhaltung von Bundeswasserstraßen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2000

Autorin/Autor:
Helmut GiebeI und Willi Laier

Schlagworte:
Bundeswasserstraßen, Grundwasser

Im Rahmen des Ausbaues und der Unterhaltung von Bun(jeswasserstraßen stellen sich zahlreiche Grundwasserfragen quantitativer und qualitativer Art. Nachfolgend wird zunächst ein genereller Uberblick über die Wechselwirkungen zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser gegeben. Darüber hinaus wird auf Besonderheiten des Grundwasserschutzes beim Ausbau und der Unterhaltung von Bundeswasserstraßen eingegangen. Schließlich erfolgt eine themenbezogene Vorstellung ausgewählter Beispiele von Bearbeitungen, die in der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) bis zum Jahr 1999 durchgeführt worden sind.

Erosive Freisetzung von partikulären Stoffen aus Gewässersedimenten – Quantifizierung mit Hilfe der Quellkomponenten-Mischungsanalyse

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2000

Autorin/Autor:
lngo Haag, Ulrich Kern und Bernhard Westrich

Schlagworte:
Sedimente, Erosion, Schadstoffe

ln vielen unserer Fließgewässer finden sich heute Sedimentablagerungen, die in erheblichem Maße mit umweltrelevanten Stoffen verunreinigt sind. Die Freisetzung von Schadstoffen aus den Gewässersedimenten infolge Erosion bei Hochwasser kann zu stoßartigen Belastungen des Gewässerökosystems führen, über deren Ausmaß mit den konventionellen Methoden (Gewässervermessung, Stofffrachtbilanzen) nur begrenzte Aussagen möglich sind. Das hier vorgestellte Verfahren der Quellkomponenten-Mischungsanalyse (QKM) erlaubt sowohl integrierende als auch zeitlich aufgelöste Aussagen über die erosive Remobilisierung von Sedimentenablagerungen und den assoziierten Schadstoffen. Die exemplarische Anwendung des Verfahrens auf ein Hochwasser am Neckar verdeutlicht, dass die Erosion von enormer Bedeutung für den Schadstofftransport während Hochwasser sein kann.

Geoelektrische Untersuchungen im Einzugsgebiet des Grundwasserwerkes Untere Sieg

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2000

Autorin/Autor:
Ralph Krämer, Birgit Kühnast und Hans Joachim KümpeI

Schlagworte:
Sieg, Hydrogeologie

Geoelektrische Untersuchungsmethoden zur Erkundung der Untergrundverhältnisse gehören zu den Standardverfahren der Angewandten Geophysik (GHOSH 1971 ). Zur Klärung hydrogeologischer Fragestellungen in Einzugsgebieten von Grundwassergewinnungsanlagen sind sie bislang nur selten eingesetzt worden. Sie können jedoch insbesondere in Gebieten, wo die geologischen Verhältnisse engräumig wechseln, effektiver und kostengünstiger angewendet werden als Erkundungsbohrungen.

Paläogeographische Geschichte der Donau und ihres Einzugsgebietes

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Miklós Domokos, Ferenc NeppeI und Sander Somogyi

Schlagworte:
Paläogeographische Geschichte, Donau

Die Mittel- und Südost-Europa in einer Länge von 2857 km durchfließende Donau ist mit ihrem langjährigen mittleren Abfluss von 6855 s- 1, nach der Wolga, der zweitgrößte Fluss Europas und der 21. der Weit. Ihr Einzugsgebiet liegt südlich der von Gibraltar bis zum Nördlichen Ural verlaufenden europäischen Hauptwasserscheide, und zwar südlich der Quellgebiete von Rhein, Eibe, Oder sowie Weichsel und westlich von Dnjepr sowie dem Schwarzen Meer (Abb. 1 ). Die Entfernung in der Luftlinie zwischen dem Quellgebiet der Donau im Schwarzwald und ihrer Mündung in das Schwarze Meer beträgt 1630 km. Ihre höhenmäßig stark gegliederte, 6320 km lange Einzugsgebietsgrenze erreicht ihren höchsten Punkt, Piz Bernina mit 4052 m Seehöhe, an ihrer südlichen Strecke, während der höchste Punkt der nördlichen Strecke der Gipfel Krivan ist (2496 m). Dieses sich weit von Westen nach Osten erstreckende Gebiet hat seit dem Miozän, d.h. in den letzten 25 Mio Jahren, mannigfache Änderungen erfahren, deren Gesamtheit die heutige Orographie prägt und sich damit auf die Natur- und Kulturlandschaft auswirkt.

