Die Talsperre Bautzen
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Blaualgenmassenentwicklung an der<br />
<strong>Talsperre</strong> Quitzdorf und der <strong>Talsperre</strong> <strong>Bautzen</strong>
2<br />
<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong> Quitzdorf<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
Lage: Niesky, Landkreis Görlitz<br />
Bauzeit: 1965-1972<br />
Inbetriebnahme: 1974
3<br />
<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong> <strong>Bautzen</strong><br />
Lage: <strong>Bautzen</strong>, Landkreis <strong>Bautzen</strong><br />
Bauzeit: 1968 – 1975<br />
Inbetriebnahme: 1977<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong>n<br />
Gestautes Gewässer:<br />
Einzugsgebiet:<br />
Davon Wald:<br />
Davon landw. Nutzfl.:<br />
Besiedelte Fläche:<br />
Gewässerfläche:<br />
Besiedlungsdichte:<br />
Mittlerer Gesamtzufluss<br />
(1926 - 2005):<br />
Stauoberfläche (Zv):<br />
Stauziel:<br />
Mittlere Wassertiefe:<br />
Betriebs-u. Reservestauraum:<br />
Gesamtstauraum:<br />
Mittlerer Niederschlag:<br />
(1965 - 2005):<br />
4<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
TS <strong>Bautzen</strong> TS Quitzdorf<br />
Spree<br />
310,47 km²<br />
36 % (110,6 km²)<br />
43 % (132,7 km²)<br />
19 % (108,5 km²)<br />
2 % (8,63 km²)<br />
440 Einwohner/ km²<br />
2,79 m³/s (88 Mio. m³/a)<br />
5,57 km²<br />
167,50 m ü. NN<br />
6 - 8 Meter<br />
39.2 Mio. m³<br />
49,32 Mio. m³<br />
550 bis 600 mm/a<br />
Schwarzer Schöps<br />
175,62 km²<br />
27 % (48,26 km²)<br />
58 % (101,0 km²)<br />
9 % (15,77 km²)<br />
6 % (10,59 km²)<br />
38 Einwohner/ km²<br />
0,970 m³/s (30,6 Mio. m³/a)<br />
7,35 km²<br />
159,80 m ü. NN<br />
3 - 5 Meter<br />
18,8 Mio. m³<br />
25,7 Mio. m³<br />
651,9 mm/a
Steckbrief <strong>Talsperre</strong> Quitzdorf<br />
Einzugsgebiet<br />
- Wald 28 %<br />
- Landw. 58 %<br />
- Siedlungen 9 %<br />
- Abwassererfassung<br />
zu 60 %; z.T.<br />
Herausleitung<br />
- Kläranlagen mit P-<br />
Fällung<br />
- maßgeblicher<br />
Stoffeintrag über<br />
Erosion und<br />
Regenwasser<br />
5<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
Nutzungen:<br />
Hauptsperre<br />
HWS, NWA, Erh (EU-Badegew.), Fisch, Nat<br />
Hydrografie:<br />
18,8 Mio. m³, 720 ha,<br />
max. Tiefe: 6,8 m Verweilzeit: 0,62 a<br />
ungeschichtet; sehr sedimentreich (keine Vorsperre)<br />
Wassergüte: nach WRRL (2007): gefährdet<br />
- Trophie poly 2<br />
- Sichttiefe im Sommer sehr gering, Massen-<br />
entwicklung von Cyanobakterien (Beeinträchtigung der<br />
Badenutzung, ST < 1m)<br />
- über Sediment in der Regel Sauerstoffschwund<br />
- Phosphorfreisetzung aus Sediment (Nitratmangel) ist<br />
im Sommer wachstumsbestimmend für Cyanobakt.<br />
- keine aktuelle Kenntnis zum Fischbestand<br />
Bild<br />
Abfluss<br />
- Abgabe Tiefenwasser<br />
- abgegebenes Wasser<br />
im Sommer<br />
planktonreich; mit<br />
org. Stoffen<br />
belastet<br />
- hohe P-Konzentration
Steckbrief <strong>Talsperre</strong> <strong>Bautzen</strong><br />
Einzugsgebiet Vorsperre<br />
- Wald 36 %<br />
- Landw. 43 %<br />
- Siedlg. 19 %<br />
- Abwassererfassung<br />
zu 90 %;<br />
Kläranlagen mit<br />
P-Fällung<br />
- maßgeblicher<br />
Stoffeintrag über<br />
Erosion und<br />
Regenwasser<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
- Sedimentation<br />
- Elimination von<br />
Nährstoffen<br />
(P ges. 25 %;<br />
N 10 %)<br />
und bakt. Belastungen<br />
- Verschlammungs-<br />
grad noch gering<br />
(Entschlammung<br />
2000)<br />
Hauptsperre<br />
Nutzungen:<br />
HWS, NWA, Erh (EU-Badegew.), Fisch, En, Nat<br />
Hydrografie:<br />
39,2 Mio m³, 533 ha,<br />
max. Tiefe: 13,5 m Verweilz.: 0,45 a<br />
