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Logbucheintrag Nr. 16

Ob und wo Grundwasser in den Bodensee gelangt und welche Auswirkungen dies auf unser Trinkwasser haben könnte, ist bisher weitgehend unbekannt. Seit Mitte des Jahres 2015 werden hierzu zahlreiche Untersuchungen auf und unter der Wasseroberfläche des Bodensees durchgeführt. Zur Halbzeit des Projektes fand im Wasserwerk Sipplinger Berg ein Zwischenkolloquium statt. 50 wissenschaftliche Experten aus drei Ländern informierten sich über den aktuellen Stand des Projektes.

Projektförderung durch das BMBF
Beim Kolloquium wurden die aktuellen Stände der einzelnen Arbeitsgruppen vorgestellt. Nach der Einführung durch Burkhard Schneider und Dr. Thomas Wolf von der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW), gab Romy Durst, vom Bereich der Forschungsförderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, einen Überblick über die geförderten Projekte und die Strukturen.

6.400 Quadratkilometer unter Beobachtung
Dominik Eckert von der Ingenieursgesellschaft Prof. Kobus & Partner, stellte das hydrogeologische Modell zur Quantifizierung des unterirdischen Grundwasserzustroms im Bodenseeraum vor. Das untersuchte Gebiet erstreckt sich dabei über eine Fläche von über 6.400 Quadratkilometer rund um den Bodensee. Dabei werden geologische Formationen aus dem Tertiär und dem Quartär auf hydraulische Durchlässigkeit untersucht. Nahe Überlingen, Langenargen und bei Mehrerau in der Bregenzer Bucht wurden Proben genommen, um die Grundwasserchemie zu untersuchen. Die ersten Ergebnisse der Messungen lassen darauf schließen, dass der Grundwasserzustrom von der Menge her eher vernachlässigbar für die Gesamtwasserbilanz des Bodensees ist – lokal aber durchaus von Bedeutung sein kann.

Eine Mess-Toolbox für den Bodensee
Die Komplexität in der Messmethodik stand im Zentrum der Ausführungen von Dr. Benjamin Gilfedder vom Lehrstuhl für Hydrologie der Universität Bayreuth und von Dr. Sandra Boeddeker vom Institut für Geosysteme und Bioindikation an der TU Braunschweig. „Die vergessene Komponente“ sei das Grundwasser, so Gilfedder, da es unsichtbar ist, schwer zu messen – gerade bei großen Seen – und es keine Standard-Messmethoden gibt,. Da man beim Bodensee die unterschiedlichen hydrogeologischen Strukturen aber kennt und auch weiß, wo das Grundwasser eintritt, sind einige Erschwernisse aus dem Weg geräumt. Der Grundwasserzufluss wird nun im weiteren Projektverlauf durchchemische, physikalische und biologische Tracermethoden, durch eine Thermalkartierung, chemische Analysen, Isotopen-Untersuchungen und durch die Untersuchung von Ostrakoden (Muscheln) weiter erforscht. Als idealer Untersuchungsstandort haben sich die Ausbaggerungen in Mehrerau in der Bregenzer Bucht ergeben. Erste Messergebnisse zeigen komplexe, sehr heterogene Grundwasser-Zuflüsse. Diese Messungen werden nun auch an anderer Stelle fortgeführt, um entsprechende Simulationen erzeugen und ein quantitatives Verständnis entwickeln zu können.

Flusswasserfahnen und seeweite Zirkulation
Anhand von Messkampagnen im Mündungsbereich der Schussen und weiteren ausgewählten Standorten, referierte Thomas Pflugbeil vom Institut für Seenforschung der LUBW im Anschluss zum Verhalten von Flusswasserfahnen sowie zu den seeweiten Zirkulationen. Ziel ist es hier, die Ausbreitung von Flusswasserfahnen und deren Inhaltsstoffen zu bestimmen. Der Aufbau eines hydrodynamischen Modells (HDMBOD) ist bereits abgeschlossen. Mit diesem werden im weiteren Projektverlauf die im See stattfindenden Transportprozesse über Zeiträume von mehreren Jahrzehnten betrachtet.

