Limnologisches Praktikum - Talsperre Saidenbach

Praktikumsbericht / -arbeit , 1999 , 38 Seiten , Note: 1

Geowissenschaften / Geographie - Sonstiges

Diese Hausarbeit stellt die Ergebnisse des Praktikums in sehr anschaulicher und umfassender Art und Weise dar. Außerdem gibt sie Möglichkeiten der Einflussnahme entgegen anthropogen hervorgerufenen Belastungen.

Inhaltsverzeichnis:

1. Aufgabenstellung

2. Untersuchungsgebiet

3. Gemessene Parameter, Meßmethoden und Meßgeräte
3.1. Physikalisch/chemische Parameter
3.2. Zusatzuntersuchungen
3.3. Planktonuntersuchung
3.3.1. Planktonnetzzugprobe
3.3.2. Plankton-Vertikalprofil

4. Durchgeführte Untersuchungen und deren Ergebnisse
4.1. Gruppe Vorsperre
4.2. Gruppe Stauwurzel
4.3. Gruppe Staumauer

5. Beurteilung und Einschätzung der Untersuchungsteilgebiete
5.1. Vorsperre
5.2. Stauwurzel
5.3. Staumauer

6. Gesamtüberblick über die Talsperre Saidenbach

1. Aufgabenstellung

Ziel des Praktikums war eine limnologische Beurteilung der Talsperre Saidenbach incl. der zugehörigen Vorsperre bei Forchheim. Das Untersuchungsgebiet erfuhr dabei eine Dreitei- lung in folgende Meßgebiete: Vorsperre Forchheim, Stauwurzel und Staumauer der TS Sai- denbach. Diese Bereiche wurden von je einer Gruppe Studenten untersucht. Dabei erstellten wir u.a. Tiefenprofile von chemisch/physikalischer Parametern wie Temperatur, Leitfähigkeit, Sauerstoffsättigung und Gehalt an NO3-, NH4+, PO43- sowie von Biomasse und Trübung. Außerdem wurden Planktonproben aus verschiedenen Wassertiefen und Sedimentproben ge- wonnen.

2. Untersuchungsgebiet

Die Talsperre Saidenbach gehört mit den Talsperren Rauschenbach, Neunzehnhain I+II, Ein- siedel und den Kunstteichen der Oberen Revierwasseranstalt Freiberg (RWA) zum Talsper- rensystem „Mittleres Erzgebirge“. Sie befindet sich nordöstlich der Stadt Lengefeld und dient der Trinkwasserbereitstellung, Elektroenergieerzeugung sowie dem Hochwasserschutz. Die hier angestauten Bäche Saidenbach, Hötzelbergbach, Lippersdorfer Bach und Haselbach stammen aus einem 60,7km² großen, vorwiegend landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebiet. Die Staumauer der Talsperre wurde in den Jahren 1929-1933 als Gewichtsmauer aus Bruch- steinmauerwerk erbaut. Der Krümmungsradius des Staudamms beträgt 400m. Der geologi- sche Untergrund des Wehrs besteht aus mittelkörnigem, schuppigen Biotitgneis, dem sog. Marienberger Gneis. Das Gebiet wird von einzelnen in Nord-Süd-Richtung verlaufenden Verwerfungszonen durchzogen. Die Morphologie des Benthals ist gekennzeichnet durch steil abfallende Ufer, was auf ein U- oder Kerbtal schließen läßt. Die größte Tiefe wird mit 45m angegeben. Die Talsperre hat einen Gesamtstauraum von 23,09hm³.

Zusätzlich zur Hauptsperre besitzt die Saidenbachtalsperre eine sog. Vorsperre. In dieser wird der Haselbach bereits vor der eigentlichen Talsperre angestaut. Sie dient in erster Linie zur Reduzierung der Sediment- und Stofffracht des Baches. Der Einlauf in die Vorsperre liegt bei 480m ü.NN. Am Meßtag (19.06.99) war eine mittlere Zulaufmenge von 2,3m³/s zu verzeichnen. Das Gewässerbett der Vorsperre fällt zur Mitte hin nur flach ab. Die mittlere Tiefe wird mit 5m beziffert, die maximale Tiefe beträgt 11m. In der Mitte des Beckens (etwa 100m vor der Vorsperrenmauer) befindet sich eine Schwimminsel, die zur limnologischen Meßstation der TU Dresden gehört. Von dieser Insel aus haben wir unsere Tiefenprofile und Sedimentproben gewonnen. Die größte Tiefe an dieser Stelle war 9,5m.

Eine weitere Besonderheit der Talsperre Saidenbach liegt - nach Passieren der Vorsperre - im Mündungsbereich des Haselbaches in die Hauptsperre, der sog. Stauwurzel. Am talsperren- seitigen Ende des Mündungsbereiches befindet sich eine Unterwasserstaumauer. Zwischen dieser und dem Einlauf wurde eine Tauchwand durch das Gewässer gespannt. (siehe auch Übersichtskarte Stauwurzel). Bei der Tauchwand handelt es sich um einen Textilvorhang, der 50 cm unter der Wasseroberfläche beginnt und 5m in die Tiefe reicht. Sie ist mit Gewichten fixiert und nicht auf dem Grund verankert. Gespannt wird sie durch zwei am Ufer im Fels verankerte Stahltrossen. Aufgrund des vor allem auch durch Landwirtschaft, Wiesen und Ortslagen geprägten Einzugsgebietes besteht für die Saidenbachtalsperre die Gefahr der Eu- trophierung durch Nährstoffe aus kommunalen Abwässern und Landwirtschaft. Da die Tal- sperre als Trinkwasserreservoir dient, muß eine Eutrophierung vermieden werden, um die Grenzwerte zur Trinkwassernutzung zu gewährleisten. Unterwasserstaumauer und Tauchwand dienen daher der Verweilzeiterhöhung des Haselbachwassers im Mündungsbe- reich, um mitgeführte Nährstoffe zurückzuhalten, d.h. um eine Eutrophierung bzw. Nähr- stoffüberdüngung des Hauptreservoirs zu verhindern. Die Stauwurzel hat somit den Effekt einer zusätzlichen Vorsperre. Die Tauchwand verhindert, daß warmes nährstoffreiches Ober- flächenwasser sich im Sommer über die ganze Talsperre verteilt. Die Tauchwand hält das Wasser zurück und es kommt somit zu einer Algenblüte (kaum Zooplankton) in diesem Be- reich. Die Algen verbrauchen zum Wachstum die Nährstoffe und sterben nach kurzer Zeit, bis zum Sommer ab. Während das Phytoplankton verschwindet, tritt verstärkt Zooplankton, wel- ches das Phytoplankton frißt, auf. Auch dieses stirbt nach kurzer wegen Nahrungsmangel ab. Die vom Plankton aufgenommenen Nährstoffe werden durch Destruenten im Hypolimnion mineralisiert und somit zum Teil im Sediment fixiert. Aufgrund dieser Vorgänge gelangt nährstoffarmes Oberflächenwasser über die Tauchwand in den See. Die Unterwasserstau- mauer fixiert die Sprungschicht und unterstützt dabei den Effekt. Im Herbst besteht die Ge- fahr der Unterströmung der Tauchwand und damit die Aufhebung des Effekts. Im Winter ist sie wirkungslos.