ungeschichtet (episodisch gesch.) sedimentreich<br />
Wassergüte: nach WRRL (2007): gefährdet<br />
- Trophie poly 1<br />
- Sichttiefe gering, im Sommer Massenentwicklung<br />
von Cyanobakterien (Beeinträchtigung der<br />
Badenutzung, ST
Aufgaben der beiden <strong>Talsperre</strong>n:<br />
1. Wasserwirtschaftliche Nutzungen<br />
- Hochwasserschutz<br />
- Niedrigwasseraufhöhung (ökologisch und nutzungsbedingt)<br />
- Brauchwasserbereitstellung (Kühlwasser, Tagebausanierung)<br />
- Energieerzeugung<br />
2. Nebennutzungen<br />
- Tourismus/Naherholung<br />
- Fischerei<br />
- (Naturschutz)<br />
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| 10. April 2012 | Betrieb SN
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Für die Wassergüte relevante Besonderheiten<br />
Der <strong>Talsperre</strong>n <strong>Bautzen</strong> und Quitzdorf<br />
Einzugsgebiet:<br />
<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong>n besitzen ein dicht besiedeltes, landwirtschaftlich genutztes<br />
Einzugsgebiet. <strong>Die</strong>s bedingt einen hohen Anfall kommunaler und gewerblicher<br />
Abwässer und eine hohe Erosionsanfälligkeit der landwirtschaftlich genutzten<br />
Flächen bei Starkregenereignissen (Partikel- und Phosphorabtrag).<br />
Morphometrie Hauptsperre:<br />
<strong>Die</strong> Wasserbecken sind groß und stark windexponiert. In der Sommerperiode<br />
erwärmt sich das Wasser relativ stark. Zwischen Oberfläche und Grund treten<br />
nur sehr selten Temperaturschichtungen auf. Wind durchmischt das Wasser bis<br />
zum Grund.<br />
Vorsperre:<br />
Es ist seit Bestehen der <strong>Talsperre</strong> Quitzdorf keine Vorsperre vorhanden.<br />
Der <strong>Talsperre</strong> <strong>Bautzen</strong> ist die Vorsperre Oehna vorgelagert.<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
Faktoren die eine Blaualgenmassenentwicklung<br />
begünstigen:<br />
- Temperaturen über 18°C<br />
- starke Sonneneinstrahlung<br />
- instabile Schichtungsverhältnisse, z.B. infolge von Wind<br />
- Nährstoffreiche Sedimente<br />
- Nährstoffrücklösung aus dem Sediment<br />
- Nährstoffeinträge (Phosphor) mit dem Zufluss (z.B. bei<br />
9<br />
Hochwasser)<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
Besondere „Strategie“ der Cyanobakterien...<br />
... sind gegenüber eukaryotischem Phytoplankton konkurrenzstärker<br />
unter<br />
• Schwachlichtbedingungen<br />
• hohen pH Werten<br />
• Kohlenstoffelimitationsbedingungen<br />
• hohen Wassertemperaturen (> 20°C)<br />
und dominieren daher häufig das Phytoplankton in eutrophierten<br />
Gewässern.<br />
Außerdem können Cyanobakterien im Sommer ohne Konkurrenz durch<br />
andere Algen wachsen (Stickstoffgeh. sinkt, was Cyanobakterien nicht<br />
stört) und werden von Zooplankton nicht gefressen<br />
(Toxine,Kolloniegröße)<br />
10<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
11<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
12<br />
Einteilung der Untersuchungen<br />
Projektgruppe<br />
Fischbestands-<br />
kontrollen<br />
Projekte<br />
TS Quitzdorf<br />
Projekte<br />
TS <strong>Bautzen</strong><br />
3 9<br />
Sediment 6 5<br />
Modellierung 2 2<br />
Stoffeinträge 4 3<br />
Techn. Projekte 3 5<br />
Gesamtdarstellung 1 1<br />
Gesamt: 19 25<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
13<br />
Maßnahmen zur Trophieminderung<br />
unter Berücksichtigung des Sedimentes<br />
(Zusammenfassung von mehreren Projekten; Kruspe, 2004)<br />
Projektgruppen: * Sedimentkartierung<br />
* Wechselwirkung Sediment/Freiwasser<br />
* Nährstoffbilanz, Frachtberechnung<br />
* Modellierung mit SALMO<br />
* Sediment und Entwicklung von Cyanobakterien<br />
