cand.-ing. Franz Frenger Das Einzugsgebiet der Isenach als ...

cand.-ing. Franz Frenger
Das Einzugsgebiet der Isenach als
Sammelsurium der unterschiedlichsten
Gewässerbelastungen
Analyse, Zielvorstellungen, mögliche
Maßnahmen
Schriftliche Ausarbeitung im Rahmen des Seminars:
„Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie“
Betreuer: Dr.-Ing. Wolfgang Frey
TU Kaiserslautern
Bauingenieurwesen
WS 2005/2006

Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG........................................................................ 3
2 DEFINITION......................................................................... 3
3 EINZUGSGEBIET DER ISENACH .............................................. 3
3.1.1 Allgemeine Daten .................................................................................................3
3.1.2 Geschichte ...........................................................................................................3
3.1.3 Besonderheiten ....................................................................................................4
4 ANALYSEN ......................................................................... 4
4.1 Gewässertypen .............................................................................. 4
4.2 Emissionen .................................................................................... 6
4.2.1 Diffuse Einträge....................................................................................................6
4.2.2 Punktquellen ........................................................................................................6
4.3 Immissionen .................................................................................. 8
4.3.1 Biologische Bewertung .........................................................................................8
4.3.2 Morphologie .........................................................................................................9
4.3.3 Chemisch-physikalische Belastungen ................................................................. 10
5 GESAMTBEWERTUNG ..........................................................11
5.1 Gefährdungsabschätzung ............................................................11
5.2 Maßnahmen ..................................................................................12
LITERATURVERZEICHNIS ...................................................................13

1 Einleitung
Das Einzugsgebiet der Isenach ist ein Beispiel der unterschiedlichsten Belastungen eines
Gewässers. Nach Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie wurden Analysen durchgeführt,
die hier im Einzelnen näher betrachtet werden sollen. Anschließend wird noch ein Ausblick
auf die Zielvorstellungen gegeben und des Weiteren mögliche Maßnahmen zur Verbesserung
des Gewässerraumes aufgezeigt. Ich möchte auch auf die historischen Veränderungen
anthropogener Herkunft aufmerksam machen, deren Auswirkungen teilweise heute noch zu
spüren sind.
2 Definition
Was versteht man überhaupt unter dem Begriff „Gewässerbelastung“?
Der Begriff „Gewässerbelastung“ wird wie folgt definiert:
„Die Gewässerbelastung ist eine anthropogen bedingte Erhöhung der Konzentration
natürlicher und künstlicher, gelöster oder ungelöster Stoffe in Gewässern und ihre Folgen“
(Springer Umweltlexikon).
Daraus folgt also, dass die Gewässerbelastung ein rein menschlicher Eintrag von Stoffen
darstellt. Wasserbauliche Veränderungen hingegen, wie beispielsweise Querbauwerke,
Flussbegradigungen oder Wasserentnahmen, können zwar diese Konzentration erhöhen und
die daraus entstehenden Folgen extrem verschärfen, werden aber per Definition nicht
dazugerechnet.
3 Einzugsgebiet der Isenach
3.1.1 Allgemeine Daten
Die Isenach als Hauptgewässer und Namensgeber des Einzugsgebietes entspringt
nordwestlich von Bad Dürkheim im Pfälzer Wald. Auf einer Fließlänge von ca. 30,4 km
umfasst das Einzugsgebiet eine Fläche von ungefähr 295 km². Die Isenach mündet zwischen
Frankenthal (Pfalz) und Ludwigshafen am Rhein in den Roxheimer Altrhein, der bei
Bobenheim-Roxheim linksseitig in den Rhein mündet.
3.1.2 Geschichte
Das Wasser der Isenach wurde im 18. Jahrhundert genutzt um die Saline in Bad Dürkheim zu
versorgen. Zu deren Betrieb wurde zum einen Wasser und zum anderen Energie benötigt, die
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man über die Wasserkraft bezog. Aus ehemals vier Stauseen zur Speicherung ist heutzutage
nur noch einer übrig geblieben. Diese und andere kleinere Weiher wurden zudem auch zur
Fischzucht genutzt. Diese sicherten in dieser Zeit das Überleben, in einer ehemals ärmlichen
und stark von der Forstwirtschaft geprägten Region.