1933 in Betrieb genommen, wird die Talsperre heute von der Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen bewirtschaftet.

3. Gemessene Parameter, Meßmethoden und Meßgeräte

3.1. Physikalisch/chemische Parameter

Es wurden Vertikalprofile physikalisch-chemischer Parameter mit Hilfe der Geräte und Reagenzien des Windaus-Umweltkoffers ermittelt. Für die Bestimmung beispielsweise der chemischen Größen war eine Probenahme aus der jeweiligen Tiefe notwendig. Zur Probenahme aus verschiedenen Tiefen stehender Gewässer werden Entnahmegeräte, z.B. nach Ruttner eingesetzt: Der Probenehmer wird beim Ablassen voll durchströmt und in der gewünschten Tiefe durch einen Beschwerungskörper, welcher auf den Verschlußmechanismus wirkt, geschlossen (Probenahmerohr aus Acrylglas).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.1

Eine Spurenelementanalyse aus einer so gewonnenen Probe ist aufgrund der vielen Metallteile des Schöpfers nicht empfehlenswert (→ Kontamination der Probe).

Eine weitere Möglichkeit zur Wasserprobennahme ist ein Gerät, welches aus einem Rohr be- steht, das beim Herablassen vom Wasser durchströmt werden kann. Im Inneren befindet sich eine teflonbeschichtete Kugel, die beim Heraufziehen des Probennehmers die untere Öffnung verschließt. Das „Rohr“ besteht aus PTFE, ist chemikalienresistent und ermöglicht ebenfalls eine horizontierte Probenahme. Eine solchen Probe ist daher zur Spurenelementuntersuchung geeignet.

Tabelle 3.1.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Sichttiefe wurde mit einer Secchi-Scheibe (siehe Abb.2) ermittelt. Die Wassertiefe wurde mit einem Lot gemessen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.2

3.2. Zusatzuntersuchungen

1. Zusätzlich wurden mit der Multi-Sonde Vertikalprofile folgender Parameter zur Kontrolle der horizontierten Probenahme bestimmt:

- Temperatur
- Leitfähigkeit
- pH-Wert
- Sauerstoffkonzentration

2. Ein Vertikalprofil des Chlorophyllgehaltes/ der Biomasse wurde mittels Fluoreszenz- bzw. Trübungsmessung aufgenommen.

3. Zusätzlich wurden von der Vorsperrengruppe der Haselbach vor dem Einlauf in die Vorsperre und von der Gruppe Stauwurzel derselbe Bach vor Einlauf in die Hauptsperre beprobt und die in Tabelle 3.1. genannten Parameter bestimmt (Gruppe Stauwurzel: aufgrund falscher Reagenzien mußten die Nitratwerte verworfen werden).

4. Die Gruppe Vorsperre nahm nach Aufnahme der in Tabelle 3.1. genannten Parameter noch Sedimentproben mittels Sedimentgreifer und Kerngerät (auch Schwerelot genannt).

- Sedimentgreifer: Funktion via Bagger: Greifer wird aufgespannt abgeseilt bis er auf dem Grund aufsetzt. Dann wird er langsam hochgezogen. Dabei schließt sich der Greifer und das Sediment wird im Inneren mit nach oben gebracht.
- Schwerelot: Das Gerät ist ziemlich schwer und besteht im wesentlichen aus einem Rohr, welches oben mit einer Klappe luftdicht verschließbar ist. Beim Ablassen des Kerners ist das „Rohr“ oben offen. Bis ca. 1-1,5m über der Grundfläche wird langsam abgeseilt, dann läßt man das Gerät fallen. Es bohrt sich im Idealfall aufgrund seines eigenen Gewichtes in das Sediment. Damit wird eine Probe förmlich ausgestochen oder ausgekernt (→ Kerner). Durch Verschluß des Rohres beim Aufprall befindet sich über dem Sediment eine abge- schlossene Wassersäule, so daß das Sediment beim Hochziehen im Probenbehälter ver- bleibt. Bei Erreichen der Wasseroberfläche muß die Unterseite entsprechend schnell ver- schlossen werden, um ein Eintreten von Luft und damit den Verlust der Sedimentprobe zu verhindern.

3.3. Planktonuntersuchung

3.3.1. Planktonnetzzugprobe

Aus 0-3m Tiefe wurde eine Planktonnetzzugprobe gewonnen. Ein Aliquot aus dieser Netz- zugprobe wurde zusammen mit einem Partner unter einem Lichtmikroskop untersucht. Dabei wurde die Häufigkeit der gefundenen Arten ermittelt, und daraus der Saprobienindex ge- schätzt bzw. berechnet um eine Trophiegradeinteilung des Gewässers vorzunehmen.

3.3.2. Plankton-Vertikalprofil

Am Meßpunkt MP3 wurden Planktonproben aus unterschiedlichen Tiefen mittels Schöpfflasche genommen. Das Plankton wurde mit Lugolscher Lösung fixiert. Die Proben wurden in Sedimentationskammern gegeben und über Nacht stehengelassen. Auf der Bodenplatte wurden die sedimentierten toten Planktonorganismen von Herrn Herklotz unter einem Inversmikroskop ausgezählt.

Gruppe Vorsperre: kein Plankton-Vertikalprofil erstellt Gruppe Stauwurzel und Staumauer:

Tabelle 3.3.

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4. Durchgeführte Untersuchungen und deren Ergebnisse

allg. Beobachtungen am Untersuchungstag (19.06.1999):

- Wetter: naß, nebelig, bedeckt, Nieselregen; Wind: mäßig aus NW-Richtung
- Luftdruck: 72,7mbar
- Wasserstand: 0,5m unter Höchststand (letzten beiden Tage niederschlagsreich (42 l/m²) → großer Zufluß → "Kontamination" mit Regenwasser)

4.1. Gruppe Vorsperre

Meßpunkt MP1V: Brücke über Haselbach ca. 100m vor Mündung in die Vorsperre

Bestimmung der Einlaufmenge in die Vorsperre:

1. Abstecken einer definierten Strecke des Haselbaches: 11,3m
2. Bestimmung der mittleren Breite an dieser Stelle: 4,2m
3. Bestimmung der mittleren Tiefe an dieser Stelle: 0,21m
4. Ermittlung des Wasser-Volumens des betrachteten Bachabschnittes: Länge x Breite x mittlere Tiefe = 9,9666m³ ª 10m³
5. Bestimmung der Fließgeschwindigkeit (in Sekunden [s]) mit einem Blatt, welches auf der Oberfläche den abgesteckten Bereich durchschwimmt (mehrfache Wiederholung der Zeitmessung zur Verringerung des Fehlers):

Tabelle 4.1.1.

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→ mittlere Zeitdauer: tm Z 4,3s → Einlaufmenge = V/tm Z 2,3m³/s

Tabelle 4.1.2.

