Schwebstoffe in Bundeswasserstraßen: Neue Erkenntnisse zu Herkunft und Zusammensetzung

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Zusammenfluss von Rhein und Mosel am Deutschen Eck. Deutlich sichtbar sind hier die hohen Schwebstoffkonzentrationen im Rhein als Folge von Starkniederschlägen im Einzugsgebiet. | Quelle: BfG | Download

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Blick von der Brücke bei Bruttig-Fankel auf die Mosel am 3.9.2020. Das durch die Blaualgen grün gefärbte Wasser unterscheidet sich farblich wenig von den Weinreben entlang der Mosel. | Quelle: Marieke Frassl, BfG | Download

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In einer kürzlich in der Fachzeitschrift Earth Surface Dynamics erschienenen Publikation untersuchen Wissenschaftler der BfG und der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn mögliche Quellen und Transportwege von Schwebstoffen in den Bundeswasserstraßen. Die BfG verfügt durch die fachliche Begleitung und Auswertung des WSV-Schwebstoffdauermessnetzes über einen einzigarten Datensatz, der bis in die 1960er Jahre zurückreicht. Mehr als 750 000 Datenpunkte von 62 Messstellen im gesamten Bundesgebiet haben die Forscher analysiert. Zusätzlich flossen die seit 1997 durchgeführten Messungen zum organischen Anteil der Schwebstoffe an zwei Messtellen an Mosel und Rhein in die statistischen Analysen ein. Die Ergebnisse zeigen: Wie zunächst erwartet nimmt mit steigendem Durchfluss – also der Wassermenge, die in einer bestimmten Zeit an einer Stelle im Fluss vorbeifließt – die Schwebstoffkonzentration zu, und bei sinkendem Durchfluss wieder ab. In einigen Fällen ist diese Abnahme aber nicht eindeutig zu beobachten, was bislang als Ausnahme angesehen wurde. Die Daten zeigen jedoch, dass dieser Effekt häufiger auftritt als bislang angenommen. Und an einigen Stellen nahm die Schwebstoffkonzentration mit Abnahme der Wassermenge sogar zu. Verantwortlich hierfür sind Algen.

Thomas Hoffmann, einer der Autoren der Studie: „Der Anteil an organischem Material in den Schwebstoffen spielt hierbei eine zentrale Rolle. Bei geringen Abflüssen, wenn diese zum Beispiel im Sommer bei hohen Wassertemperaturen auftreten, steigt die Algenkonzentration und somit auch der Anteil an organischen Schwebstoffen. Bei hohen Abflüssen ist dagegen der mineralische Anteil größer.“ Denn: Ergiebige Niederschläge oder auch Starkregenereignisse führen zu einem hohen Eintrag von ausgewaschenen Böden und somit mineralischem Material in das Gewässer.

Mit diesen neuen Erkenntnissen könne man nun die Quellen der Schwebstoffe besser bestimmen und unterscheiden, so Hoffmann. Und das hilft auch der WSV, der für die Baggermaßnahmen zuständigen Behörde. Durch gezielte Maßnahmen bereits an der Quelle könnten die Schwebstoffmengen reduziert werden, bevor diese im Gewässer für die WSV zum Problem werden.

Da das Klima in Deutschland immer wärmer wird, nehmen auch die Trockenphasen und somit das Auftreten von Niedrigwasser zu. Auch Starkniederschläge dürften zukünftig vermehrt auftreten. Und beide Effekte können zu erheblichen Schwebstoffeinträgen direkt aus dem Fluss oder aus dessen Einzugsgebiet führen. Wie sich die Abflussverhältnisse in den Bundeswasserstraßen genau entwickeln, lässt sich jedoch derzeit nicht eindeutig vorhersagen.

Die Veröffentlichung ist zum freien Download ab sofort auf der Internetseite der Fachzeitschrift Earth Surface Dynamics verfügbar.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Thomas Hoffmann, BfG (thomas.hoffmann@bafg.de)

Originalpublikation:
Hoffmann, T. O., Y. Baulig, H. Fischer and J. Blöthe (2020). "Scale breaks of suspended sediment rating in large rivers in Germany induced by organic matter." Earth Surf. Dynam. 8(3): 661-678.DOI: 10.5194/esurf-8-661-2020.

Weitere Informationen:
https://www.bafg.de/DE/07_Nachrichten/20200921_Schwebstoffe.html auf der BfG Nachrichtenseite