Ingenieurbiologische Sanierungsstrategien eutrophierter Flachseen : Modellstudie am Beispiel des Chaosees in China

Für die Nutzung von eutrophierten Flachseen ist die Prognose der Wasserqualität in diesen Seen von besonderer Bedeutung. In der Arbeit wird der Einfluss der ufernahen Bepflanzung mit Schilf- und Makrophytenbeständen auf die Wasserqualität eines eutrophierten Flachsees modelliert. Die Nährstoffaufnahme der Makrophyten und die Reduzierung der Eutrophierung stehen im komplexen Zusammenhang. Über die Reduzierung des Gesamtphosphors kann in einem phosphorlimitierten Ökosystem die Blaualgenentwicklung beeinflusst werden. Aufbauend auf bestehenden Methoden zur Bestimmung der Biomasseentwicklung von Makrophyten und deren Einfluss auf den Wasserkörper wird ein hydrodynamisches Modell unter Berücksichtigung der Makrophyten auf die Gerinnereibung weiterentwickelt und auf die Modellierung von Schilfbeständen erweitert. Das in dieser Arbeit entwickelte Modell zur Prognose der Wassergüte wurde auf den Chaosee in der Provinz Anhui, China angewendet. Der eutrophe Flachsee wird u. a. für die Trinkwas-serversorgung genutzt, die aufgrund regelmäßiger Blaualgenblüten in den heißen Sommermonaten immer wieder eingestellt werden muss. Messdaten, die für die Modellierung nicht in ausreichender zeitlicher Auflösung vorlagen, wurden durch Literaturangaben und durch Daten, die mit einem dafür erstellten Neuronalen Netz anhand anderer vorhandener Parameter generiert wurden, ergänzt. Aufbauend auf den Modellergebnissen werden neue Strategien zur Sanierung eines eutrophierten Flachsees hinsichtlich ihrer Wirksamkeit untersucht. Es werden Strategien zur Reduzierung des Trophiegrades und zur Verhinderung des Eintrags von Blaualgen in das Rohwasser entwickelt. Für die Verwendung des Rohwassers zur Trinkwasserversorgung wird als Zielgröße der von der WHO empfohlene Grenzwert für die Microcystin-Konzentration im Trinkwasser von 1 µg/l angestrebt. Mit einem für das Schilfwachstum und den unterschiedlichen Ansprüchen der wasserwirtschaftlicher Nutzungen des Chaosees angepassten Wasserstand wird die maximale Assimilationsleistung des Schilfs bezüglich des Gesamtphosphors aufgezeigt. Über die Reduzierung des Gesamtphosphors kann in einem phosphorlimitierten Ökosystem die Blaualgenentwick-lung gesteuert werden, was im Modell über eine Reduzierung des Trophiegrades belegt wird. Zur Reduzierung der durch Blaualgen produzierten Toxinkonzentration werden Maßnahmen entwickelt und deren Wirkungen mit dem Modell belegt. Dazu gehört die Optimierung der Rohwasserentnahme für die Trinkwasserversorgung wie auch die zusätzliche Verminderung anthropogener Phosphoreinträge durch überschlägig dimensionierte Vorsperren. Anhand der Reaktionen des Ökosystems wird ein Alarmplan für Bevölkerung und Behörden mit Nutzungseinschränkungen, technischen Maßnahmen, sowie einem begleitenden, speziell für Blaualgenblüten entwickelten Monitoringprogramm bis zum Rückgang der Blaualgenblü-te erstmals vorgeschlagen.