Historiker vermuten, dass die Isenach ehemals auch als Schifffahrtsweg genutzt wurde. Ob
ein reger Schiffs- bzw. Bootsverkehr je statt gefunden hat, ist jedoch fraglich. Sehr
wahrscheinlich ist jedoch eine Floßbarmachung der Isenach für den Transport des Holzes aus
dem Pfälzerwald. Auch wird vermutet, dass zu Zeiten der Römer Material aus den
Steinbrüchen über die Isenach in den Bereich des Rheines gebracht wurde.
3.1.3 Besonderheiten
Als eine kleine Besonderheit in diesem Bereich ist zu erwähnen, dass der übrig gebliebene
Isenach-Stausee bei Bad Dürkheim mit seinen über 250 Jahren der wahrscheinlich älteste
Stausee Deutschlands ist.
(vgl. Internetquelle „Blockhaus Isenach“ und „Speyerbach“)
4 Analysen
4.1 Gewässertypen
Die Gewässer im Einzugsgebiet lassen sich grob in drei unterschiedliche
Gewässertypen unterteilen. Zum einen sind dies der Mittelgebirgsbach und zum
anderen der Flachlandbach. Der dritte Gewässertyp ist eine Mischung aus den beiden
eben genannten Typen, der sich an der Schnittstelle zwischen diesen ergibt.
Mittelgebirgsbäche zeichnen sich durch eine relativ hohe Fließgeschwindigkeit aus,
die sich durch ein großes Gefälle ergeben. Sie zeichnen sich aus durch eine Mischung
aus Erosion und Sedimentation, welche wiederum abhängig vom Gefälle sind.
Flachlandbäche hingegen besitzen kaum Gefälle, meist nur einige Promille, aus
welchem sich eine nur sehr geringe Fließgeschwindigkeit ergibt. Daraus lässt sich
ableiten, dass hier eine hohe Affinität zur Sedimentation besteht. Die Gewässersohle
ist meist sandig und mit organischem Material durchzogen. Eine ausgeprägte
Mäandrierung ist typisch für den Gewässertyp Flachlandbach.
Eine genauere Beschreibung und Bezeichnung der Gewässertypen ergibt sich aus den
Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) und sind im Einzelnen in
Abbildung 1 dargestellt.
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Abbildung 1 Oberflächenwasserkörper und Gewässertypen im Betrachtungsraum Isenach-Eckbach (Steckbrief
Bestandsaufnahme WRRL)
Die in Abbildung 1 dargestellten Gewässertypen lassen sich wie folgt grob einteilen.
Auf der einen Seite ist der Typ, der im Pfälzer Wald entspringt und sich durch ein
sandiges Flussbett auszeichnet, welches stark durch den Pfälzer Buntsandstein geprägt
ist. Er besitzt einen relativ hohen Puffer für Einträge von Außen. Der andere Typ wird
als Gewässer der Niederungen bezeichnet. Die wichtigsten Merkmale dieses Typs sind
die geringe Fließgeschwindigkeit und das Defizit an Beschattung des Gewässers. Aus
diesen Gründen besteht eine erhöhte Gefahr an Eutrophierung und der damit
verbundenen hohen Zehrung an Sauerstoff. Dieser Gewässertyp besitzt eine sehr
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geringe Selbstreinigungsfähigkeit und kann daher Einträge von Aussen nur schlecht
abpuffern (vgl. Gütebericht 2000, Landesamt für Wasserwirtschaft Rheinland-Pfalz).
4.2 Emissionen
4.2.1 Diffuse Einträge
Im Einzugsgebiet der Isenach wird mehr als die Hälfte der Fläche landwirtschaftlich genutzt.
