Seit einigen Jahren treten im Gartower See, der eine wichtige touristische Rolle als Badesee spielt, Massenentwicklungen von toxischen Cyanobakterien auf, die diese Nutzung einschränken oder unmöglich machen. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, die Wirkungszusammenhänge, die die extreme Blaualgenblüte hervorrufen zu beschreiben und gewässerkundliche bzw. wasserbauliche Maßnahmen aufzuführen, die zu einer Minderung stofflicher Einträge oder für eine Sanierung/ Restaurierung des Gewässers geeignet wären und dessen Qualität nachhaltig verbessern. Der Einfluss des Elbehochwassers (Wasser und Schwebstoffe) insbesondere das Elbehochwasser vom August 2002 auf die Gewässergüte des Gartower Sees und die Blaualgenblüte soll besondere Beachtung finden. In der Diplomarbeit sollen folgende Aspekte bearbeitet werden: • Darstellung der historischen Entwicklung im Bereich des Gewässernetzes Elbe - Seege - Gartower See und der örtlichen Gegebenheiten • Rechtliche Grundlagen • Darstellung der ökologischen Parameter und Einflussfaktoren auf die Gewässergüte • Ökologie der Cyanobakterien • Einfluss der Elbe auf die Seegeniederung und den Gartower See • Darstellung und Diskussion der Untersuchungsergebnisse:
1. Wasser- und Sedimentbeschaffenheit 2. Gewässerkundliche Erhebungen: Querprofile, Sedimentmächtigkeiten 3. Status der Blaualgenausbreitung im Untersuchungszeitraum 4. Maßnahmen zur Verbesserung bzw. ökologischen Aufwertung des Gewässerzustandes einschließlich eines weiter ausgeführten Entwurfes [...]
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
3.1.2 Geologische Gegebenheiten
Das Untersuchungsgebiet mit der Gartower Elbmarsch und der heutigen Seegeniederung sowie der natürlichen, eiszeitlichen Erhebung des Höhbeck (bis 75 m+NN) wurde in der Erdneuzeit von skandinavischen Gletschern geprägt, gestaltet und beeinflusst. Dabei wurde das Wendland häufiger von glazialem Eis überfahren. Zur Saale Eiszeit (Beginn vor rund 30.000 Jahren) wurde das Wendland dreimal von nordischen Gletschern beeinflusst. Dabei lagerte sich zum großen Teil Geschiebemergel ab und es kam zu eiszeitlich – tektonischen Verwerfungen und Stauchungen, die im Bereich des Höhbeck zu finden sind. Das heutige Gewässernetz wurde dabei durch diese Eistektonik geprägt und grundlegend im Verlauf festgelegt. Im Hochglazial der Weichseleiszeit (Beginn vor rund 15.000 – 10.000 Jahren) kam es zu keinem Vorstoß von Gletschern südlich der Elbe mehr. Durch Gletscherabflüsse und Absenkung des Meeresspiegels kam es zu Erosion und Einschneiden der Flüsse. Diese spätglaziale Erosionsphase legte den Verlauf von Elbe, Seege und den Schaugräben zum größten Teil fest. Permafrostboden verhinderte ein Versickern der Schmelzwasserabflüssen und durch Oberflächenabfluss entwickelte sich ein verwildertes Flusssystem, das die alten Fließrinnen zwischen Geschiebemergellagen, Sanden und Kiesen auffüllte.
Durch allmählich aufhörende Gletscherschmelze und Anhebung des Meeresspiegels verlandeten die gebildeten Abflussrinnen und es sedimentierten Tone und Auelehme. Dabei stellen diese Auelehmablagerungen alte Abflussrinnen dar.
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.
- Quote paper
- Dipl.Ing. (FH) Bauingenieurwesen Umwelttechnik SiWa Christian Holdack (Author), Kristijan Viduka (Author), 2005, Sanierungskonzept und Untersuchungen zur Verringerung der Massenentwicklungen toxischer Cyanobakterien in einem polymiktischen Flachsee, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/53072