Ausblick
Zum Abschluss des Kolloquiums stellte Dr. Thomas Wolf von der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) die weiteren Schritte im Projekt „SeeZeichen“ vor. Es gelte nun, die Daten in Informationen umzuwandeln und diese Informationen zu bewerten. Die Daten werden hierzu in einer Web-GIS-gestützten Datenbank zusammengetragen. Um die Übertragbarkeit der Methoden, Tools und Modelle für andere Projekte zu gewährleisten, werden im weiteren Projektverlauf auch Untersuchungen im Steisslinger See und im Ammersee vorgenommen. Ziel ist es, die Übertragbarkeit andere Seen unterschiedlicher Größe zu zeigen und überregionale Handlungsempfehlungen zum nachhaltigen Schutz von Gewässern zu schaffen.

Ergebnisse im Jahr 2018 erwartet
In 40 Einzelmesskampagnen an bis zu 80 Messpunkten wurden bisher ca. 1.300 Wasserproben sowie 900 Vertikalprofile im Bodensee entnommen. Diese wurden auf bis zu 40 Parameter untersucht. Zusätzlich wurden ca. 800 Isotopenanalysen durchgeführt. Mit numerischen Modellen wurden Simulationen durchgeführt, deren Gesamtdatenmenge sich auf 70 TerraByte Simulationsdaten summiert

Wissenschaftler des Projekts SEEZEICHEN veröffentlichen regelmäßig Logbucheinträge, die beispielsweise im Rahmen von Probenahmen mit dem Forschungsschiff Kormoran entstehen. SEEZEICHEN ist eines von 15 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme ReWaM.

In der Serie „RedeFluss“ veröffentlicht ReWaMnet Kurzinterviews mit Beteiligten der BMBF-Fördermaßnahme ReWaM und fragt nach Motivation und Erwartungen. Zu Wort kommen Wissenschaftler, Praktiker und Unternehmer, die in ReWaM eng zusammenarbeiten.

In der achten Ausgabe der Interviewreihe RedeFluss sprach ReWaMnet mit Dipl.Geol. Martin Böddeker von der GELSENWASSER AG. Herr Böddeker ist seit 2002 im Unternehmen und für Themen aus den Bereichen Ressourcenmanagement, wasserrechtliche Verfahren und den Grundwasserschutz zuständig. Zuvor hat er einige Jahre in der Altlastenerkundung und -sanierung gearbeitet. Von 2013 bis 2016 war er parallel Mitglied der Geschäftsführung am Institut für Wasserforschung in Schwerte. Martin Böddeker studierte an den Universitäten in Erlangen und Bochum mit dem Schwerpunkt Angewandte Geologie. In ReWaM engagiert sich Böddeker in dem Verbundprojekt GroundCare, das vom Helmholtz Zentrum München geleitet wird.

Martin Böddeker engagiert sich in der GELSENWASSER AG für das ReWaM-Projekt GroundCare

Bei der GELSENWASSER AG beschäftigen Sie sich seit Jahren mit dem Grundwasservorkommen in den Halterner Sanden, das zur Trinkwassergewinnung für das nördliche Ruhrgebiet und das westliche Münsterland genutzt wird. Hier haben Sie mit Einflüssen aus der Landwirtschaft sowie einem Rüstungsaltlastenstandort zu tun. Was begeistert Sie an dem Wasser aus dem Untergrund, dass Sie sich beruflich damit beschäftigen?

Natürlich begeistern einen Hydrogeologen die Grundwasserströmung und die Hydrochemie des Grundwassers. Trotz des Erfahrungswissens und der heutigen technischen Möglichkeiten, die Strömung und die chemischen Reaktionen im Grundwasserkörper nachzuvollziehen, bleibt doch die Faszination über die „Lebensressource“ Grundwasser, das uns die Natur in einem sehr gut funktionierenden Prozess am Ende zur Verfügung stellt.

Was motiviert die GELSENWASSER AG, als eines der größten Trinkwasserversorgungsunternehmen in Deutschland, sich in ReWaM zu engagieren? Was versprechen Sie sich von der Beteiligung an der BMBF-Fördermaßnahme?