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Meßpunkt MP2V: Schwimminsel auf Vorsperre (ca. 100m vor Vorsperrenmauer)

Messungen mit Einzelmeßgeräten (EMG):

Tabelle 4.1.3.

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Messungen mittels Multisonde (Meßpkt. ca. 30m vom eigentlichen MP2V entfernt → Boje):

Tabelle 4.1.4.

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Temperatur-Tiefen-Profil

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Diagramm 1

Nach einer geringfügigen Temperaturabnahme bis zu einer Tiefe von 3m ist die Sprungschicht zwischen 3,5 - 5,5m deutlich erkennbar. Im Anschluß an die Sprungschicht wird die T-Abnahme mit der Tiefe wieder geringer. Eine Abweichung vom Kurvenverlauf zeigt der Meßwert des EMG bei einer Tiefe von 6m.

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Diagramm 2

Bis zu einer Tiefe von 3m sind die gemessenen Leitfähigkeiten relativ konstant. Im Bereich von 3 - 5m erfolgt eine starke LF-Abnahme von 30 - 40µS/cm. Das Meßprofil der Multisonde zeigt einen kleinen Anstieg der LF ab einer Tiefe von 5m, während das EMG aufgrund der großen Schwankungsbreite keine Aussage zuläßt.

Insgesamt liegen die Meßwerte des EMG um bis zu 40µS/cm höher als bei der Multisonde.

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Diagramm 3

- geringfügige pH-Wert-Abnahme im Bereich von 1 - 6m Tiefe für die Multisondenmeß- kurve, sonst recht konstant
- geringfügige pH-Wert-Abnahme im Bereich von 1 - 7m Tiefe für die EMG-Meßkurve, Wiederanstieg von 7 - 9m
- allg. sehr kleine Schwankungsbreite von nur einer pH-Wert-Einheit (Max.:7,4 - Min.:6,4)

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Sauerstoff-Tiefen-Profil I

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Sauerstoff-Tiefen-Profil II

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Diagramme 4a und 4b

Beide Kurvenverläufe zeigen eine generelle Abnahme des Sauerstoffgehalts bzw. der O2-Sät- tigung mit der Tiefe. Die Meßwertkurve des EMG ist nicht aussagefähig, da sie nur auf vier einzelnen Punkten beruht, die in zu großen Abständen zueinander liegen.

Ermittlung des Strahlungsklimas mittels Luxmeter:

Tabelle 4.1.5.

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Strahlungsklima mit Luxmeter

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Diagramm 5

Unmittelbar über der Wasseroberfläche war eine Strahlung von 1780kLux meßbar. Dieser Wert beinhaltet einen Anteil an reflektierter Strahlung.

Die Strahlung nimmt bereits innerhalb von 80cm Wassertiefe so weit ab, daß nur noch etwa 3% der einfallenden Strahlung meßbar sind. Trotzdem haben wir mit der Secchi-Scheibe eine maximale Sichttiefe von 1,5m bestimmt.

Meßdaten von Fluoreszenz und Trübung in Volt [V]: Tabelle 4.1.6.

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Die in Volt ermittelten Meßwerte von Fluoreszenz und Trübung ergeben mit „2“ multipliziert für die Fluoreszenz Werte in [µg/l] und für die Trübung Werte in Trübungseinheiten [TE].

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Diagramm 6

Bis zu einer Tiefe von 3m ist eine Zunahme der Trübung zu verzeichnen, die dann bis 4,5m wieder abnimmt, bis 9m relativ konstant bleibt und ganz unten erneut sprunghaft ansteigt.

Die Kurve der Fluoreszenz-Messung entspricht in etwa dem Chlorophyllgehalt in der jeweiligen Wassertiefe. Im Bereich von 1,5 - 4m verläuft die Chlorophyllkurve entgegengesetzt zur Trübungskurve. Ab einer Tiefe von 4,5m paßt sie sich dem Verlauf der Trübungskurve im wesentlichen an, wobei der sprunghafte Anstieg bei 9,5m ausbleibt.

Meßpunkt MP3V: Auslauf der Vorsperre

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Tabellarische Darstellung der Gesamthärte, der Säurekapazität und der Gehalte an Ammonium (NH4+), Nitrat (NO3-) und Phosphat (PO43-) an den Meßpunkten MP1V, MP2V (3 verschiedene Wassertiefen) und MP3V:

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Ergebnisse der Planktonnetzzugprobe der Gruppe Vorsperre:

Bestimmung von Arten und Einteilung in Häufigkeitskategorien: Häufigkeitskategorien:

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Tabelle 4.1.8.

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Gewässergüte/Saprobienindexabschätzung:

Aufgrund der Häufigkeit von Gewässergüte-II-Indikatoren:

Gewässer ist Gewässergüteklasse 2 = b-mesosaprob (nach LIEBMANN)

Gewässergüte/Saprobienindexberechnung:

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→ Im Bereich von 1,8 £ S £ 2,3 gilt die Güteklasse b-mesosaprob = mäßig belastet.

4.2. Gruppe Stauwurzel

Meßwerte Haselbach (mit Umweltkoffer ermittelt):

Tabelle 4.2.1.

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Meßwerte MP3 (mit Umweltkoffer ermittelt):

Tabelle 4.2.2.

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(*...Wassertemperatur 17,2°C, nachmittags; Bestimmung dieser Werte wurde bei der ersten Messung versäumt)

Tabelle 4.2.3.

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Meßwerte MP3 (mit Multisonde ermittelt):

Tabelle 4.2.4.

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Diagramm 7

Bis in eine Tiefe von 3m ist die Temperatur in etwa konstant, dann erfolgt ein starker Abfall. Der Bereich des starken T-Rückganges wird von beiden Meßgeräten unterschiedlich weit ge- zeigt. So stellt sich bei der EMG-Meßreihe bereits bei 5m Tiefe eine nahezu konstante Tem- peratur ein, bei der Multisondenmeßreihe dagegen wird der rapide T-Rückgang bis zu einer Tiefe von 6,5m gezeigt. Die dort ermittelten Werte liegen ca. 3°C niedriger als die der Ver- gleichsmessung.

Das nachfolgende Leitfähigkeits-Tiefen-Diagramm zeigt für beide Messungen völlig verschiedene Kurven. Bei der EMG steigt die Leitfähigkeit im Metalimnion stark an um anschließend wieder abzusinken und dann zum Grund hin wieder leicht anzusteigen. Die Multisondenmessung zeigt dagegen ein Absinken im Metalimnion und ab 5m ein Minimum. Anschließend steigt die Leitfähigkeit wieder an. Die Werte beider Messungen liegen bis zu 50µS/cm auseinander. Der Sondenmessung wird mehr Vertrauen geschenkt.

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Diagramm 8

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 9

Der pH-Wert nimmt mit der Tiefe ab, wobei aber zwischen 1m und 3m ein leichtes Ansteigen zu verzeichnen ist. Beide Messungen differieren zwischen 0 und 1m um 0,6 Einheiten. Sie zeigen aber beide den gleichen Trend. Die Abweichungen zwischen den beiden Messungen sind statistische Fehler.

