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Wo gelangt Grundwasser in den Bodensee? Welche Mischungsprozesse finden in seinen Tiefen statt? Das Projekt „SeeZeichen“ geht diesen Fragen nach.

Was geschieht in den Tiefen des Bodensees?

Ob und wo Grundwasser in den Bodensee gelangt und mit welchen Auswirkungen auf die Trinkwasserversorgung, ist weitgehend unbekannt. „SeeZeichen“ geht der Sache jetzt auf den Grund.

Seit Mitte des Jahres 2015 werden hierzu zahlreiche Untersuchungen auf und unter der Wasseroberfläche des Bodensees durchgeführt. Zur Halbzeit des Projektes fand jetzt beim Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung im Wasserwerk Sipplinger Berg ein Zwischenkolloquium statt. 50 wissenschaftliche Experten aus drei Ländern informierten sich über den aktuellen Stand. Wie breiten sich Flusswasserfahnen aus? Welche Mischungsprozesse finden im seeweiten Kontext statt? Wo tritt Grundwasser in welchen Mengen zu? Diesen Fragen widmet sich das Projekt „SeeZeichen“.

„Tiefenschärfe“ schuf Datenbasis

Dass Grundwasser aus dem Grund des Sees dem Bodensee zufließt, weiß man schon länger. Seitdem der Bodensee im Projekt „Tiefenschärfe“ hochauflösend digital vermessen wurde, weiß man auch, wo diese Zuflüsse ungefähr stattfinden. Das Projekt „SeeZeichen“ untersucht nun, wo und in welchen Mengen Grundwasser in den See strömt und welche Auswirkungen dies auf die Trinkwasserqualität hat. Außerdem finden Untersuchungen zur Ausbreitung und Verteilung von oberflächennahen Wassereinträgen und Flusswasserfahnen statt.

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 durch chemische, 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 auf andere Seen unterschiedlicher Größe zu zeigen und überregionale Handlungsempfehlungen zum nachhaltigen Schutz von Gewässern zu schaffen. Das Projekt leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Sicherung der ökologischen Stabilität und Trinkwasserqualität des Bodensees.

Ergebnisse 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.

Trinkwasserspeicher für Millionen

Der Bodensee, zweitgrößter See Mitteleuropas, ist mit rund 50 Milliarden Kubikmeter Wasser der bedeutendste Trinkwasserspeicher in Deutschland. Er versorgt ungefähr 4,5 Millionen Menschen mit Trinkwasser. Sein Wasser erhält der See aus dem Rhein und anderen Alpenflüssen, die ihn durchfließen.

„SeeZeichen“

Das Projekt „SeeZeichen“ ist eines von 15 Verbundprojekten in der Fördermaßnahme „Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland“ (ReWaM) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). ReWaM ist Teil des BMBF-Förderschwerpunktes „Nachhaltiges Wassermanagement“ (NaWaM) im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA3). Die Laufzeit des Vorhabens beträgt 3 Jahre. Der Start war am 1. April 2015, „SeeZeichen“ läuft noch bis zum 31. März 2018.

Mehr Infos hier im Netz.

„SeeZeichen“-Leitung (v. l.): Burkhard Schneider, Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW), Abteilungsleiter Wasser; Romy Durst, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in Karlsruhe, Bereich Forschungsförderung; Dr. Thomas Wolf, Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW); Dr. Roland Schick, Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung, Leiter Bereich Qualitätssicherung und Forschungslabor
Die 13-köpfige Projektgruppe
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