Regionales Wasserressourcen-Management und nachhaltiger Gewässerschutz betreffen jedes Wasserversorgungsunternehmen. Es liegt im eigenen Interesse, sich um den Schutz der genutzten Wasserressource zu kümmern. Je natürlicher die Wasserquelle, desto geringer ist der spätere Aufwand, um daraus Trinkwasser zu gewinnen. Dieses bewährte Vorsorgeprinzip gilt für Grund- und Oberflächenwasser. Dazu gehört für GELSENWASSER, sich mit neuen Themen und Entwicklungen in der wasserwirtschaftlichen Praxis und Forschung auseinander zu setzen. Dazu passt das Engagement bei den BMBF-Fördermaßnahmen wie RiSKWa oder ReWaM. Sei es nun in unterstützender Funktion oder wie beim ReWaM-Verbundprojekt GroundCare durch aktive Beteiligung als Projektpartner.

Ihr Unternehmen versorgt die Bürger in Westfalen zwischen Ruhr und Lippe mit Trinkwasser. GELSENWASSER hält jedoch auch Beteiligungen an Wasserver- und -entsorgungen in mehreren Bundesländern sowie in Polen und Tschechien. Welche Faktoren sind entscheidend, um Erkenntnisse aus GroundCare auch auf andere Regionen übertragen zu können?

Das Projekt GroundCare sucht nach innovativen Konzepten zur Bewertung des ökologischen Zustands unserer Grundwasserkörper sowie zur Quantifizierung des Reaktions- und Selbstreinigungs­poten­zials von Grundwasser-Ökosystemen. Wenn neue Erkenntnisse dazu beitragen, beispielsweise die Kontrolle oder Prognose der Wasserqualität im Grundwasserkörper einer Wassergewinnung zu optimieren oder zu ergänzen, gilt die Redensart „Das Bessere ist der Feind des Guten“. Dies bedeutet, dass neue Methoden in der Praxis überzeugen müssen, dazu gehört auch ein Kosten-Nutzen-Vergleich. Des Weiteren muss natürlich die Übertragbarkeit auf die Grundwasserverhältnisse (Hydrogeochemie, Biozönose) in anderen Regionen gegeben sein. Eine rasche Umsetzbarkeit wird davon abhängen, wie geeignet die technischen Voraussetzungen (Messstellennetz, Probenahmetechnik, Laborausstattung) vor Ort sind.

Sie nahmen am ersten Arbeitstreffen des ReWaM-Querschnittsthemas „Wissenstransfer und Praxistransfer“ in Hamburg teil und bringen sich darüber hinaus bei den Vorbereitungen zu einem geplanten Workshop zu diesem Thema ein. Wie könnte ein konkreter Beitrag von GELSENWASSER zum Transfer von Wissen in die Praxis aussehen?

Bei der Fülle an Fachartikeln und Forschungsergebnissen war und ist es schwierig, die richtigen Adressaten zu erreichen. Wir möchten dazu beitragen, dass dies besser und für die Forschungsinstitute leichter wird. Die Idee im ReWaM-Querschnittsthema „Wissens- und Praxistransfer“ ist es, einen stärkeren Austausch mit den Fachverbänden und -vereinen zu erreichen, die Merkblätter und technische Informationen herausgeben. Dadurch können gezielt Fachleute und Entscheidungsträger aus der Praxis angesprochen werden. Durch die ehrenamtliche Gremienarbeit in diesen Organisationen kann GELSENWASSER den Erstkontakt herstellen und während des Querschnittsthemas begleiten. Einen weiteren wichtigen Aspekt bildet weiterhin die Vernetzung zwischen den Forschungsinstituten, Fachverbänden und Unternehmen der Wasserwirtschaft.

Was sind aus Ihrer Sicht die größten Herausforderungen für das Grundwasser in den kommenden Jahren und wo sehen Sie dringenden Handlungsbedarf?

Die Bewältigung der Nitratproblematik im Grundwasser (> 50 mg/l) ist in den Regionen mit viehintensiver Landwirtschaft nach wie vor ein drängendes Thema. Dabei sind die Ursachen und hydrochemischen Reaktionen im Grundwasser umfassend untersucht worden und bekannt. Es mangelt auch nicht an Lösungswegen, wie sie beispielsweise der Sachverständigen Rat für Umweltfragen der Bundesregierung aufzeigt hat. Es wird schwer sein, dem seit Jahrzehnten eingeschlagenen agrarpolitischen Weg eine neue, gewässerschonende Richtung zu geben. Nur durch zaghafte gesetzliche Verschärfungen wird sich die Nitratsituation in den „Hot Spot“-Regionen wohl kaum verändern lassen.