Diagramm 10 zeigt, daß das Sauerstoffprofil am MP3 bei der Sondenmessung eine klinograde Kurve darstellt, wie sie für eutrophe-mesotrophe Seen typisch ist. Die Umweltkoffermessung zeigt dagegen fast eine orthograde Kurve, wie sie für oligotrophe Seen typisch ist.

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Diagramm 10

Fluoreszenz und Trübung am MP3:

Tabelle 4.2.5.

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Diagramm 11

Fluoreszenz und Trübung sind am MP3 über die Tiefe nahezu konstant, wobei die Fluoreszenz (in Volt gemessen) höher ist als die Trübung. Die Differenz beträgt etwa 0,5V. Am Grund nehmen beide zu.

Meßwerte MP4:

Fluoreszenz und Trübung am MP4:

Tabelle 4.2.6.

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Diagramm 12

Am MP4 sind Fluoreszenz und Trübung über die Tiefe ebenfalls konstant. Es gilt das beim MP3 gesagte. Am Grund ist wieder ein starker Anstieg zu verzeichnen.

Meßwerte am MP4 (Sondenmessung):

Tabelle 4.2.7.

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Diagramm 13

Das Temperatur-Tiefen-Profil zeigt eindeutig eine Schichtung. Das Epilimnion reicht bis in ca. 5m Tiefe, das Metalimnion bis etwa 8m. Darunter liegt das Hypolimnion. Die Temperatur nimmt mit der Tiefe ab, wobei ein Sprung zwischen 5 und 8m Tiefe zu verzeichnen ist. Da- nach nimmt die Temperatur langsam ab. Im Epilimnion ist die Temperatur nahezu konstant.

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Diagramm 14

Die Leitfähigkeit nimmt in die Tiefe zu. Zwischen 0,5 und 3,5m ist sie konstant, um dann bis 5,5m stufenweise abzunehmen. Bis 6,5m Tiefe erfolgt eine sprunghafte Zunahme der LF. Anschließend bleibt sie mit geringen Schwankungen konstant.

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Diagramm 15

Der pH-Wert sinkt von der Oberfläche bis in 12m Tiefe ab, wobei im Epilimnion ein leichter Anstieg zu verzeichnen ist. Ein weiteres pH-Maximum liegt bei 6,5m. Insgesamt folgt der pH-Wert dem abnehmenden Trend. Er bewegt sich zwischen 6,9 und 7,9 im neutralen Be- reich.

Im nachfolgenden Diagramm 16 zum Sauerstoffgehalt läßt sich ein überraschend konstanter Verlauf über die Tiefe feststellen. Er zeigt fast ein orthogrades Profil. Zwischen 5,5 und 6,5m steigt er plötzlich sprunghaft an, um bis in 8m Tiefe genauso schnell wieder abzusinken. In noch größerer Tiefe ist der Verlauf wieder relativ konstant.

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Diagramm 16

Ergebnisse der Planktonnetzzugprobe der Gruppe Stauwurzel:

Bestimmung von Arten und Einteilung in Häufigkeitskategorien: Häufigkeitskategorien:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 4.2.8.

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Gewässergüte/Saprobienindexabschätzung (aufgrund der Häufigkeit von Gewässergüte-II- Indikatoren):

Gewässer ist Gewässergüteklasse 2: b-mesosaprob/a-mesosaprob (nach LIEBMANN) Gewässergüte/Saprobienindexberechnung:

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Gewässer ist Gewässergüteklasse 2: b-mesosaprob

Planktonvertikalprofil: Tabelle mit Zahlenwerten befindet sich im Anhang.

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Diagramm 17

Planktonanalyse (Stauwurzel II)

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Diagramm 18

In der Planktonnetzzugprobe dominierte das Zooplankton. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Phytoplanktonpopulation (Höhepunkt im April-Mai) bereits zusammengebrochen ist. Unmittelbar nach der Probennahme erfolgte eine Fixierung der Probe mit Lugolscher Lösung. Geschah dies nicht sofort oder war die Menge an zugesetzter Lösung zu gering, haben die Zooplankter eventuell noch vorhandenes Phytoplankton gefressen. Damit würden die ausge- zählten Ergebnisse ungenau. Bei den Proben für das Tiefenprofil handelt es sich dagegen aus- schließlich um Phytoplankter.

Das Auszählen der Planktonproben aus verschiedenen Tiefen unter dem Inversmikroskop ergab Vertikalprofile (fi Diagramme 17 und 18). Analysiert und gezählt wurden folgende sechs Arten:

1. Asterionella: insgesamt geringe Individuenanzahl, Anzahl nimmt mit der Tiefe hin zu, Maximum in 7m Tiefe, vermutlich abgesunkene tote Algen
2. Fragilaria: insgesamt geringe Individuenanzahl, Maximum in 1m Tiefe, aber auch in 7 m Tiefe noch anzutreffen
3. Melosira: insgesamt geringe Individuenzahl, Maximum in 3-4m Tiefe (Oberfläche Meta- limnion)
4. Dinobryon: häufig (große Zahl), vor allem in den oberen Wasserschichten bis 4 m Tiefe (Epilimnion); nach unten abnehmend, aber immer noch mit relativ großer Individuenan- zahl vertreten
5. Stephanodiscus: häufig (große Zahl), aber nicht so häufig wie Dinobryon, Maximum in 3m Tiefe, Oberfläche Metalimnion
6. Synedra: deutlich weniger als Dinobryon, trotzdem zweitstärkste „Fraktion“, Maximum in 5m Tiefe

4.3. Gruppe Staumauer

Folgende chemisch-physikalischen Parameter wurden mittels Umweltkoffer der Firma Windaus bestimmt:

Tabelle 4.3.1.

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Diagramm 19

Das Wasser kann insgesamt als weich eingestuft werden. Tendenziell nimmt die Wasserhärte mit der Tiefe von 5°d auf 7°d zu (→ Diagramm 19).

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Diagramm 20

Der Nitratgehalt bewegt sich zwischen 20 und 28mg/l. Bis in eine Tiefe von 28m werden die Werte größer und erfahren dann einen starken Rückgang bis auf einem Wert von 20mg/l.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 21

Das Diagramm 21 vermittelt den Eindruck eines stark variierenden NH4+-Gehaltes. Betrach- tet man jedoch die Größeneinteilung der X-Achse, so stellt sich heraus, daß die Ammonium- verteilung über das Tiefenprofil relativ konstant ist. Schwankungen liegen zum großen Teil in der Meßmethode begründet. Die eingesetzten Umweltkoffer dienen nur zur Bestimmung von NH4+ in einer relativen Größenordnung. Unter Laborbedingungen sind dagegen viel genau- ere Werte zu erwarten.

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Diagramm 22

Die Säurekapazität bzw. das daraus berechnete Säurebindungsvermögen zeigen einen mit der Tiefe zunehmenden Verlauf. Bei Betrachtung der Auflösung der X-Achse im Diagramm 22 wird dies jedoch wieder relativiert. Das SBV kann also als konstant angenommen werden.