* Wassermengenbewirtschaftung und Trophie<br />
Zusammenfassung der bisher durchgeführten Projekte<br />
unter dem Gesichtspunkt der<br />
Machbarkeit<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
Finanzierbarkeit<br />
Nachhaltigkeit
14<br />
Sinnvolle, aber aus Bewirtschaftungsgründen<br />
problematische Maßnahmen<br />
• Anhebung des Wasserstandes mit der Bewirtschaftung der <strong>Talsperre</strong>n nicht zu<br />
vereinbaren<br />
• Kompromiss: hoher Wasserstand im Frühjahr, möglichst erst spät im Sommer<br />
absenken<br />
• Ansiedlung von Makrophyten problematisch: Wasserstandschwankungen und<br />
„Überproduktion“<br />
Vermutlich unwirksame bzw. unrealistische Maßnahmen<br />
• Bekämpfung der Microcystis methodisch unklar<br />
• Trockenlegung des Sedimentes Wirksamkeit nur kurzfristig<br />
Wichtig:<br />
Voraussetzung für eine effektive Maßnahmeplanung:<br />
Genaue Untersuchung u. Quantifizierung der Stoffbilanzen u. Stoffwechselprozesse<br />
Einfluss der Hochwässer (Nährstofffrachten)<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
• <strong>Die</strong> Nahrungsnetzsteuerung ist grundsätzlich dazu geeignet, in <strong>Talsperre</strong>n und Seen unter<br />
bestimmten Rahmenbedingungen zu einer Verbesserung der Wassergüte beizutragen.<br />
• Dabei kommt der Pächter Anglerverband „Elbflorenz“ e.V. im Einklang mit dem Fischereirecht seiner<br />
Hegepflicht nach.<br />
• Anzustreben ist eine artenreiche Fischgemeinschaft, bestehend aus typischen, einheimischen<br />
Fischarten, mit einem erhöhten, breit strukturierten Raubfischbestand. Der übermäßigen<br />
Massenentwicklung von Friedfischbeständen (Zooplanktonfressern) wie Plötzen und Bleien ist<br />
entgegenzuwirken.<br />
• <strong>Die</strong>s erfolgt mittels:<br />
- gezielter Förderung von Raubfischen durch Raubfischbesatz<br />
- Schonung vor übermäßiger Beanglung<br />
- Erhöhung des Mindestfangmaßes für Raubfische (Zander, Hecht, Wels)<br />
- Begrenzung der Tagesfangmenge für Raubfisch pro Angler<br />
- Zulassung von bestimmten Fangtechniken bzw. Ködern<br />
•<br />
15<br />
Fischhege als Bestandteil der Wasserbeschaffenheitssteuerung<br />
Ein so gehegter Fischbestand beeinflusst die Wasserbeschaffenheit positiv, er verbessert die<br />
Möglichkeiten der Erholungsnutzung,<br />
Der Angler fängt, sofern ihm das Angelglück hold ist, attraktive Raubfische. Für ihn steigt der<br />
sportliche Wert des Gewässers.<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
Erfolgreiche Steuerung des Fischbestandes an der TS <strong>Bautzen</strong><br />
16<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
Sediment<br />
Bild: R. Kruspe<br />
17<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
Fazit:<br />
- Einfluss des Sedimentes auf die Wasserbeschaffenheit<br />
(besonders Resuspension<br />
bei Absenkung)<br />
- Wachstum von Microcystis wird maßgeblich<br />
durch den aus dem Sediment freigesetzten<br />
Phosphor gefördert<br />
- Durch hohen Anteil leicht freisetzbaren<br />
Phosphors im oberen Sediment wird<br />
Wasserbeschaffenheit im <strong>Talsperre</strong>nwasser<br />
langfristig durch Phosphoreintrag aus<br />
Sediment bestimmt<br />
- nachhaltig lässt sich der Phosphoreintrag<br />
aus dem Sediment nur durch eine weitere<br />
Verminderung des externen Phosphoreintrages<br />
senken
18<br />
Ergebnisse der Forschungsarbeiten:<br />
• Microcystis hat einen Jahreszyklus<br />
• Zwischen Cyanobakterien und dem<br />
Inhaltsstoff Microcystin besteht eine<br />
enge Kopplung.<br />
• Im Winter ist Microcystin im Sediment „konserviert“,<br />
in der Aufstiegs- und Sedimentationsphase wird Microcystin „transportiert“<br />
