Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner GmbH durchgeführt. Natürliche Isotope sollen als Tracer für die im Bodensee beobachteten Strömungs-, Mischungs- und Stofftransportvorgänge untersucht und für aktuelle Fragestellungen eines vorsorgenden Gewässerschutzes genutzt werden. Es werden die im Projekt punktuell gewonnenen Informationen mittels numerischer Modelle regionalisiert, um die Grundwasserzutritte für Teilräume und den Gesamtsee quantifizieren zu können. Dabei werden die klassischen Methoden der Hydrogeologie mit den Methoden der Seenphysik verknüpft. Spezifische Implementierungen der numerischen Modelle ermöglichen die klein- und großräumige Simulation von Ausbreitungs- und Durchmischungsszenarien von Stoffen für die Kompartimente Freiwasser, Flusswasser, und Grundwasser. Dies führt abschließend zu einer Gesamtbetrachtung möglicher Beeinträchtigungen der Wasserqualität als Ergebnis der Wechselwirkungen des Gesamtsystems See-Grundwasser-Einzugsgebiet. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund qualitativer Aspekte für den Bodensee wichtig, da Wasserinhaltsstoffe aus dem unterirdischen Einzugsgebiet über die Grund-/Seewasserinteraktion dem See zufließen und im Übergangsbereich im Sediment zwischen See und Grundwasser chemische und biologische Reaktionen in Abhängigkeit der Milieubedingungen stattfinden. Außerdem stellt sich die Frage, wie die bodennahen Wasserschichten im See, die grundwasserbürtige Anteile haben, sich mit dem Seewasser verteilen und welche Unterschiede sich auf Grund der Seemorphologie bzw. in Abhängigkeit der Tiefe ergeben. Im Teilprojekt werden sowohl Komponenten aus dem Grundwasser als auch aus dem See selbst entwickelt, die auch auf andere Seen übertragen werden können. Dies erfolgt exemplarisch am Ammersee. Der Arbeitsplan des Teilprojektes sieht eine enge Verzahnung mit allen Projektpartnern vor. Darüber hinaus ist eine Zusammenarbeit mit den örtlichen geologischen Diensten notwendig. Ein wichtiger Beitrag wird hierbei vom Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau geleistet.
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung, Betriebssicherung und Forschungslabor durchgeführt. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen innovative Wege beschritten werden, mit denen die Auswirkungen der Zuflüsse, der potenziellen Grundwassereintritte sowie der damit verbundenen Strömungs-, Vermischungs- und Stofftransportvorgänge im Bodensee charakterisiert werden können. Hierzu werden sowohl bewährte bzw. neu zu entwickelnde isotopenanalytische, chemische, physikalische und ökologische Untersuchungsmethoden als auch numerische Modelle und Simulationsrechnungen eingesetzt und miteinander kombiniert. Im vorliegenden Teilprojekt 2 soll am Beispiel der Ermittlung von ausgewählten Elementen/Metallen u.a. in den Zuflüssen, im Bereich der Grundwasserzutritte, im Freiwasser und im Rohwasser verschiedener Seewasserwerke die Fragestellung geklärt werden, ob und inwieweit mit grundwasserbedingten Einflüssen auf die Wassergewinnung zu rechnen ist. Darüber hinaus sollen von der BWV alle Belange der Ergebnisverwertung, Dissemination und Öffentlichkeitsarbeit koordiniert werden. Arbeitsschwerpunkt A1: Probenahme und Ermittlung der physikalisch-chemischen Wasserbeschaffenheit Die Entnahme der Wasserproben erfolgt durch das ISF (Obersee) und BWV (Überlingersee). Die organische/anorganischen Untersuchungen werden im ISF durchgeführt. Arbeitsschwerpunkt A2: Ermittlung der Element/Metallkonzentrationen Nach einer Weiterentwicklung und Anpassung der ICP-MS-Methode werden im BWV-Labor alle relevanten Wasserproben quantitativ auf ausgewählte Elemente/Metalle analysiert. Arbeitsschwerpunkt A3: Ergebnisverwertung, Dissemination, Öffentlichkeitsarbeit Im Rahmen der Ergebnisverwertung und Öffentlichkeitsarbeit sollen neben der Planung und Durchführung von öffentlichen Veranstaltungen u.a. auch eine Internetseite und ein Flyer im Unterauftrag erstellt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Geosysteme und Bioindikation