Zwei Drittel dieser Fläche fallen dem Ackerbau und ungefähr ein Drittel den Sonderkulturen
zu. In diesen Bereichen kommt es zu einem verstärkten Einsatz von Düngemitteln sowie auch
von Pflanzenschutzmitteln. Rund 77% der Flächen weisen hohe bis sehr hohe potentielle
Pflanzenschutzmittelbelastungen (10 bis >20 Spritzen / 100 ha Acker- und
Sonderkulturflächen) auf. Bei Niederschlag und Bewässerung werden diese Stoffe
ausgewaschen und gelangen somit ins Gewässer. Durch die morphologischen und
hydrologischen Verhältnisse der Frankenthaler Terrasse wird dieses Auswaschen verstärkt.
Hauptproblem der Region ist der hohe Grundwasserstand. Um diesen zu senken, gibt es eine
große Anzahl von Entwässerungsgräben über die die ausgewaschenen Stoffe direkt in ein
Gewässer geleitet werden.
Bodenabtrag ist im gesamten Gebiet so gut wie nicht vorhanden.
4.2.2 Punktquellen
Im Bereich der Isenach existieren 10 Kläranlagen mit einer Ausbaugröße >= 2.000
EW. Untersucht wurde die Überschreitung für PGes >= 0,3 mg/l. Die mittleren
Abflusskonzentrationen wurden mit dem mittleren Niedrigwasserabfluss (MNQ) in
Beziehung gesetzt. Bis auf eine Kläranlage wurden diese Werte nicht eingehalten. Die
sehr hohen Überschreitungen lassen sich auf die starke Belastung der Kläranlagen aus
dem Weinbau erklären. Kampagnebelastete Kläranlagen können meist nur einen
geringen Teil dieser Stoßbelastungen abpuffern, da sie für den Dauerbetrieb ausgelegt
und bemessen sind. Im Hinblick auf das Abflussregime dieser Region ist die
Stoßbelastung aus Weinbau der „worst case“ schlechthin. Hier treffen hohe
Auslaufkonzentrationen aus Kläranlagen mit niedrigen Abflüssen der Gewässer
zusammen.
Ein weiterer Direkteinleiter ist die Papierfabrik Cordier. Sie ist an der Grenze des
Pfälzer Waldes angesiedelt und leitet jährlich eine Schmutzwassermenge von
745.368m³ in den Oberlauf der Isenach ein. Mit diesem Schmutzwasser gelangen
ungefähr 40 kg Nickel pro Jahr in das Gewässer, was eine Überschreitung der EPER-
Schwellenwerte darstellt. Nickel lagert sich einerseits in der Gewässersohle und
andererseits auch in Lebewesen ab. Eine Menge von 50 mg Nickel wirkt toxisch auf
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den Menschen. Im Bereich der anderen Stoffe die unter anderem zum Bleichen des
Papiers benötigt werden, sind die Grenzwerte jedoch eingehalten.
Abbildung 2 Kommunale Kläranlagen >2000 EW Ausbaugröße, Industrielle und sonstige Direkteinleiter
(Steckbrief Bestandsaufnahme WRRL)
Des Weiteren bestehen noch einige kleinere Mischwasserentlastungsanlagen, die direkt
in das Gewässer abschlagen. Ihre Anzahl ist jedoch gering. Auf längere Sicht sollen
alle diese Anlagen rückgebaut werden, um einen Abschlag von nicht behandeltem
Mischwasser zu minimieren.
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4.3 Immissionen
4.3.1 Biologische Bewertung
4.3.1.1 Makrozoobenthos
Die Makrozoobenthosbewertung teilt sich auf in die biozönotische Bewertung und die
Saprobie. Im Betrachtungsraum befinden sich zwei Makrozoobenthos-Messstellen.
