thesis:auswirkung_von_trockenheit_auf_die_wasserqualitaet_von_fliessgewaessern_in_baden-wuerttemberg:untersuchung_anthropogener_einfluesse_und_entwicklung_von_minderungsstrategien [Hydro-Wiki ]

Trockenheitsereignisse werden aufgrund des Klimawandels in der Zukunft vermehrt erwartet. Während die Auswirkungen von Trockenheit auf Wasserquantität gut untersucht sind, ist das Wissen hinsichtlich Wasserqualität noch sehr begrenzt. Durch geringeren Abfluss werden Einleitungen von Punktquellen (v. a. Kläranlagen) weniger verdünnt, gleichzeitig sinken aber auch Einträge diffuser Quellen. Durch erhöhte Einstrahlung und erhöhte Lufttemperatur steigt zudem die Wassertemperatur, was bio-chemische Umsätze intensiviert aber auch Sauerstoffmangel entstehen lassen kann. Zusätzlich wurden nach extremen Trockenereignissen erhöhte Nährstoffenauswaschung (v.a. Nitrat) beobachtet. Diese verschiedenen Auswirkungen sind Einzugsgebietsspezifisch und hängen vom Wechselspiel diverser Faktoren ab (Landnutzung, EZG-Größe, Intensität punktueller Einleitungen, etc.). Mit Fokus auf Fließgewässer in Baden-Württemberg soll die vorliegende Arbeit die Wirkungen von Trockenheitsereignissen (z. B. 2003, 2011, 2015) auf verschiedenen Wasserqualitätsparameter untersuchen und dominante Faktoren und Zusammenhänge aufzeigen. Zusätzlich soll untersucht werden, inwieweit sich Qualitätsparameter eignen, um das Ereignisende zu charakterisieren.

Ziel der Arbeit

Im Rahmen der Untersuchung der Wirkung von Trockenheit auf die Wasserqualität von Fließgewässern in Baden-Württemberg sollen folgende Beispielfragen untersucht werden: 1.) Bei welchen Parametern ist eine starke Reaktion auf Trockenheit erkennbar und wie relevant sind diese in Hinblick auf die Wasserqualität? 2.) Gibt es ausgewiesene Regionen in Baden-Württemberg, deren Flüsse verstärkt mit einer Qualitätsverminderung auf Trockenheit reagieren und warum ist dies der Fall? 3.) Gibt es einen Skaleneffekt in punkto Wasserqualität bei Trockenheit? 4.) Welche Einzugsgebiet spezifischen Eigenschaften beeinflussen die Wasserqualität merklich unter Trockenheit? 5.) Wie können die identifizierten Auswirkungen der Vergangenheit in der Zukunft vermieden bzw. abgeschwächt werden?

Methode

Wasserqualitätsparameter für 147 baden-württembergische Pegel des LUBW-Datensatz Fließgewässerqualität sollen mittels statistischer Analyse in raum- zeitlichem Zusammenhang gebracht werden. Hier sollen verschiedene Komponenten wie Wassertemperatur, Abfluss und räumliche Trockenheitsindikatoren in Betracht gezogen werden. Die Ergebnisse werden danach in einen Raumbezug gestellt und mit Einzugsgebietsparametern (EZG-Größe, Landnutzung, Daten zu punktuellen Einleitungen, etc.) in Beziehung gesetzt. Zum Einsatz kommen GIS-Verfahren und statistische Verfahren (z.B. in „R“). Aus den zugrundeliegenden Ergebnissen sollen abschließend Handlungsempfehlungen für eine Minderung zukünftiger potentieller Auswirkungen abgeleitet werden.