durchgeführt. Natürliche Isotope sollen als Tracer für die im Bodensee beobachteten Strömungs-, Mischungs- und Stofftransportvorgänge untersucht und für aktuelle Fragestellungen eines vorsorgenden Gewässerschutzes genutzt werden. Durch Kombination von isotopenanalytischen mit physikalischen, hydrochemischen und ökologischen Methoden wird eine Identifizierung ('fingerprint') verschiedener Wasserkörper erreicht, und die Ergebnisse im Anschluss durch Anwendung und Weiterentwicklung bestehender 3-dimensionaler hydrodynamischer Modelle zur Beschreibung und Quantifizierung der Auswirkungen von Zufluss- und Grundwassereintritten im See genutzt. Mit aquatischen Organismen aus Oberflächensedimenten werden Grundwassereintritte identifiziert und deren Auswirkungen auf die Wasserqualität bewertet. Anhand von fossilen Artenvergesellschaftungen aus kontinuierlich abgelagerten Sedimenten wird die Entwicklung der Wasserqualität und die Dynamik des Grundwassereintrages für die letzten ca. 200 Jahre rekonstruiert. Damit werden die Konsequenzen von Klimawandel sowie anthropogenen Einflüssen erfasst und die Belastbarkeit des aquatischen Ökosystems bewertet. Mit Artenspektren von Diatomeen und Ostracoden aus Sedimentproben werden über Korrespondenzanalysen direkte Zusammenhänge zwischen Organismen sowie Wasserqualität und Grundwassereintrag ermittelt. Dabei werden Ostracoden und die d18O und d13C-Signale ihrer Schalen als Grundwasser-Tracer erprobt und implementiert. In Teilbecken mit unterschiedlicher Trophie und Wasseraustauschrate werden die horizontale Variabilität des Isotopensignals und die Variabilität im Artenspektrum von Ostracoden und Diatomeen erfasst. Fossile Artenspektren von Ostracoden und deren d18O und d13C-Signale dienen zur Rekonstruktion der Dynamik des Grundwassereintrages. Mit Diatomeen erfolgt die Bewertung von anthropogenen Einflüssen und von Grundwassereintrag auf die Wasserqualität nach EG Wasserrahmenrichtlinie.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg, Institut für Seenforschung durchgeführt. Natürliche Isotope sollen als Tracer für die im Bodensee beobachteten Strömungs-, Mischungs- und Stofftransportvorgänge untersucht und für aktuelle Fragestellungen eines vorsorgenden Gewässerschutzes genutzt werden. Durch Kombination von isotopenanalytischen, mit physikalischen, hydrochemischen und ökologischen Methoden wird eine Identifizierung ('fingerprint') verschiedener Wasserkörper erreicht, und die Ergebnisse im Anschluss durch Anwendung und Weiterentwicklung bestehender 3-dimensionaler hydrodynamischer Modelle zur Beschreibung und Quantifizierung der Auswirkungen von Zufluss- und Grundwassereintritten im See genutzt Durch (1) Anwendung verschiedener Tracer-Methoden (16O/18O, 1H/2H Isotopie, chemische und physikalische Parameter (z.B. Chlorid, Leitfähigkeit)) zur Charakterisierung von Wasserkörpern (2) Kombination der Ergebnisse mit bestehenden Langzeitdatensätzen und (3) Nutzung von 3-dimensionalen hydrodynamischen und Tracertransportmodellen werden folgende Teilaspekte untersucht: (i) vertikale und horizontale Mischungsprozesse und Transportpfade von Wasserinhaltsstoffen im See (ii) Verweilzeiten von Stoffen in einzelnen Seekompartimenten und (iii) Einfluss und Ausbreitung von Flusswasserfahnen und Inhaltsstoffen in mündungsnahen Flachwasserzonen sowie seeweit. Darauf basierend erfolgt eine Bewertung der verschiedenen Prozesse vor ökologischem und gewässerschutzrechtlichem Hintergrund. Für eine bestmögliche Charakterisierung von Stoffeintrag, -transport und -verbleib erfolgt die Messung der Umweltisotope von Sauerstoff und Wasserstoff, sowie der chemischen und physikalischen Begleitparameter in einem zweistufigen Ansatz sowohl großräumig (durch schiffsbasierte Screening-Untersuchungen) als auch lokal (Einzelprobenahme und anschließende Analytik im Labor) auf saisonalen Skalen. Mit dreidimensionalen hydrodynamischen Modellen werde die Messergebnisse verallgemeinert und über einzelne Messareale und -zeitpunkte hinaus zeitlich und räumlich erweitert.