Zur Erstellung einer fachlich-statistisch abgestimmten Datenerhebungsstrategie am Beispiel eines synökologisch orientierten Forschungsprojektes in den Elbauen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Marcus Rink, Klaus HenIe und Sabine Stab

Schlagworte:
Elbe, Ökosystem, Semivarianzanalyse

Die Zusammenführung ökosystemarer Feldinformationen zur Aufdeckung relevanter Steuergrößen in den strukturbildenden Wirkketten eines Okosystems erfordert eine integrierende Schnittstelle zwischen den Datengrundlagen und den Auswertekonzepten. Für den Einsatz multivariater Datenanalysemethoden ist ein statistisch bedingter Formalismus bei der Datenerhebung einzuhalten, der mit den lachwissenschaftlichen Belangen abzustimmen ist, um die Daten verschiedener Fachdisziplinen und die Verfahren der mathematisch-statistischen Ökosystemforschung miteinander kompatibel werden zu lassen. Um dies zu realisieren, wird die Datenerhebung mittels eines stratifizierten Zufallsstichprobenplans durchgeführt. Die Datenanalyse erfolgt mit direkten Ordinationsverfahren, Semivarianzanalyse und logistischer Regression.

Landnutzungsbezogene Modeliierung hochwassergenetisch relevanter Abflusskomponenten im Ruwer-Einzugsgebiet

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Michael VohIand, Adrian Treis, Andreas Krein, Thomas UdeIhoven und Joachim HiII

Schlagworte:
Abflusskomponenten, Landnutzung, Hochwasserschutz

Prozessbasierte hydrologische Modelle mit zeit- und flächendetaillierter Arbeitsweise ermöglichen die differenzierte Quantifizierung der physisch-geographisch determinierten Abflussbildung innerhalb eines Flusseinzugsgebietes. Im Falle modellinterner Unterscheidung einzelner Abflusskomponenten und entsprechender Sensibilität für Landnutzungsparameter stellen solche Modelle Werkzeuge dar, die eine Bewertung der Landnutzung im Hinblick auf die Bildung schnellwirksamen Abflusses ermöglichen. Validierte Modellergebnisse erlauben es daher auch, die Effizienz agrarpolitischer Maßnahmen als potentiellen Beitrag zum Hochwasserschutz abzuschätzen.

Geomorphometrische Parameter mit hydrologischer Relevanz und die Qualität der zugrunde liegenden Digitalen Höhenmodelle

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Hartmut Gündra, Andre Assmann und Stefan Jäger

Schlagworte:
Geomorphometrische Parameter, Reliefanalyse

Die digitale Reliefanalyse bietet neue, effektive Möglichkeiten, Entscheidungsprozesse in der Umwelt- und Ressourcenplanung wesentlich zu vereinfachen. Dies bezieht sich auf die Modeliierung von häufig nicht verfügbaren Datengrundlagen, aber auch auf die Substitution aufwendiger Modellierungstechniken durch die Definition von Indikatoreigenschaften des Reliefs. Geomorphographisch definierbare hydrologische Prozessbereiche, wie z. B. abflusswirksame Flächen, Kolluvialbereiche und Überschwemmungsflächen, sind in ihrer räumlichen und zeitlichen Dynamik von besonderer Relevanz, um wasserwirtschaftliche Maßnahmen angepasst planen zu können.