Nachfolgende Tabelle enthält die mit Einzelmeßgeräten (Thermofühler, pH-Meter und LFMeßgerät) ermittelten physikalischen Gewässerparameter:

Tabelle 4.3.2.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Außerdem wurden zu Vergleichszwecken Tiefenprofile verschiedener Parameter mittels Multisonde aufgenommen (→ Tabelle 4.3.3.).

Tabelle 4.3.3.

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Graphische Darstellung der Tabellenwerte:

Temperatur-Tiefen-Profil

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 23

Bis in eine Tiefe von etwa 5m bleibt die Temperatur relativ konstant. Im sich anschließenden Bereich erfolgt ein starker Temperaturrückgang mit zunehmender Tiefe. In noch größeren Tiefen ist die T-Abnahme wieder sehr gering - man kann fast sagen, die Temperatur ist dort konstant.

Beide Kurven zeigen einen annähernd gleichen Verlauf.

Das im nachfolgenden Diagramm 24 dargestellte Leitfähigkeits-Tiefen-Profil zeigt zwei Kur- ven, die in ihrem Verlauf recht ähnlich sind. Auffallend ist die Wertedifferenz von ca. 50µS/cm. Grundsätzlich nimmt die LF mit zunehmender Tiefe nur sehr gering zu, man kann fast von einer gleichbleibenden Wertereihe sprechen. Abweichend davon sind wieder Schwankungen in der Meßreihe des EMG. Diese sind jedoch wahrscheinlich auf Ungenauig- keiten bei der Messung zurückzuführen. Im Vergleich mit der Meßreihe der Multisonde wäre eine neue Kalibrierung des Gerätes sinnvoll. Dies würde den Werteversatz erklären.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 24

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 25

Die mittels Multisonde aufgenommene Meßwertreihe zeigt einen leichten pH-Anstieg bis in eine Tiefe von etwa 2,50m. Im anschließenden Bereich von weiteren 2,5m bleibt der pH-Wert konstant. Daran schließt sich eine Zone (Tiefe 5 - 12m) an, in der der pH-Wert um 1,5 Einheiten abnimmt. In noch größeren Tiefen stellt sich wieder ein relativ beständiger pH-Wert von 7 ein, der kaum Schwankungen aufzeigt.

Schaut man sich dagegen die Meßwerte des pH-Meters an, so sind dort mit zunehmender Tiefe immer größere Schwankungen zu verzeichnen. Da hier die Genauigkeit der Messung durch die Meßmethode beeinträchtigt wird, gehen wir davon aus, daß diese Abweichungen vom Kurvenverlauf der Multisonde zum größten Teil auf Meßfehler zurückzuführen sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 26

Die Kurve im Diagramm 26 zeigt ein wiederholtes Ansteigen und Abfallen des Sauerstoffge- haltes im Tiefenbereich von 0 - 6,5m. Bei 6,5m sinkt der O2-Gehalt innerhalb eines Meters von 11 auf 9mg/l. Dieser Wert wird in etwa bis in 28m Tiefe beibehalten. Dann erfolgt ein weiterer starker Rückgang auf ca. 7mg/l. Dieser Wert bleibt bis auf den Grund hinab gleich.

Darstellung von Chlorophyllgehalt und Trübung über das Tiefenprofil:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 27

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 28

Wie in den Diagrammen 27 und 28 zu sehen ist, verhalten sich die Kurven von Trübung und Chlorophyllgehalt sehr ähnlich. Beide zeigen einen ziemlich konstanten Bereich bis in etwa 27m Tiefe. Dort ist eine dünne Schicht anzutreffen, die sehr chlorophyllreich und damit ge- trübt ist. Diese Größenordnungen für Chlorophyll und Trübung gehen im Anschluß daran wieder auf die Höhe der vorherigen Werte zurück. Weiter in die Tiefe vordringend, zeigt sich ein weiterer Anstieg in beiden Kurven, der sicher ähnlich zu bewerten ist, wie der Anstieg von Chlorophyll und Trübung bei der Gruppe Stauwurzel (→ Diagramme 11 + 12).

Limnologieprotokoll „Saidenbachtalsperre“: Stollberg, Neumann, Mauersberger

Ergebnisse der Planktonnetzzugprobe der Gruppe Staumauer: Tabelle 4.3.4.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Gewässergüte/Saprobienindexabschätzung:

Aufgrund der Häufigkeit von Gewässergüte-II-Indikatoren:

Gewässer ist Gewässergüteklasse 2 = b-mesosaprob (nach LIEBMANN)

Gewässergüte/Saprobienindexberechnung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

→ Im Bereich von 1,8 £ S £ 2,3 gilt die Güteklasse b-mesosaprob = mäßig belastet.

Planktonvertikalprofil: Tabelle mit Zahlenwerten befindet sich im Anhang.

Planktonanalyse (Talsperrenmauer I)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 29

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm 30

Das Dinobryon ist mit Abstand der zahlenmäßig häufigste Phytoplankter, gefolgt von Stephanodiscus und Melosira. Während Dinobryon und Stephanodiscus ihre häufigste Verbreitung in den obersten 10m des Talsperrengewässers haben, erreicht Melosira dies erst kurz vor dem Gewässergrund. Dies liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit daran, daß ein Großteil von Melosira bereits abgestorben ist und auf den Gewässergrund absinkt.

Asterionella und Fragilaria zeigen einen für unser Erwarten typischen Verlauf. Als Phytoplankter haben sie ihren optimalen Lebensraum im Epilimnion, also im oberen Bereich des Gewässers. Weiter unten wird Licht ein limitierender Faktor, d.h. es ist nicht mehr ausrei- chend vorhanden und damit kann sich die Population dort unten nicht weiter entwickeln.

Die Population von Synedra gibt uns Rätsel auf (siehe Diagramm 29). Wir vermuten, daß der Einschnitt in 12m Tiefe auf Fraßräuber (Zooplankton) zurückzuführen ist. Die große Menge am Gewässergrund läßt auf abgestorbene Organismen der Synedra-Population schließen. Der Einschnitt im Tiefenbereich von 25 - 30m ist uns jedoch unerklärlich.

5. Beurteilung und Einschätzung der Untersuchungsteilgebiete

5.1. Vorsperre

Die Vorsperre Forchheim dient der Aufstauung des Haselbaches. Um einen Wirkungsmecha- nismus bzw. eine Erfolgsbilanz des Beckens zu beurteilen, waren diverse Zusatzuntersu- chungen von Zu- und Ablauf notwendig. Mit einfachsten Mitteln (Stoppuhr und schwimmen- des Blatt) wurde dem Haselbach an diesem Tag ein Volumenstrom von 2,3m³/s zugesprochen. Dabei ging es vordergründig um die Bestimmung einer Größenordnung des Zuflusses und nicht der genauen Ermittlung der Wassermenge des Einlaufs in das Becken. Beeinflußt durch den starken Regen der letzten Nacht (bis zu 42l/m²) könnte dieser Wert des Zulaufs an ande- ren Tagen geringer ausfallen.