Eine Messstelle wird mit „gut“ bewertet. Diese befindet sich im Bereich der oberen
Isenach, folglich noch im Einzugsgebiet des Pfälzer Waldes. Die zweite Messstelle ist
am Unterlauf der Isenach angesiedelt. Für sie erfolgt die Bewertung mit „schlecht“.
Messstellen
Isenach (Bad Dürkheim) Isenach
Probedatum 18.09.2003 19.09.2003
Taxazahl – Gesamt 18 11
Anzahl EPT – Taxa 4 0
Abundanzsumme 48 23
Ubiquisten Anteil
Taxa [%] // Individuen [%]
33 % // 18 % 55 % // 43 %
Saprobienindex DIN/RLP 1,94 2,7
Längenzonale Einstufung - -
Artendiversität 2,01 1,6
Ökologische Zustandsklasse nach
EU-WRRL
2 (gut) 5 (schlecht)
Tabelle 1 Bewertung des Makrozoobenthos (vgl. Steckbrief Bestandsaufnahme WRRL)
Die Saprobieklassen stellen die biologisch ermittelte Gewässergüte der Fließgewässer
im Betrachtungsraum dar. Im Bereich der Isenach existieren fast ausschließlich die
Güteklassen I-III, wobei die Güteklasse I als „unbelastet“ und die Güteklasse III als
„stark verschmutzt“ bezeichnet wird. Etwas mehr als 2/3 der Fließstrecke werden in
die Güteklassen I und II eingestuft. Sie erreichen somit die Zielvorgaben nach EU-
WRRL. 1/3 des Gewässers erreicht auch immerhin noch den Zustand III, aber somit
nicht einen guten ökologischen Zustand.
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4.3.1.2 Fischfauna
In dem Betrachtungsraum befinden sich sieben Messstellen, davon sind eine „gut“, eine
„mäßig“, eine „unbefriedigend“ und vier „schlecht“ bewertet. Die untere Tabelle soll
beispielhaft für zwei Messstellen aufgeführt werden um einen kleinen Einblick in die
Bewertungskriterien zu bekommen. Es sind die Messstellen 89 (Obere Isenach) und die
Messstelle 148 (Isenach unt. Flossbach) ausgewählt worden.
Bewertung
89 (Obere Isenach) 148 (Isenach unt. Flossbach)
Probedatum 24.04.2003 22.09.2003
Typspezifische Arten Einige fehlen Die meisten fehlen
Sich selbst erhaltende Arten Mehrere fehlen Fast alle fehlen
Fischregion Keine Verschiebung Keine Verschiebung
Gildenzahl Zwei Gilden fehlen Die meisten Gilden fehlen
Gildenzusammensetzung Wesentliche Veränderung Vollständige Veränderung
Biomasse und Dichte Geringfügige Veränderung Sehr starke Veränderung
Populationsaufbau Wesentliche Veränderung Sehr starke Veränderung
Fernwanderarten Nicht vorhanden Nicht vorhanden
Gesamtbewertung Gut Schlecht
Tabelle 2 Fischbewertung (vgl. Steckbrief Bestandsaufnahme WRRL)
4.3.2 Morphologie
Zur Bewertung der Morphologie werden Kriterien wie Gewässerbettdynamik,
Abflussregulierung und Durchgängigkeit herangezogen.
Die Gewässerbettdynamik wird anhand der Strukturmerkmale Laufentwicklung,
Längsprofil, Querprofil, Sohlenstruktur und Uferstruktur klassifiziert. Es wird
untersucht in wie weit das Gewässer verändert oder eingeschränkt ist. Der Großteil des
Untersuchungsraumes ist deutlich bis vollständig verändert. Anhand des unteren
Bildes soll gezeigt werden, wie so eine Veränderung oder Einschränkung aussehen
kann. Hier erkennt man das befestigte Ufer und den fehlenden Gehölzsaum.
Bild 1 Flossbach
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Zum Bereich der Abflussregulierung lässt sich sagen, dass in allen Wasserkörpern des
Betrachtungsraumes weniger als 30 % der Gewässerstrecken staugeregelt sind.