Hochwasser als soziales Ereignis Gesellschaftliche Faktoren einer Naturgefahr

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Juergen WeichseIgartner

Schlagworte:
Hochwasser, gesellschaftliche Faktoren

Der vorliegende Bericht ist aus dem Bemühen entstanden, auch in Deutschland einen eher sozialwissenschaftliehen Beitrag zur Hochwasserproblematik zu liefern. Ohne den Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, möchte der Verfasser für das Thema Hochwasser eine Brücke zwischen naturwissenschaftlich-technischer und auf aktuelle Ereignisse bezogener Sichtweise sowie den langfristig wirksamen Rückkopplungen sozialer, ökonomischer, kultureller und ökologischer Art schlagen. Dem einen oder anderen mag dabei der gewählte Blickwinkel ungewohnt erscheinen, den Experten der jeweiligen Fachdisziplinen wird die Tiefe und Schärfe, mit der die unterschiedlichen Parameter fokussiert wurden , nicht genügen. Gleichwohl hofft der Autor, mit seinen Beispielen und Argumenten dazu beitragen zu können, dass Berührungsängste zwischen Natur- und Ingenieurwissenschaften einerseits und Sozialwissenschaften andererseits abgebaut und zusätzliche Akzente bei der Bewältigung von Naturgefahren gesetzt werden.

Die gentoxische Gewässergüte-Klassifizierung der Eibe – entwickelt mit Hilfe des DNA-Aufwindungstests mit der Dreikantmuschel

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Elisabeth Wittekindt, Christiane Matthess, Thomas Gaumert und Peter-Diedrich Hansen

Schlagworte:
Gewässergüte-Klassifizierung, Gentoxizität

Die Güteklassifizierung der Fließgewässer stützt sich seit vielen Jahren auf den Saprobienindex, der die organische Belastung und die Bioaktivität repräsentiert. Es wurde immer mehr als Mangel empfunden, dass andere Aspekte der Gewässergüte mit dem Saprobiensystem allenfalls indirekt ausgedrückt werden; mit zunehmender Verbesserung der Trophie wurden Gewässer (-abschnitte) mit einer Qualität ausgezeichnet, deren man sich bezüglich z. B. Schwermetalle oder Gentoxizität nicht sicher sein konnte. ln kurzer Folge sind jetzt Verfahren für die chemischen Daten (Heft 4/1999) und die Ökologie (Heft 1/2000) entwickelt und in dieser Zeitschrift präsentiert worden. Mit diesem Aufsatz kommt ein Vorschlag dazu , wie die Gentoxizität in einer Zeitreihe zu erfassen ist und für Gewässer(-abschnitte) vergleichend dargestellt werden kann.

Die Erprobung einer neuen Messanordnung zur Verdunstungsbestimmung an Grünland

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 2,
April 2000

Autorin/Autor:
Julius Werner

Schlagworte:
Verdunstung, Grünland

Es war das Ziel der Studie, die seit einigen Jahren verfügbaren neuen Luftfeuchte- und Windgeschwindigkeits-Sensoren auf ihre Praxistauglichkeit in unkonventionellen Verdunstungs-Messanordnungen zu untersuchen. Eine erste Validierung erfolgte 1996/97 auf dem mit Gras bestandenen Becken der Großlysimeter-Anlage St. Arnold bei Rheine (NRW). Zwar gab es einige Probleme bei der Gewinnung von Referenzwerten der realen Evapotranspiration; dennoch scheint sich die Brauchbarkeit von Konzept und Sensoren zur Verdunstungsbestimmung an Grünland zu bestätigen.

