Raum-zeitlich aufgelöstes in-situ und on-line Monitoring der Dynamik gewässerrelevanter Parameter mittels eines Unterwassersensorschleppsystems (MINIBAT)

Projektleitung: PD Dr. Stefan Norra (stefan.norra@kit.edu) Institut für Mineralogie und Geochemie (IMG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Ansprechpartner: Dipl.-Geoökol. Andreas Holbach (andreas.holbach@kit.edu)

Das MINIBAT (BIO-FISH) ist ein Unterwassersensorschleppsystem. Es wird genutzt, um die Dynamik physiko-chemischer Parameter des Wasserkörpers des Drei-Schluchten-Reservoirs zu erkunden und zu überwachen. Dieses Messsystem wird hinter einem Schiff hergezogen und kann in gewünschten Tiefen in-situ und online Gewässerparameter wie Temperatur, pH, elektrische Leitfähigkeit, Sauerstoff, Trübung und Chlorophyll a analysieren. Auf diese Weise können chemische und physikalische Parameter des Wasserkörpers vier-dimensional in Raum und Zeit kartiert werden.

Im Rahmen dieses Projektes soll das vorhandene MINIBAT um einen TOC Sensor und ein Probenahmesystem ergänzt und während der drei Projektjahre zur regelmäßigen Erfassung der genannten Gewässerparameter in unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Auflösungen im Drei-Schluchten-Reservoir eingesetzt werden. Referenzproben zur Qualitätskontrolle des Entwicklungserfolges sowie zur Ergänzung der Sensordaten sollen mit einem konventionellen Freeflow-Schöpfer aus den entsprechenden Tiefen genommen werden. Die gewonnenen Proben werden in den Labors der Chinese Research Academy of Environmental Sciences (CRAES) und des Institut für Mineralogie und Geochemie (IMG) am KIT analysiert. Das Drei-Schluchten-Reservoir hat aufgrund seiner ihm eigenen morphologischen Ausprägung und in Folge der anthropogenen Nutzung eine spezielle Gewässerdynamik ausgebildet. Diese Gewässerdynamik wird durch den klimatischen Jahresgang und die Stauwasserbewirtschaftung beeinflusst. Ebenfalls von größtem Interesse sind das Verhalten der hohen Mengen an Schwebstofffracht, der Einfluss vielfältiger möglicher Schadstoffquellen (z.B. Abwassereinleitungen, Landwirtschaft, überflutete Städte und Industrien, Schiffsunfälle) sowie die Problematik der sehr variablen Wasserstände.

Das MINIBAT bietet die Möglichkeit diese Dynamik im Wasserkörper in-situ zu analysieren, die jeweilige jahreszeitliche Schichtung im Wasserkörper abzubilden, die Schwebstofffahnen und die Resuspension der Sedimente sowie die Ausbildung von Algenblüten und Eutrophierungszonen zu kartieren, die Einschichtung der Nebenflüsse abzubilden und so unter anderem auch zur Lokalisierung möglicher Wasserentnahmestellen für die Trinkwassergewinnung beizutragen. Speziell soll das MINIBAT auch auf die Reservoirbettbereiche ehemaliger, aber nun überfluteter Siedlungen und Industrieanlagen abgesenkt werden, um hier umfassende Kenntnisse über deren Einfluss auf die Wasserqualität zu gewinnen. Weiterhin kann das MINIBAT zum Monitoring der Wasserqualität im Staudammbereich eingesetzt werden. Hierbei sind von Relevanz: der Stausee während niedrigen und hohen Stauwasserständen sowie der Yangtze unterläufig zur Staumauer.

Eine raumzeitliche Modellierung relevanter chemisch-physikalischer Gewässerparameter wird angestrebt, die über ein Geoinformationssystem (GIS) raum-zeitlich ausgewertet werden soll. Ein solches Modell ist eine unabdingbare Entscheidungshilfe für das Management des Reservoirs, um langfristige physiko-chemische Prozesse im Staukörper zu verstehen und um sie auf dieser Grundlage, auch wenn nötig, beeinflussen zu können.

Zusammenfassend ist die Zielsetzung des Projektes somit auf folgende Themen ausgerichtet:

- Ausprägung und Dynamik physiko-chemischer Gewässerparameter im Stauwasserkörper

- Verteilung und Transport der Schwebstofffracht sowie Sedimentation und Resuspension durch Gewässerdynamik

- Trinkwassergewinnung

- Einfluss des Dammes auf die Wasserqualität des Flussunterlaufes

- Einfluss von Abwassereinleitung und überstauten ehemaligen Nutzflächen

- Einfluss von Hangrutschungen auf die Gewässerqualität und Gewässerdynamik

- Eutrophierung und anoxische Bedingungen

- Routen für ein effektives und ökonomisches Gewässermonitoring

letzte Änderung 24.10.2011 | |Impressum |Ausdrucken