Die chemischen und physikalischen Parameter weisen zwischen Zu- und Ablauf Unterschiede auf. Zum einen hat das Wasser beim Auslauf aus der Vorsperre eine um 4K höhere Temperatur als beim Einlauf. Auch pH-Wert, Leitfähigkeit und Nitratgehalt wurden mit höheren Werten ermittelt. Woran liegt das? In der Vorsperre müssen also Vorgänge ablaufen, die obige Veränderungen zulassen.

Wie bei den meisten stehenden Gewässern hat auch die Vorsperre Forchheim die typische Dreiteilung in Epi-, Meta- und Hypolimnion. So liegt die Sprungschicht in 3,5 - 5m Tiefe. Das Einzelmeßgerät (EMG) zeigt in 6m Tiefe eine deutliche Temperaturzunahme. Der Vergleich der Temperatur mit dem Einlauf läßt den Schluß zu, daß es sich hierbei um die Einschichttiefe des Haselbaches handelt. Durch den Dichteunterschied kann das Wasser nicht nach oben entweichen. Es wird sich daher der Umgebungstemperatur anpassen und damit eine gleiche Dichte wie das umgebende Wasser erreichen.

In engem Zusammenhang mit der Temperatur steht der pH-Wert. Seine Temperaturabhängig- keit wird im Vergleich recht deutlich. Tendenziell nimmt dieser in gleicher Art und Weise wie die Temperatur ab, auch wenn hier die maximale Abnahme nur eine pH-Wert-Einheit beträgt. Der pH-Wert ist neben Temperatur und Druck ein wichtiger Einflußparameter für die Leit- fähigkeit. Nach den geltenden physikalisch-chemischen Gesetzen wäre jedoch nicht der ge- messene Verlauf zu erwarten gewesen, sondern ein völlig entgegengesetzter, da mit abneh- mendem pH-Wert eine größere Löslichkeit für Ionen gegeben ist. Dies bedeutet, in unserem Fall wird eigentlich ein zunehmendes Profil erwartet. Über die Gründe des gemessenen Ver- laufs kann nur spekuliert werden. Möglicherweise hat das Wetter der letzten Tage das Wasser derartig umgewälzt, daß solche Abweichungen möglich sind. Damit wäre allerdings auch keine Temperaturschichtung im Wasserkörper der Vorsperre nachzuweisen.

Eine weitere temperaturabhängige Größe ist der Sauerstoffgehalt. Das spielt in unserem Fall allerdings nur eine untergeordnete Rolle. Die Abnahme des Sauerstoffs mit der Tiefe ist eine Folge der biologischen Aktivität. Die Bildung von Sauerstoff durch Phytoplankter erfolgt nur im obersten Meter. Das zusätzlich gemessene Strahlungsklima zeigt einen rapiden Abfall innerhalb des ersten Meters auf 3% der ursprünglichen Strahlung. Damit ist die Photosynthe- seaktivität auf diesen Bereich beschränkt und in größerer Tiefe nicht mehr möglich. Die Be- trachtung der Fluoreszenz bestätigt diesen Fakt, da sie mit dem Chlorophyllgehalt annähernd gleichgesetzt werden kann. Ein hoher Chlorophyllgehalt läßt auf eine hohe Photosyntheserate schließen. Desweiteren findet an der Oberfläche ein reger Austausch mit dem Luftsauerstoff statt. Ab einer Tiefe von 1,5m findet man hauptsächlich sauerstoffzehrende Prozesse vor. Der biologische Abbau von organischer Materie (Plankton, pflanzliche und tierische Reste) und anorganischer Verbindungen (Nitrat, Ammonium) führt zu O2-Verbrauch, der im Tiefenprofil deutlich erkennbar ist. Durch Lichtmangel existiert in ca. 3m Tiefe kaum lebendes Phytoplankton. Die dennoch deutlich ansteigende Trübung ist auf möglicherweise vermehrtes Vorkommen von Zooplankton zurückzuführen. Dieses frißt das Phytoplankton, so daß dies eine weitere Ursache für den Rückgang des Chlorophyllgehaltes ist. Leider wurde keine Planktonanalyse im Tiefenprofil erstellt. Die Planktonnetzzugprobe bestätigt obige Vermu- tung, daß das Zooplankton überwiegt.

Mit zunehmender Tiefe finden mehr ab- als aufbauende Prozesse statt. Mikroorganismen zer- setzen das organische Material und führen durch Sauerstoffverbrauch anoxische Verhältnisse herbei. Am Grund laufen demzufolge alle Abbauprozesse streng anaerob ab. Ein Anstieg von Fluoreszenz und Trübung in 9,5m Tiefe ist auf Berührung mit Sediment zu- rückzuführen. Dieses wurde durch Probenahme mittels Kerner und Greifer näher charakteri- siert. Es handelt sich hierbei um tiefschwarzes, feines, übelriechendes Material, welches einen sehr hohen Gehalt an Wasser aufweist. Dieses als Mudde bezeichnete Sediment grenzt sich deutlich vom darunterliegenden bräunlichen Boden ab. Die Mudde stellt einen Horizont dar, in dem Abbauvorgänge unter anoxischen Verhältnissen stattfinden. An einzelnen Stellen wur- den noch fasrige Pflanzenreste in stark verrottetem Zustand gefunden. Der nachfolgende braune Horizont ist der Mutterboden des gefluteten Talbeckens der heutigen Vorsperre. Trotz des optisch trüben Zustandes des Wassers und des relativ hohen Anteils an Zooplankton kann der Vorsperre Forchheim eine gute Wasserqualität zugesprochen werden. Die Berech- nung der Güteklassifizierung nach Liebmann ergab einen Wert von 1,9. Das Gewässer ist als eutroph einzuordnen, jedoch mäßig organisch belastet. Die Wassergüte entspricht b-meso- saprob.

5.2. Stauwurzel

Die Saidenbachtalsperre zeigt auch im Stauwurzelbereich die typische Stratifikation eines Sees der gemäßigten Breiten im Sommer. Diese Schichtung kommt durch die Temperaturund Dichteunterschiede zustande.

Im Bereich zwischen Tauchwand und Unterwasserstaumauer (MP3) reicht die Sprungschicht von etwa 3 - 6m Tiefe. Am MP4 liegt sie auch durch die größere Wassertiefe tiefer. Die Sprungschicht wird am MP3 auch durch die Unterwasserstaumauer fixiert. Der pH-Wert nimmt aufgrund von Redoxreaktionen im Sediment und im Hypolimnion, sowie durch den Entzug von Sauerstoff durch Atmung der Destruenten zur Tiefe hin leicht ab. Daher steigt auch die Leitfähigkeit im Hypolimnion leicht an.

Am MP4 ist eine eindeutige Zunahme der Leitfähigkeit aus diesem Grund zu verzeichnen, während am MP3 das Profil einen konstanten Verlauf zeigt.