Ermittlung des Schwermetall-Backgrounds im Rahmen der Sanierung von Bodenkontaminationen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 2,
April 2000

Autorin/Autor:
Hubert HeIImann

Schlagworte:
Blei, Zink, Schwermetallgehalt

Im untersuchten Schadensfall wird am Beispiel von Blei und Zink beschrieben, wie der geogen bedingte natürliche Schwermetallgehalt vorzugsweise im Untergrund (ungesättigte Bodenzone), der je nach Gesteins- und Mineralzusammensetzung variiert, neben der von Menschenhand eingetragenen mehr oder weniger massiven anthropogenen Belastung nachgewiesen werden kann. Mit Hilfe eines statistischen Auswerteverfahrens lässt sich dieser Background ermitteln und von den anthropogenen SM-Beiträgen abgrenzen. Im Gegensatz zum Background kennzeichnet der in der Fachliteratur häufig zitierte „Hintergrundwert“ eine ubiquitär auftretende anthropogene SM-Kontamination in der Regel des Oberbodens in regional und örtlich unterschiedlicher Höhe, dem allerdings in diesem Beitrag nicht eigens nachgegangen wird.

Trend und Verteilungsmuster der Nitratbelastung im Grundwasser des westlichen Geestkerns auf der Insel Föhr

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 2,
April 2000

Autorin/Autor:
Hark KeteIsen und Peter Widmoser

Schlagworte:
Nitrat, Grundwasser, Föhr

Der Zusammenhang zwischen der Nitratbelastung des Grundwassers und diffusem Nitrataustrag aus landwirtschaftlich genutzten Böden ist seit langem bekannt. Dass auch bei intensiver Landwirtschaft das Grundwasser nahezu nitratfrei sein kann, beruht auf der biologischen Denitrifikation, die ihrerseits von der Präsenz nutzbarer Elektronendonatoren im Grundwasserleiter abhängt. ln dieser Studie wird auf der Basis hydrogeochemischer Analysen ein hydrogeologisches Konzeptmodell entworfen, das die Verteilung nitratbelasteter und -unbelasteter Bereiche im Grundwasserleiter der Geest im Südwesten der Insel Föhr erklärt.

Chemisch-physikalische lnhomogenitäten im Rhein bei Basel

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2000

Autorin/Autor:
Eva Binderheim-Bankay und Adrian Jakob

Schlagworte:
lnhomogenitäten, Rhein, Flussquerschnitt

Die Messstation zur analytischen Daueruntersuchung von Fliessgewässern von Village-Neuf wurde 2.7 km flussaufwärts nach Weil a. Rhein verlegt. Basierend auf den Parallelmessungen der beiden Stationen werden chemisch-physikalische lnhomogenitäten im Flussquerschnitt und im Längsverlauf des Rheins aufgezeigt. ln diesem Zusammenhang werden einerseits die Auswirkungen dieser Stationsverlegung auf die Auswertung und Interpretation langjähriger Messreihen diskutiert und andererseits werden die Konsequenzen für die Planung repräsentativer Messungen aufgezeigt.

Bemessungshochwasser in kleinen Wildbacheinzugsgebieten – Was bringt ein hydrologisches Prozessmodell gegenüber einfachen Schätzformeln

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2000

Autorin/Autor:
Hannes KIeindienst und Felix Forster

Schlagworte:
Bemessungshochwasser, Wildbach, Prozessmodell

Die Korrektur und Verbauung von Flüssen hat die Menschen immer näher an die Ufer dieser Gewässer bauen lassen. Immer wieder zeigt sich jedoch, dass unerwartet hohe Abflüsse Siedlungsgebiete und Infrastrukturanlagen gefährden und dabei nicht nur große Sachschäden anrichten, sondern auch Menschenleben fordern. Um Schutzmaßnahmen zu ergreifen, muss bekannt sein, mit welchen Hochwasserabflüssen zu rechnen ist. Der vorliegende Beitrag diskutiert verschiedene Verfahren, um Bemessungsabflüsse in Wildbächen aus kleinen Einzugsgebieten zu bestimmen. Im Vordergrund steht die Frage, ob ein prozess-orientiertes hydrologisches Modell für diesen Zweck besser geeignet ist als einfache Schätzformeln, wie sie in der Praxis eingesetzt werden.