Um bei der Wasserqualität zu bleiben: Die Diskussion um Spurenstoffe und deren Bewertung wird durch die neuen technischen Möglichkeiten in der Wasseranalytik ein Dauerthema der nächsten Jahre sein. Dabei hat sich häufig nicht die Wasserqualität verschlechtert, sondern der Messbereich der Analytik wurde bis in den Nano- oder Picogrammbereich verbessert. Das Idealbild eines völlig naturbelassenen Grundwassers, das frei von jeglichen Spurenstoffen menschlichen Handelns ist, wird gerade gerückt. „Alles auf Null“ lässt sich nicht in Einklang bringen mit unserer Lebensweise und dem damit verbundenen wirtschaftlichen Handeln. Die Herausforderung wird hier sein, für Mensch und Umwelt relevante Spurenstoffe zu erkennen, rasch zu bewerten und die Öffentlichkeit sachgerecht und verständlich zu informieren. Bedenkliche Spurenstoffeinträge müssen an der Eintragsquelle gestoppt werden. Für die Infrastruktur in der Wasserwirtschaft bleibt der sinkende Wasserbedarf aufgrund des demographischen Wandels und des wirtschaftlichen Strukturwandels in einigen Regionen weiterhin eine Herausforderung für die Versorgungssicherheit.

Vielen Dank für das Gespräch.
Die Fragen stellte ReWaMnet.

GroundCare ist eines von 15 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme „Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland“ (ReWaM). ReWaM ist Teil des BMBF-Förderschwerpunktes „Nachhaltiges Wassermanagement“ (NaWaM) im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA³).

Logbucheintrag Nr. 15: 28. November 2016

Die Identifizierung von Grundwasserzutritten durch Organismen, die Bewertung der Auswirkungen des Grundwassereintrages auf die Wasserqualität, sowie die mögliche Belastung des aquatischen Ökosystems, sind Ziele des Teilprojektes 3 im ReWaM-Verbundprojekt SEEZEICHEN. Im Labor des Instituts für Geosysteme und Bioindikation der Technischen Universität Braunschweig laufen die Analysen von Diatomeen und Ostrakoden im Sediment. Die Schalen der Organismen werden aus Oberflächensedimenten separiert und bestimmt, um sie im Verbund mit chemischen und physikalischen Messwerten als Grundwasserindikatoren zu überprüfen.Mehrere Probenahme-Kampagnen wurden in 2016 im Bodensee durchgeführt.

Das SEEZEICHEN-Team beprobt gemeinsam Wasser und Oberflächensedimente von verschiedenen Stellen bei Mehrerau, Mainau, Überlingersee, Birnau und Birnau-West. Daneben werden Wasserparameter vor Ort gemessen. Die vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass bestimmte Ostrakoden Arten, die auch in Quellen gefunden wurden und evtl. Grundwasserzutritte anzeigen, an verschiedenen Stelle im Bodensee identifiziert wurden, z.B. Prionocypris zenkeriin Birnau-West (Abb 1.). Insgesamt wurden bisher 20 Ostrakoden-Arten von 17 Gattungen aus 6 Familien identifiziert. Das Auftreten von bestimmten Diatomeen-Arten ist hauptsachlich an die Wassertiefe gekoppelt; im tiefen Wasser (> 50m) finden wir planktische Arten (z.B. Asterionella formosa, Stephanodiscus binderanus, Cyclotella cyclopuncta(Abb. 2)) und die Artenvielfalt ist gering. Im Flachwasser (10-20m) sind benthische Arten (z.B. Tryblionella hungarica, Diatoma ehrenbergii) dominant, und die Artenvielfalt ist hoch. Laufende Analysen werden eine umfassende Bewertung des ökologischen Gewässerzustandes liefern (Abb. 3).

