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Der Bodensee ist der wichtigste Trinkwasserspeicher im Land und hat auch als Naherholungsgebiet herausragende Bedeutung. Verunreinigungen wie durch den Giftanschlag bei Sipplingen im vergangenen Herbst oder durch Überschwemmungen haben gravierende Auswirkungen für mehrere Millionen Menschen. Wie sich die Beeinträchtigungen der Wasserqualität in solchen Krisensituationen über den 536 Quadratkilometer großen See ausbreiten und welche Folgen in den angeschlossenen kommunalen Trinkwasserversorgungsanlagen zu erwarten sind, ist bisher schwer vorherzusagen. Vor diesem Hintergrund errichtet das auf drei Jahre angelegte, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit 1,5 Millionen Euro geförderte Projekt ein Online-Informationssystem, in das die Wasserwirtschaft rund um den See, Wissenschaft und Umwelteinrichtungen ihr Wissen einbringen.
Es beschreibt modellhaft die hydraulischen Verhältnisse im sommerlich geschichteten und im ungeschichteten Zustand des Sees, Transport- und Stoffwechselvorgänge bei unterschiedlichen meteorologischen Rahmenbedingungen sowie die maßgeblichen Prozessabläufe bezüglich der Wasserqualität. Das in fünf Teilprojekte gegliederte Programm berücksichtigt eine Vielzahl an Parametern. So spielt für die Ausbreitung von Störfällen die Dynamik der internen Strömungen im See eine entscheidende Rolle, die am Institut für Wasserbau modelliert wird. Die Seeströmung wird beeinflusst durch die Situation in den Zuflüssen und die Wetterbedingungen. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Lufttemperatur, die entsprechende Temperaturschichtungen im Wasser hervorruft. Aber auch der Wind beeinflusst die Strömungsverhältnisse entscheidend, weshalb das IKE seine langjährige Erfahrung aus der Modellierung von Wind- und Wetterdaten in das Projekt einbringt.
Interne Wellen von bis zu 80 Metern
Je nach Richtung und Stärke führt der Wind zu unterschiedlichen Verdriftungen der Wasseroberfläche und verursacht entsprechende Strömungen im See. Messungen von Temperaturprofilen im sommerlich geschichteten See zeigen, dass die dabei entstehenden internen Wellen vertikale Verfrachtungen der Wassermassen um bis zu 80 Meter verursachen können. Mit der internen Strömung werden nicht nur die Wassermassen, sondern auch Schadstoffe großräumig im See verfrachtet. Last not least spielt auch der Schadstoffabbau durch Mikroorganismen sowie die Algenblüte ein Rolle. Diese biologischen Aspekte werden durch Wissenschaftler der Universität Konstanz untersucht. Um eine praxisnahe Umsetzung zu gewährleisten, entsteht das Modell in enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgemeinschaft der Wasserwerke Bodensee-Rhein und dem baden-württembergischen Umweltministerium.
„Durch das breite Spektrum an Partnern gelingt es erstmals, eine Vielfalt an Daten zu einem komplexen gemeinsamen Modell zusammenzufügen“, begrüßt Projektsprecher Prof. Helmut Kobus die Zusammenarbeit. Dadurch werde ein Prognosemodell geschaffen, das Umweltbehörden und Wasserversorgungsunternehmen als Entscheidungshilfe im Bereich des Hochwassermanagements und bei der Störfallvorsorge dient. Es kann auch als Frühwarnsystem für Wasserqualitätsfragen im vorsorgenden Gewässerschutz genutzt werden.
Da für solche Prognosen auch der jeweils aktuelle dynamische Zustand des Sees von Bedeutung ist, sollen alle relevanten Messdaten zweimal wöchentlich in die Berechnungen eingespeist und kontinuierlich fortgeschrieben werden. „Im Ernstfall kann das Modell auf die Strömungsverhältnisse der letzten vier Wochen zurückgreifen und binnen weniger Stunden eine Aussage machen, welche Regionen und Wasserwerke von einem Unglück betroffen sind“, sagt Kobus. Da eine Übertragung auf andere Seen prinzipiell möglich ist, kommt der Themenstellung auch international große Bedeutung zu.
amg
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