Die Durchgängigkeit gibt an, in wie weit die Gewässer vernetzt sind und wo sie durch
Querbauwerke unterbrochen werden. Es besteht eine Durchgängigkeit von >100km auf
ungefähr 60% der Gewässerstrecken.
Die Werte der Durchgängigkeit und Abflussregulierung beziehen sich auf das gesamte
Gebiet Isenach-Eckbach.
4.3.3 Chemisch-physikalische Belastungen
Im Bereich der chemisch-physikalischen Belastungen soll hier lediglich die Belastung durch
Nährstoffe aufgezeigt werden, da in den anderen Bereichen wie „wichtige Schadstoffe und
prioritäre Stoffe“ keine Messungen vorliegen oder aber die Grenzwerte eingehalten sind.
Im Bereich der Isenach befindet sich eine Messstelle für die zu messenden
Nährstoffkonzentrationen. Die LAWA-Zielvorgaben (Klasse 2) werden für alle Stoffe
überschritten. Die Signifikanzgrenze Trophie wird für Nitrat (NO3-N) und für
Gesamtphosphor (Ges.-P) überschritten. Genauere Angaben finden sich in der unteren
Tabelle. Die gelben Felder markieren die Überschreitungen nach LAWA-Zielvorgaben, die
roten Felder die Überschreitungen der Signifikanzgrenze Trophie.
Messstelle
Isenach,
Pegel Flomersheim
Nitrat
(NO3-N)
Stickstoff
(Ges.-N)
Stoffe
Ortho-Phosphat
(O-PO4-P)
Gesamtphosphor
(Ges.-P)
Jahresmittelwert 6,78 8,43 0,4
90-Perzentil 10,54 11,14 0,535
Tabelle 3 Gemessene Nährstoffkonzentrationen (vgl. Steckbrief Bestandsaufnahme WRRL)
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5 Gesamtbewertung
5.1 Gefährdungsabschätzung
Abbildung 3 Gefährdungsabschätzung für die Oberflächenwasserkörper (Steckbrief Bestandsaufnahme WRRL)
Im Rahmen der Gefährdungsabschätzung sind 2% der Gewässerstrecken in einem guten
ökologischen Zustand und 98% erreichen die Ziele wahrscheinlich nicht. Die prozentualen
Verteilungen der Gefährdungsabschätzung im Betrachtungsraum beziehen sich auf die
gesamte Gewässerstrecke. Hier wird wieder der gesamte Betrachtungsraum Isenach-Eckbach
zugrunde gelegt, da für den Bereich Isenach keine separierten Werte vorliegen.
Allerdings sind 88% der Gewässerstrecke erheblich veränderte Wasserkörper („Heavily
Modified Waterbodies“ – HMWB). Da die Untersuchung ausgelegt war, um herauszufinden
in wie weit die Gewässer in ihrem ursprünglichen natürlichen Zustand noch vorhanden oder
verändert sind, kann es durchaus sein, dass die Bereiche der HMWBs dennoch einen guten
ökologischen Zustand erreichen können. Das dominanteste Kriterium im Bereich der
HMWBs ist die Entwässerung, die aufgrund der intensiven Landwirtschaftlichen Nutzung
nicht überraschend ist.
(vgl. Steckbrief Bestandsaufnahme WRRL)
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5.2 Maßnahmen
Die Zielvorgabe der Landesregierung ist es das Gewässer „vom Kopf an“ zu sanieren, da die
Gewässer in den Bereichen ihrer Quellen am wenigsten oder gar nicht durch anthropogene
Einflüsse verändert sind. Es gilt die restlichen noch verbliebenen Mischwasserentlastungen zu
minimieren oder zu eliminieren, um eine unnötige Nährstoffbelastung des Gewässers zu
vermeiden. Gleiches gilt auch für die Restbelastungen aus Kläranlagen. Es sollte darauf
geachtet werden die Restbelastungen so klein wie möglich zu halten, wie zum Beispiel die
Belastung aus Phosphor oder die Einhaltung eines Mindestsauerstoffgehaltes in den Abläufen.