Autor: Sandra Böddeker, TU Braunschweig

Wissenschaftler des Projekts SEEZEICHEN veröffentlichen regelmäßig Logbucheinträge, die beispielsweise im Rahmen von Probenahmen mit dem Forschungsschiff Kormoran entstehen. SEEZEICHEN ist eines von 15 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme ReWaM.

Die diesjährigen Wasstertage in Münster widmen sich den Herausforderungen urbaner Gewässer in der Stadt von Morgen. Am 21. und 22. Februar stehen am Leonardo-Campus der Fachhochschule Münster unter anderem eine wasserorientierte Stadtplanung, Überflutungsvorsorge sowie Regenwasserbewirtschaftung im Mittelpunkt. Das Themenfeld wird in der BMBF-Fördermaßnahme ReWaM in vielfältiger Weise adressiert. Auf der fachdisziplinübergreifenden Konferenz präsentieren beispielsweise gleich mehrere Sprecher in separaten Vorträgen Teilaspekte des ReWaM-Projekts WaSiG. Darüber hinaus stellt das Vernetzungs- und Transfervorhaben ReWaMnet auf der begleitenden Fachausstellung die Projekte NiddaMan, StucK und KOGGE vor.

Auf den Wassertagen Münster bearbeiten Wasserfachleute aus der Siedlungswasserwirtschaft und Wasserwirtschaft gemeinsam mit Stadt- und Freiraumplanern, Biologen, Geographen und Ökonomen fachdisziplinübergreifend Herausforderungen der Wasserwirtschaft.

Zum Auftakt informieren in diesem Jahr der Staatssekretär Peter Knitsch, MKULNV NRW, und Hilmar von Lojewski, in Keynotes zur Wasser- und Nachhaltigkeitspolitik in NRW sowie zur Stadtentwicklung. Abgerundet wird das Programm durch ein Projektkino, in dem besonders gelungene Projekte in Bildern und Videos präsentiert werden. Die Schwerpunktthemen befassen sich mit folgenden Themen:

• veränderlichen Randbedingungen für die Wasserwirtschaft
• wasserorientierter Stadtplanung
• urbanen Gewässern
• Regenwasserbehandlung
• Regenwasserbewirtschaftung und Überflutungsvorsorge sowie Erhalt und Entwicklung der Wasserinfrastruktur.

Weiterführende Informationen
Veranstaltungs-Homepage
Programm
Flyer

Logbucheintrag Nr. 14: 24. November 2016

Mit Hilfe von computergestützten Modellen können viele verschiedene Fragestellungen in der Seenforschung beantwortet werden. So können durch Messwerte vergangene Hochwasserereignisse simuliert oder sogar Zukunftsszenarien berechnet werden, wie zum Beispiel ein See durch den Klimawandel verändert wird.

Die Modellierung nimmt auch im Projekt SEEZEICHEN eine wichtige Rolle ein. So sollen Aussagen über seeinterne Prozesse, Ausbreitung von Flusswasser- und Grundwasserfahnen über längere Zeiträume getroffen werden. Um die Qualität der Aussage sicher zu stellen, werden Messwerte zur Prüfung der Güte der Modellergebnisse herangezogen.

In der untenstehenden Grafik ist der Temperaturverlauf an der tiefsten Stelle im See über die vier Jahreszeiten dargestellt. Die durchgezogenen farbigen Linien sind Simulationsergebnisse, die schwarzen Kreuze Messergebnisse. Das Modell ist in der Lage die Temperatur bis auf eine Ausnahme mit einem Unterschied von < 1 °C nachzubilden.

Im weiteren Verlauf des Projektes wird das Modell verwendet um Flusswasserfahnen von Alpenrhein (der größte Zufluss zum Bodensee) und Schussen (stark vom Menschen beeinflusster Zufluss) sowie die Seeinterne Dynamik nachzubilden. Die Einsatzmöglichkeiten des Modells sind jedoch äußerst vielfältig und werden nur durch die Rechen- und Speicherkapazitäten limitiert.

Autor: Thomas Pflugbeil, LUBW/ISF

Wissenschaftler des Projekts SEEZEICHEN veröffentlichen regelmäßig Logbucheinträge, die beispielsweise im Rahmen von Probenahmen mit dem Forschungsschiff Kormoran entstehen. SEEZEICHEN ist eines von 15 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme ReWaM.