30. Mai 2023 Ι Ein Forscherteam der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) konnte durch eine Studie belegen, dass der Anteil der Schwebstoffe in den Bundeswasserstraßen stark abgenommen hat. Die Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler:innen in der Fachzeitschrift Earth Surface Dynamics.
Schwebstoffe sind ein wesentlicher Bestandteil von Fließgewässern. Sind diese jedoch in erhöhten Konzentrationen vorhanden, kann sich das negativ auf die Ökologie eines Flusses auswirken.
Das Wissenschaftler:innen-Team konnte zeigen, dass an der großen Mehrheit der Schwebstoffmessstellen entlang der Bundeswasserstraßen die Konzentrationen bis zu 50% zwischen 1990 und 2010 signifikant abnahmen. Für den Rhein bedeutet das zum Beispiel, dass sich die Schwebstofffracht an der Deutsch-Niederländischen Grenze der Marke von einer Million Tonnen pro Jahr nähert. Eine Menge, die geschätzt zuletzt vor ca. 4000 Jahren, also vor Beginn der Bronzezeit, transportiert wurde. Diese war durch die großflächige Ausdehnung der Landwirtschaft in Europa geprägt, welche zu einem massiven Anstieg des Eintrags von Schwebstoffen in die Gewässer führte.
Rückgang der Konzentrationen begann in den 1990er Jahren
Erste Annahmen, dass insbesondere Stauhaltungen in den Flüssen die Schwebstoffe zurückhalten und so zum Rückgang der Konzentrationen geführt haben, konnte eine Analyse der Daten nicht bestätigen.
„Unsere Auswertungen zeigen, dass die Schwebstoffkonzentrationen zwischen 1980 und 1990 konstant blieben. Der Rückgang begann erst in den 1990er Jahren, also mehr als 20 Jahre nachdem die meisten Stauhaltungen gebaut wurden“, erklärt Dr. Thomas Hoffmann, Hauptautor der Studie „Pristine levels of suspended sediment in large German river channels during the Anthropocene?“.
Daher vermuten der BfG-Wissenschaftler und seine Co-Autoren, dass die Abnahme vielmehr mit dem Management in den Einzugsgebieten und an den Nebenflüssen zu tun hat. Insbesondere die zahlreichen Retentionsflächen, die zum Hochwasserschutz in den Einzugsgebieten der Bundeswasserstraßen gebaut wurden, haben die Eigenschaft Schwebstoffe zurückzuhalten.
Die BfG-Forscherinnen und Forscher werteten Schwebstoffmessungen von insgesamt 440 000 Wasserproben an 62 Messstellen entlang der Bundeswasserstraßen aus – darunter die für die Schifffahrt wichtigen Flüsse Rhein, Elbe und Donau. Die Messstellen sind Teil des Schwebstoffdauermessnetzes, das von der WSV zusammen mit der BfG seit 1963 betrieben wird.
Wie gelangen Schwebstoffe in die Fließgewässer?
Schwebstoffe gelangen vor allem durch den Eintrag erodierter Böden in die Fließgewässer. Sie bestehen überwiegend aus feinen Partikeln (Schluff und Ton) und werden bei Starkniederschlagsereignissen vor allem auf intensiv genutzten Ackerflächen abgetragen und durch ihr geringes Gewicht und die Strömung in Schwebe gehalten.
Für die Tier- und Pflanzenwelt in und an unseren Flüssen ist der Rückgang an feinen Schwebstoffpartikeln im Wasser gut. „Die Abnahme der Schwebstoffkonzentrationen führt zu einer geringeren Verschlämmung des Flussbettes und damit zu verbesserten Laichbedingungen für Fische, die von einem sandigen und kiesigen Flussbett profitieren. Zudem verbessert sich in den meisten Fällen auch die Wasserqualität, wenn die Schwebstoffe zurückgehen“ , erklärt Hoffmann. Jedoch sind Regionen die, wie zum Beispiel große Teile der Niederlande, unterhalb des Meeresspiegels liegen, auf diese Schwebstoffe angewiesen.
„Der fortschreitende Klimawandel bedingt steigende Meeresspiegel. Da ein Großteil der Niederlande schon heute einige Meter darunter liegt, sind Schwebstoffe, die der Rhein in das niederländische Rhein-Delta transportiert, wichtig. Diese lagern sich in den Flussauen ab und können zu einer Erhöhung der Landoberfläche führen und somit dem Meeresspiegelanstieg entgegenwirken“, so Hoffmann weiter.
Die Schwebstoffe seien ein wichtiger Bestandteil, müssten aber natürlich auch erstmal an die richtige Stelle gelangen, was durch den Hochwasserschutz im Rhein-Delta oftmals nicht möglich sei.
Neues Forschungsprojekt in Planung
Um die Gründe für den signifikanten Rückgang der Schwebstoffkonzentrationen und -frachten genauer untersuchen zu können, planen die BfG-Wissenschaftler/-innen rund um Thomas Hoffmann zurzeit ein Forschungsprojekt. Sie wollen unter anderem herausfinden, wo genau der Rückhalt der Sedimente stattfindet. Modellgebiet soll dabei der Main und sein Einzugsgebiet sein.
Die wissenschaftliche Veröffentlichung „Pristine levels of suspended sediment in large German river channels during the Anthropocene?“ kann im Rahmen der Open-Access-Lizenz auf der Seite von Earth Surface Dynamics heruntergeladen werden.
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