Ökotechnologien zur Verbesserung der Wasserqualität in urban geprägten Seen – vom Vergleich zur modellgestützten Analyse

Seen sind zunehmend von Nährstoffeinträgen betroffen, die insbesondere auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen sind. Diese Entwicklungen fördern die Eutrophierung und die Verschlechterung der Wasserqualität dieser Gewässer mit negativen ökologischen, sozialen und gesundheitlichen Folgen. Zur Bekämpfung der Eutrophierung wurden verschiedene gewässerinterne Restaurationsmaßnahmen entwickelt. Die Wasserqualitätsmodellierung gilt dabei als wichtiges Instrument, um in Szenario-Analysen die Wirksamkeit von Maßnahmen auf die Wasserqualität im Gewässer zu bewerten und bei Managemententscheidungen zu unterstützen. Für die modellbasierte Umsetzung von Maßnahmen in Wasserqualitätsmodellen besteht weiterhin Untersuchungsbedarf.

In dieser Arbeit wurde ein auf CE-QUAL-W2 basierendes Gewässergütemodell für den Fennsee, einen Flachsee am Ende der Grunewaldseenkette im Berliner Bezirk Charlottenburg-Wilmersdorf, erstellt und auf Grundlage umfangreicher Messdaten kalibriert. Dazu wurde eine Sensitivitätsanalyse zur Identifikation einflussreicher Modellparameter und Steuergrößen durchgeführt, um die anschließende Anpassung des Modells an die beobachteten Gewässerprozesse zu unterstützen. Das Modell konnte die stofflichen Bilanzflüsse des Fennsees im Mittel darstellen und wurde für die Analyse verschiedener Managementszenarien angewendet. Die Maßnahmen Sedimententnahme, Tiefenwasserbelüftung, Eisenhydroxidzugabe, Tiefenwasserentnahme sowie eine Maßnahmenkombination wurden in CE-QUAL-W2 umgesetzt. Die Simulationsergebnisse zeigten deutliche Unterschiede zwischen den Maßnahmen: Während die Sedimententnahme nur eine kurzfristige Auswirkung auf die Wasserqualität im Fennsee hatte, konnte mit der Eisenhydroxidzugabe und der Tiefenwasserentnahme eine langfristige Reduktion der Nährstoffverhältnisse erreicht werden. Die Tiefenwasserbelüftung führte zu einer erhöhten Trübung und Nährstoffverfügbarkeit, konnte jedoch als einzige Maßnahme die Sauerstoffkonzentrationen im Fennsee bedeutend anheben.

Diese Arbeit verdeutlicht das Potenzial des Wasserqualitätsmodells CE-QUAL-W2 als Werkzeug für die Bewertung und Planung von Maßnahmenstrategien und liefert relevante Erkenntnisse für das Management eutrophierter urbaner Seen mit hohen externen Einträgen.