Das Säurebindungsvermögen (Säurekapazität) nimmt mit zunehmender Tiefe ab, d.h. das Oberflächenwasser ist in der Lage mehr Säure aufzunehmen. Das erklärt auch die Abnahme des pH-Wertes mit der Tiefe. Dies resultiert daraus, daß in Oberflächennähe das Kohlendi- oxid verbraucht wird durch Photosynthese und in der Tiefe Kohlendioxid durch Atmungs- und Mineralisationsvorgänge produziert wird und damit Kohlensäure gebildet wird. Abbauprozesse sind auch für die Abnahme der Sauerstoffkonzentration mit der Tiefe verant- wortlich, so daß sich ein typisch klinogrades Profil im Bereich zwischen Tauchwand und Unterwasserstaumauer ausbildet.

Hinter der Unterwasserstaumauer am MP4 zeigt dagegen der Sauerstoffgehalt ein fast ortho- grades Profil. Hier spielen vermutlich Abbauprozesse aufgrund geringer Konzentrationen organischer Substanzen (Nährstoffe) eine nur sehr untergeordnete Rolle, bzw. finden vermut- lich gar nicht statt. Die Zunahme an der Oberfläche des Metalimnions ist wahrscheinlich auf die auf dieser aufgrund der niedrigen Temperatur dichteren Wasserschicht aufschwimmenden Algen und ihrer Photosyntheseaktivität und Sauerstoffproduktion zurückzuführen. Aufgrund dieser unterschiedlichen Ergebnisse im Bereich zwischen Tauchwand und Unterwasserstaumauer, und im offenen Seebereich dahinter (MP4) kann auch angenommen werden, daß die Nährstoffkonzentration, der Trophiegrad im Bereich zwischen Tauchwand und Unterwasserstaumauer höher ist, um diese somit ihre Funktion der Nährstoffrückhaltung erfüllen, denn MP4 zeigt das Sauerstoffprofil eines oligotrophen nährstoffarmen Sees.

Leider konnte der Nitratgehalt aufgrund falscher Reagenzien nicht bestimmt werden. Es kann jedoch angenommen werden, daß er im Bereich von MP3 höher liegt als am MP4, vermutlich zwischen 19 -22 mg/l. Die anderen Nährstoffe weisen nur geringe Konzentrationen an beiden Meßpunkten auf.

Der Phosphatgehalt ist sehr gering, < 0,1 mg/l (kleiner als Meßbereich des Windaus-Photo- meter), und das über das ganze Profil. Auch der Ammoniumgehalt ist gering. Er schwankt statistisch zwischen 0,1 und < 0,1mg/l. Dies läßt den vorsichtigen Schluß zu, daß der Stick- stoff entweder im Sediment fixiert, organisch gebunden oder als Nitrat vorlag. Die Fluoreszenzmessung zeigt eine Konzentration der Biomasse oberhalb des Metalimnions, bis 3 m Tiefe. Dann nimmt die Fluoreszenz langsam ab, aber auch in großer Tiefe ist noch Biomasse (Phytoplankton) vorhanden. Die Trübung schwankt leicht, bleibt aber relativ kon- stant. In 9,5 m Tiefe steigen Fluoreszenz und Trübung stark an, da hier der Talsperrenboden erreicht ist.

Aufgrund der Trübungsmessung kann gesagt werden, das im Vergleich zum MP 4 die Partikeldichte höher ist, was eventuell auf die höhere Verweilzeit des Wassers in diesem kleinen Bereich zwischen Tauchwand und Staumauer zurückzuführen ist.

Die Leitfähigkeit des Wassers des Haselbaches und damit der Ionengehalt ist höher, als der des Wassers der Stauwurzel. Ammonium- und Phosphatgehalt sind in derselben Größe. Die theoretische Einschichttiefe des Baches liegt zwischen 4,0 - 4,5m. Das Wasser sinkt vermut- lich zunächst in diese Tiefe ab, wird eingeschichtet und an der Tauchwand langsam zum Aufstieg gezwungen, dabei erwärmt es sich und fließt als warmes Oberflächenwasser über die Tauchwand und schichtet sich als Oberflächenwasser ein. Dies geschieht während der Sommerstagnation.

Das Säurebindungsvermögen ist höher als das des Sperrenwassers, was auf den Gasaustausch mit der Atmosphäre und den hohen Ionengehalt zurückzuführen ist.

Das Plankton konzentriert sich vor allem im Epi- und Metalimnion. Es dominieren vor allem Diatomeen. Sei sind in relativ großer Anzahl vorhanden. Die Zunahme der Zellzahlen von Asterionella mit der Tiefe, die so nicht erwartet wurde, ist wahrscheinlich auf ein Absterben der Asterionella-Population zurückzuführen. In den tieferen Bereichen konzentrieren sich die toten Algen, die dann von Destruenten gefressen werden. Die Konzentration des Planktons hauptsächlich im Epilimnion ist durch das erhöhte Lichtangebot für die Photosynthese zu er- klären. Einige Phytoplanktonarten weisen die höchsten Zellzahlen an der Oberfläche des Me- talimnions auf, z.B. Melosira. Sie brauchen für die Photosynthese weniger Licht oder sind lichtempfindlicher als andere. Zum anderen verhindert, die aufgrund des Temperatursprunges hohe Dichte der Wasserschicht das weitere Absinken der Algen. Nach den Ergebnissen der Planktonnetzzugprobe ist das Gewässer in die Gewässergüteklasse 2 einzuteilen und als me- sotroph einzustufen.

5.3. Staumauer

Die Saidenbachtalsperre weist die typische Schichtung in Epilimnion, Metalimnion und Hy- polimnion auf, d.h. anfänglich ist die Temperatur annähernd konstant, nimmt bis in ca.18m

Tiefe rapide ab, um sich dann bis zum Grund wieder eine gewisse Konstanz zu verfolgen. Verdeutlicht wird dies durch die klare Abgrenzung in drei Temperaturbereiche. Im Zusam- menhang mit dem pH-Wert reicht das Epilimnion bis in eine Tiefe von 5m, die Sprungschicht bis in 18m. Das Hypolimnion kann in die Tiefe zwischen 18... 45m eingeordnet werden. In Anlehnung an pH-Wert und Temperatur kann die Sauerstoffkonzentration betrachtet werden. Diese ist wie der pH-Wert stark temperaturabhängig, so daß sie im Epilimnion die höchsten Werte aufweist. Das Sauerstoffprofil weist bis zum Tiefenpunkt 16m einen heterograden Verlauf auf. Im Anschluß daran ist ein zweiter negativ heterograder Trend erkennbar. Dieser typische Verlauf tritt nur während der Sommerstagnation auf. Diese Vertikalverteilung weißt auf eine Ansammlung von totem Material im Metalimnion hin, welches hier aerobem Abbau unterliegt. Im Epilimnion gleichen sich sauerstoffliefernde und -zehrende Prozesse aus, wäh- rend im isolierten Hypolimnion der Sauerstoffverbrauch überwiegt. Dieser ist durch biogenen Abbau der Organismen bedingt. Das Sauerstoffmaximum in 2m Tiefe erklärt sich durch Ober- flächeneintrag von O2 über Wind- und Wellenbewegung. Desweiteren könnte Sauerstoff durch die Ruderbewegungen beim Umrunden des Meßpunktes eingetragen worden sein.

