Anlage 7 – Charakterisierung des Schwebstofftransports

Anlage 7 – Charakterisierung des Schwebstofftransports im Bereich der
Stauhaltung Calbe
Der Schwebstofftransport im Bereich der Stauhaltung Calbe ist sehr komplex,
aber ausschlaggebend für den Schwebstoffeintrag aus der Saale in die Elbe. Der
ankommende Wasserkörper wird durch die Stauhaltung in drei Teilströme
(Schleuse, Wehr, Mühlgraben) geteilt, deren Bedeutung für den stromab
gerichteten Schwebstofftransport abflussabhängig variiert (Abb. 1 und 2).
Bei ansteigendem Wasserstand kommt es zur Ausspülung der bei Niedrigwasser
sedimentierten Schwebstoffe (Abb. 3). Analog der Buhnenfelder der Elbe hängt
die Konzentration der im weiteren Verlauf transportierten Schwebstoffe von der
Erosionsstabilität der Sedimente in der Stauhaltung sowie der Nachlieferung von
Schwebstoffen aus dem oberhalb der Stauhaltung gelegenen Einzugsgebiet der
Saale ab. Während bei Niedrigwasser die größte Teilmenge des ankommenden
Wasserkörpers über den Mühlgraben abfließt, geht die Bedeutung des
Mühlgrabens bei ansteigendem Hochwasser zurück. Bei entsprechend hohem
Wasserstand kommt es zu Rückstaueffekten der Saale in den Mühlgraben, was
mit einem Schließen der Einlaufklappen des Mühlgrabens einhergeht. Generell
beeinflusst die Regulierung des Zuflusses zum Mühlgraben über Einlaufklappen
sowohl die Zufuhr von Saalewasser in den Bereich unterhalb von Calbe als auch
die Sedimentationsprozesse im Bereich oberhalb der Stauhaltung. Die Tore der
Schleuse bleiben bei Hochwasser ebenfalls geschlossen. Die Auswirkungen auf
den Stofftransport sind in Abbildung 4 deutlich zu erkennen. Zum Zeitpunkt des
höchsten
Schwebstoffeintrags
sind
die
Schwebstoffkonzentrationen
in
Schleusenkanal und Mühlgraben signifikant geringer.
Der Wasseraustausch mit dem Schleusenkanal ist im gesamten Jahr gering, was
insbesondere in der Vegetationsperiode zur Entwicklung eines eigenen
Wasserkörpers in der Schleuse führen kann, verdeutlicht durch höhere
Chlorophyll-Konzentrationen im Schleusenkanal im Vergleich zu Mühlgraben und
Wehrstrom (Abb. 5). Der Schwebstoffaustrag aus dem Schleusenbereich erfolgt
somit im Wesentlichen nur bei Schifffahrt. Während bei Hochwasser der größte
Teil des Wassers über das Wehr abfließt, bilden sich bei Niedrigwasser unterhalb
des Wehres Sandbänke aus, an deren Rändern das Wasser in Richtung Fähre
strömt. Unterhalb des Zusammenflusses von Wehrstrom, Mühlgraben und
Schleusenkanal befinden sich Wiesen und Ackerflächen, die bei Hochwasser
überschwemmt werden. Möglicherweise kommt es bereits hier wieder zur
Sedimentation eines Teiles der unterhalb des Wehres aufgewirbelten Sedimente.
Die BfG-Schwebstoffmessstelle befindet sich unterhalb des Wehres an der Fähre
(km 20). Sie erfasst damit nur einen Teilstrom der aus dem Oberlauf dem
Staubereich Calbe zugeführten partikulären Stoffe. Unklar bleiben damit sowohl
der Umfang der Sedimentation auf den Überschwemmungsflächen im Bereich
der Stauhaltung sowie unterhalb des Zusammenflusses von Wehrstrom,
Mühlgraben und Schleusenkanal als auch der Anteil von Mühlgraben und
Schleuse an den stromab transportierten suspendierten partikulären Stoffen.
km 18,5
Mühlgraben
Fähre Calbe
Wehrbereich
Schleusenkanal
km 20,8
100%
AFS
80%
60%
40%
20%
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0%
Kalenderwoche 2002
Abb. 1: Anteil der Probenahmestellen
Abfiltrierbare Stoffe=Schwebstoffe).
am
Schwebstofftransport
km 18
Mühlgraben
Fähre Calbe
Wehrbereich
Schleusenkanal
km 20
100%
Zn partikulär
80%
60%
40%
20%
0%
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Kalenderwoche 2002
Abb. 2: Anteil der Probenahmestellen am Transport von partikulärem Zink.
(AFS:
0
0
30
10
21
11
22
10
21
.6
50
.6
90
.5
100
1.
5
180
.4
150
.3
270
2.
3
200
.2
360
.1
250
AFS (mg/L)
Q
450
1.
1
3
Q (m /s)
Calbe 18,5
2002
Abb.3: Abflussabhängige Konzentration abfiltrierbarer Stoffe (AFS) bei Saale-km
18,5.
AFS (mg/L)
300
Calbe 20,8
Wehrbereich
Schleusenkanal
Fähre Calbe
Calbe 18,5
Mühlgraben
200
100
0
1
2
3
4
5
7
8
Kalenderwoche
Abb. 4: Änderung der Schwebstoff- (= Abfiltrierbare Stoffe, AFS) Konzentration
während der ersten Hochwasserwelle.
km 18
W ehrbereich
Mühlgraben
Schleusenkanal
Fähre Calbe
km 20
100%
Chl-a
80%
60%
40%
20%
0%
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Kalenderwoche 2002
Abb. 5: Chlorophyll-a- (Chl-a) Konzentration der Schwebstoffe der untersuchten
Probenahmestellen.

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