und nur während der Wachstumsphase wird Microcystin „produziert“.<br />
• <strong>Die</strong> Reinvasion ist von der Temperatur (12 °C am Sediment),<br />
nicht vom Licht abhängig.<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
Cyanobakterien TS Quitzdorf<br />
Kreislauf der Cyanobakterien<br />
(Microcystis) innerhalb eines<br />
Jahres in der TS Quitzdorf<br />
19<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
Überwinterung<br />
der Microcystis im<br />
Sediment<br />
Aufsteigen<br />
der Zellen<br />
Sedimentation<br />
von<br />
Microcystis<br />
Wachstums-<br />
phase
20<br />
Fazit<br />
Eine Verbesserung der Wasserbeschaffenheit in<br />
<strong>Talsperre</strong>n lässt sich erreichen durch:<br />
Verminderung der Erosion und des Stoffeintrages in die Zuflüsse<br />
(Landwirtschaft und Forstwirtschaft)<br />
Behandlungs- und Stoffrückhaltemaßnahmen für hochbelastete Regenwässer<br />
von versiegelten Flächen<br />
Verminderung des Stoffaustrages beim Ablassen von Fischteichen<br />
Abschluss der Abwassersanierung im Einzugsgebiet<br />
Errichtung einer Vorsperre an der TS Quitzdorf für den Zufluss Schw. Schöps<br />
als Nährstoff- und Sedimentfalle und Erhalt ihrer Funktionsfähigkeit (zyklische<br />
Beräumung)<br />
Wiederherstellung der natürlichen Selbstreinigungskraft der Fließgewässer im<br />
EZG der <strong>Talsperre</strong>n durch Renaturierung ausgewählter, strukturgeschädigter<br />
Wasserläufe<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
21<br />
weiter…<br />
Berücksichtigung wassergütewirtschaftlicher Erfordernisse beim<br />
Wassermengenregime der <strong>Talsperre</strong>n:<br />
- möglichst hoher Füllungsgrad im Frühjahr<br />
- Absenkung des Wasserstandes im Jahresverlauf so spät wie möglich<br />
- unter Beachtung der hydrologischen Situation<br />
In Verbindung mit einer planmäßigen Absenkung des Wasserstandes:<br />
- Sedimententnahme in Flachwasserbereichen; ev. Sedimentumlagerung<br />
- Behandlung zentraler Sedimentflächen mit Nitrat und Aluminium<br />
Aufbau und Erhaltung eines nach Alters- und Artenstruktur ausgeglichenen<br />
Fischbestandes<br />
Fortführung der regelmäßigen Überwachung der Wasserbeschaffenheit nach den<br />
bestehenden gesetzlichen Grundlagen und fachlichen Richtlinien ist erforderlich<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
Wie können wir uns in Zukunft<br />
mit der Blaualge arrangieren?<br />
22<br />
Wachstum der Cyanobakterien kann aufgrund ihrer Fähigkeiten<br />
nicht verhindert werden!<br />
Man kann darauf hinwirken, dass die Menge der Cyanobakterien<br />
gering gehalten wird, mit dem Ziel, nachteilige Auswirkungen auf<br />
die Bade- und Umfeldnutzung zu minimieren/ zu vermeiden.<br />
(Umsetzung der vorher genannten Maßnahmen)<br />
Minimierung/ Vermeidung von Phosphor im <strong>Talsperre</strong>nwasser schützt<br />
nicht vor der Entwicklung von Cyanobakterien<br />
Offensive Öffentlichkeitsarbeit<br />
Warnung der Badegäste bei auftretenden Massenentwicklungen<br />
von Cyanobakterien<br />
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<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong> Quitzdorf<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
23.09.2010
24<br />
<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong> Quitzdorf<br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN<br />
23.09.2010
25<br />
<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong> <strong>Bautzen</strong><br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
26<br />
<strong>Die</strong> <strong>Talsperre</strong> <strong>Bautzen</strong><br />
| 10. April 2012 | Betrieb SN
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| 10. April 2012 | Betrieb SN