Der Einfluss des Bodens auf die Wellenform und den Stofftransport bei Hochwasser in kleinen Einzugsgebieten

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2000

Autorin/Autor:
Andreas Krein

Schlagworte:
Stofftransport, Hochwasser

Zum allgemeinen Prozessverständnis der Hochwasserentstehung sind zwei Faktoren entscheidend. Einer ist der hydraulische Aspekt. Die Wellen aus verschiedenen Bächen überlagern sich, dadurch entsteht eine neue größere Welle. Andererseits muss das Wasser erst einmal in die einzelnen Gerinne gelangen. Dies geschieht durch Fließen über den Boden und Durchströmen des Bodenkörpers. Dabei werden unterschiedliche Stoffquellen aktiviert, welche den Chemismus des Abflusses modifizieren. Mit Hilfe einer kombinatorischen Betrachtung von beprobten Wellen kleiner Einzugsgebiete sowie Beregnungsversuchen in deren Gewässerrandbereichen wird die Bedeutung des Substrats für den Unterschied zwischen Hochwasserwellen kleiner Mittelgebirgseinzugsgebiete erklärt. Dabei hilft die Stoffflussanalyse pedogener Tracer in den Gewässern sowie in Bodenwasserströmen. Insbesondere der Bodenwassergehalt ist eine wichtige Steuergröße für die Wasserführung und den Gehalt an gelösten Substanzen sowie das Verhalten partikelgebundener Stoffe.

Das Gewässergütemodell QSIM Ein Instrument zur Simulation und Prognose des Stoffhaushalts und der Planktondynamik von Fließgewässern

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 1999

Autorin/Autor:
Volker Kirchesch und Andreas SchöI

Schlagworte:
Wasserbeschaffenheit, Fließgewässer

Die komplexen chemischen und biologischen Vorgänge in Fließgewässern und deren Beeinflussung durch anthropogene Nutzungen sind seit langem Gegenstand ökologischer Modellierungen. Gewässergütemodelle sind als Instrumente in der Wasserwirtschaft und beim Flussgebietsmanagement im Einsatz. Besonders vor dem Hintergrund der EG-Wasserrahmenrichtlinie mit ihrer stärkeren Beachtung der Immissionen und biologischen Komponenten im Gewässer dürften Gewässergütemodelle vermehrt Anwendung finden . Das Gewässergütemodell QSIM wurde in der Bundesanstalt für Gewässerkunde entwickelt und wird zur Beurteilung der Auswirkungen wasserbaulicher Maßnahmen auf die Wasserbeschaffenheit großer Fließgewässer eingesetzt. Die aktuelle Version 8.3 wird beschrieben und Ergebnisse einer Modellanwendung für die Mosel dargestellt.

Einzugsgebietsbezogene Wasserbewirtschaftung als fach- und länderübergreifende Herausforderung

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 1999

Autorin/Autor:
Uwe GrünewaId

Schlagworte:
Wasserbewirtschaftung, Spree, Schwarze Elster, Neiße

Bei der gegenwärtigen Diskussion um die europäische Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland sollte an die bereits vorhandenen Erfahrungen und Methoden bei der Bewältigung der Wasserbewirtschaftung in Flusseinzugsgebieten als komplexe Aufgabe angeknüpft werden. Je nach zu bewältigender Planungs- oder Bewirtschaftungsaufgabe sind dabei unterschiedlich detaillierte Methoden verfügbar. Es gilt, diese mit den verschiedenen Instrumentarien der Landesplanung und Raumordnung zu verbinden. Am Beispiel der bergbaubeeinflussten Flusseinzugsgebiete der Spree, der Schwarzen Elster und der Neiße in Ostdeutschland wird die enge Verknüpfung von modernen, modellgestützten Verfahren der WassermengenBewirtschaftung mit entsprechenden Verfahren der Wassergütebewirtschaftung unter Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Grund- und Oberflächenwasser in länderübergreifender Weise dargestellt.