Ein weiterer Zusammenhang besteht zwischen Sauerstoffkonzentration und Planktonvor- kommen. Bei der Planktonanalyse mittels Inversmikroskop wurde ausschließlich Phytoplankton bestimmt. Bei allen bestimmten Arten besteht ein Maximum im Metalimnion. Durch die schädliche UVA-Strahlung ist ein Maximum im Epilimnion nicht möglich. Mit zunehmender Tiefe wird die Lichtintensität geringer, so daß die Photosynthese für die Orga- nismen nicht oder kaum möglich ist. Das massenhafte Vorkommen von Synedra in 45m Tiefe kann mit dem Auszählen von ausschließlich toten Organismen erklärt werden. In diesem Zu- sammenhang stehen auch die Vertikalprofile von Chlorophyllgehalt und Trübung. Das Maxi- mum am Grund der Talsperre läßt auf aufgewirbeltes Sediment schließen. Beide Profile errei- chen bereits in 30m Tiefe ein Maximum. Dies zeigt eine dünne Schicht, in der totes Material langsam zu Boden sinkt. Durch die Dichte und die Überlagerung der absinkenden Zellen sind die Meßwerte möglicherweise leicht überhöht. Der Anstieg des Chlorophyllgehaltes in 5m Tiefe ist mit der biologischen Aktivität des Phytoplanktons zu begründen.

Die Planktonnetzzugprobe zeigt ein zahlenmäßig in etwa gleich verteiltes Vorkommen von Zoo- und Phytoplankton. Während die Algen von Fragilaria und Asterionella dominiert wer- den (Häufigkeit jeweils mit 100 angegeben), zeigt das tierische Plankton eine größere Diver- sität.

Das Aufstreben der Arten ist stark abhängig von der Jahreszeit und vom Vorhandensein be- stimmter Nährstoffe. So sind Nitrat und Ammonium die wichtigsten anorganischen Stick- stoffverbindungen im Gewässer. Sie sind die N-Lieferanten für die photoautotrophen Pflan- zen. Dies gilt auch für die Phytoplankter. Diese besitzen in ca. 5m Tiefe ein Maximum in ih- rem Vorkommen. Durch erhöhten Einbau von Stickstoff in die Zellmasse sinkt der Nitratge- halt auf ein Minimum ab. Auch der Ammoniumgehalt wird geringer. NH4+ kann von Pflan- zen und Algen direkt aufgenommen werden. Durch Ammonifikation wird dann organischer Stickstoff in NH4+ umgewandelt und über Nitrifikationsprozesse von NH4+ über NO2- zu NO3- oxidiert und erneut in organische Materie eingebaut. Der Anstieg des Nitratwertes im Hypolimnion ist eindeutig auf Abbauprozesse durch Mikroorganismen zurückzuführen, die das bei der Eiweißzersetzung frei werdende NH4+ zu Nitrat oxidieren.

Das Säurebindungsvermögen (SBV) gibt an, wie gut ein Gewässer gegen Säureeinträge gepuffert ist. Dabei ist im Diagramm 22 ein leichter Anstieg zu verzeichnen, der jedoch auf die Tiefe gesehen irrelevant ist. In engem Zusammenhang mit dem SBV steht der pH-Wert, der sich im neutralen bis leicht basischen Bereich bewegt. Die Talsperre scheint recht gut gepuffert gegen Säureeinträge. Leider ist eine diesbezüglich definierte Charakterisierung nicht möglich, da keine Vergleichswerte von anderen Gewässern vorhanden sind.

Insgesamt weißt die Talsperre eine Gewässergüte von 2 (mesosaprob) auf. Auch wenn man von der Sichttiefe (5,5m) ausgeht, kann es als optisch sauber eingestuft werden.

6. Gesamtüberblick über die Talsperre Saidenbach

Ein Vergleich mit den Daten von Herrn Dr. Paul zeigt im wesentlichen Übereinstimmungen. Abweichungen gibt es bei Leitfähigkeit und Chlorophyllgehalt. So sind die Werte der Gruppe Vorsperre bei letzterem niedriger, und die beiden anderen Gruppen ermittelten geringere Werte für die Leitfähigkeit. Woraus dies resultiert, ist uns unbekannt. Möglicherweise arbeitet Dr. Paul mit anderen Geräten und Verfahren. Außerdem sind unsere Meßwerte Einzelmessungen, die nicht statistisch bewertet wurden.

Mit dieser abschließenden Zusammenfassung soll ein Überblick über das gesamte Talsperrensystem inkl. dessen Besonderheiten gegeben werden. Grundsätzlich ist zu sagen, daß den Multisondenmessungen mehr Vertrauen geschenkt wird als der Messung mit dem jeweiligen Einzelmeßgerät (EMG).

Das Gewässer kann der Güteklasse 2 (b-mesosaprob) zugeordnet werden. Dabei ist die Fauna recht unterschiedlich zusammengesetzt. Der Nährstoffgehalt läßt das Gewässer als Mesotroph beschreiben. Verwunderlich ist, daß der Nitratgehalt am Auslauf der Vorsperre höher ist als am Einlauf des Haselbaches in die Vorsperre. Möglicherweise kann dies auf Rücklösungsprozesse aus dem Sediment zurückgeführt werden. Die Vorsperre hat somit, zumindest an diesem Tag, ihre Funktion als Sediment- und Nährstoffalle nicht erfüllt.

Tauchwand und Unterwasserstaumauer an der Stauwurzel erfüllten obige Funktion. Dies zeigt das orthograde Sauerstoffprofil eines oligotrophen, nährstoffarmen Sees am Ausgang der Stauwurzel. Durch die Zuflüsse von Lippersdorfer Bach, Hötzelbergbach und Saidenbach wird die Gewässerchemie des eigentlichen Staubeckens stark beeinflußt. Diese besitzen keine Vorsperren, so daß die gesamte Stoff- und Sedimentfracht eingetragen wird. Gerade der Lip- persdorfer Bach sollte eine Rückhalteeinrichtung bekommen, da dieser durch kommunale Abwässer aus dem Ort Lippersdorf stark belastet sein kann. Positiv zu bewerten ist der ge- ringe Phosphatgehalt. An allen Meßpunkten lagen die Gehalte unterhalb des Meßbereiches. Der Talsperre kann eine gute Wasserqualität zugesprochen werden. Somit kann sie ihre Funktion als Trinkwassertalsperre im Talsperrensystem „Mittleres Erzgebirge“ erfüllen. Ganz wichtig ist die Gewährleistung der extensiven Bewirtschaftung der Felder und Wälder im Einzugsgebiet durch Land- und Forstwirtschaft, um so die Talsperre über ihre Zuflüsse so gering wie möglich zu belasten.

• Veranstaltung: Limnologisches Praktikum
• Note: 1
• Autoren: Sandra Neumann (Autor:in), Kay Stollberg (Autor:in), Frank Mauersberger (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 1999
• Seiten: 38
• Katalognummer: V96995
• ISBN (eBook): 9783638096706
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Limnologisches, Praktikum, Talsperre, Saidenbach, Limnologisches, Praktikum