Ein weiteres Problem kann ebenfalls der Eintrag von Schwebstoffen aus der Nachklärung
sein, den es zu vermeiden gilt. Des Weiteren sollte eine Entwicklung des Ufergehölzsaumes
verstärkt vorangetrieben werden. Dies hätte eine günstige Beschattung des Gewässers und
einen Lebensraum für Klein- und Kleinstlebewesen zur Folge. Auch schafft ein Bewuchs im
Gewässer weiteren Lebensraum für viele Kulturen und bilden eine „Kinderstube“ für die
Fischbrut. Eine Überprüfung der Kanalisation sollte durchgeführt werden, um eventuellen
Fehlanschlüssen vorzubeugen.
Auf längere Sicht ist eine Schulung von den anliegenden Nutzern unerlässlich. Es muss
Aufklärung betrieben werden, was den Missbrauch von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln
angeht und welche Folgen diese für ein Gewässer haben können.
Eine Verbesserung und Renaturierung eines Gewässers kann daher nur auf eine sehr lange
Zeit erfolgreich sein. Es ist jedoch ein großes Konfliktpotential vorhanden, was sich im
hauptsächlichen auf die Landwirtschaft bezieht. Hier gilt es Lösungen zu finden, die beiden
Seiten gerecht werden (vgl. Landesamt für Wasserwirtschaft RLP, 2002).
Eine dieser Möglichkeiten, ist die von der rheinland-pfälzischen Landesregierung ins Leben
gerufene Bachpatenschaft. Diese Patenschaft soll nach Möglichkeit von ortsansässigen
Vereinen oder Gemeinden (beispielsweise Schulklassen) übernommen werden, da diese oft
das Gewässer oder den Gewässerabschnitt kennen und ihn auch nutzen. Zu den Aufgaben soll
eine Beobachtung des Gewässers gehören. Durch die permanente Präsenz am Gewässer ist
eine gute Dokumentierung des Zustandes und der Veränderung von Pflanzen- und Tierwelt
gegeben. Diese Aufzeichnungen sollen dann an die zuständigen Behördung zur Auswertung
weitergeleitet werden. Eine Mitarbeit bei Unterhalt- und Pflegemaßnahmen der Gewässer ist
geplant, beispielsweise eine Beseitigung von Müll am Rande des Gewässers durch eine
Schulklasse. Die Anlieger haben meist eine besondere Beziehung zu „ihrem“ Gewässer.
Somit soll eine Information und Aufklärung von Mitbürgern gefördert werden.
Der Anglerclub 1974 Roxheim hat diese Aufgabe für einen Gewässerabschnitt von 8km
übernommen (vgl. Homepage RLP).
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Literaturverzeichnis
Bahadir,M./Parlar,H./Spiteller,M. (2000): „Springer Umweltlexikon“, Springer Verlag,
Berlin Heidelberg New York
Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft Universität Kaiserslautern: „Steckbrief
zur Bestandsaufnahme gemäß WRRL; Betrachtungsraum Isenach-Eckbach“
Landesamt für Wasserwirtschaft Rheinland-Pfalz (Mainz, 2002): „Chemismus und
biologische Qualität der Fließgewässer im Einzugsgebiet der Isenach;
Erkenntnisse aus einer Sonderuntersuchung 2001/2002“, Bearbeitung: Dipl.-Biol.
F. Westermann
Landesamt für Wasserwirtschaft Rehinland-Pfalz / Ministerium für Umwelt und
Forsten (Mainz, 2000): „Gütebericht 2000“, „Gewässergütebericht für die
Fließgewässer in Rheinland-Pfalz“
Internetquellen
www.blockhaus-isenach.de
www.rlp.de
www.speyerbach.info/historisches/bachgeschichte/schifffahrt.htm
www.wasser.rlp.de
www.wrrl.rlp.de
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