Auenlehrpfad

Entwicklung einer Uferzone:
Das Messprogramm

Forschung der Arbeitsgruppe Hydrologie an der Universität Bayreuth


Im unmittelbar an einen Bach oder Fluss angrenzenden Uferbereich vermischen sich Wasser aus dem Fließgewässer und Grundwasser, das aus der umliegenden Landschaft anströmt. Diese hyporheische Zone ist ein sehr aktiver Reaktionsraum, in dem sich die „Selbstreinigungskräfte“ entfalten: es herrschen hier Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Nährstoffangebot, die die Umwandlung und den Abbau von Stoffen begünstigen. Damit werden auch Schadstoffe zurückgehalten und „unschädlich gemacht“, bevor sie in das Fließgewässer übertreten. Diese Selbstreinigungsvorgänge werden vor allem durch Mikroorganismen durchgeführt.

Die im Zuge der Renaturierung des Roten Mains neu entstandene Insel mit ihrem halbmondförmigen, flachen Uferbereich ist eine solche Zone, in der Selbstreinigungsreaktionen ablaufen können. Hier haben wir die Möglichkeit zu beobachten, wie sich eine solche Uferzone mit ihren vielfältigen Abbaureaktionen entwickelt. Uns interessiert dabei vor allem die Frage, wie lange sich Wasser, das von der einen Seite in die Uferzone fließt, hier aufhält, bevor es wieder in den Roten Main eintritt. Diese Aufenthaltszeit ist nämlich entscheidend für die Wirksamkeit der Selbstreinigung: Je länger sich das Wasser in der aktiven Uferzone aufhält, desto mehr Zeit steht für Um- und Abbaureaktionen seiner Inhaltsstoffe zur Verfügung, desto gründlicher also kann das Wasser gereinigt werden.

Installation des hydrologischen Messfelds

Um die Aufenthaltszeit und auch die Fließrichtungen des Wassers durch die Uferzone zu beobachten, haben wir während der Anlage der Insel im Herbst 2014 zwanzig Grundwasserbeobachtungsbrunnen installiert. Diese über zwei Meter langen blauen Rohre sitzen direkt auf dem darunter liegenden Sandstein auf (siehe Fotogalerie Installation Messfeld). Es wurde Bodenmaterial um die Rohre herum aufgeschüttet und die heutige Form der Insel erstellt. Der Uferrand wurde mit großen Felsen befestigt und abwechslungsreich gestaltet, danach nahm der Rote Main sein neues Flussbett ein.

Die Insel wird nun sich selbst überlassen. Bisherige Beobachtungen zeigen, dass es sich um eine sehr dynamische Insel handelt, die häufig überschwemmt wird, vor allem nach Starkregenereignissen, Schneeschmelze und während lang andauernder Regenphasen. Dabei wird auch immer wieder viel Material (Sediment, Äste, auch Müll) auf der Insel abgelagert. Auch die Beobachtungsbrunnen wurden von der Dynamik des Flusses nicht verschont - zwischenzeitlich waren nur noch 11 der ursprünglich 20 blauen Rohre auffindbar. Mittlerweile jedoch können wieder 17 Grundwasserbeobachtungsbrunnen beprobt werden.

Messtechnik

Die blauen Rohre sind in ihrem Verlauf geschlitzt, und somit kann Wasser, das durch die Insel strömt, auch durch die Rohre fließen. In diesen Rohren messen wir monatlich den Wasserstand, die Wassertemperatur und die elektrische Leitfähigkeit. Darüberhinaus entnehmen wir bei unseren monatlichen Besuchen Wasserproben aus den Grundwasserbrunnen und messen in diesen Proben in unserem Labor die Konzentrationen an Nitrat, Chlorid, Sulfat und gelöster organischer Substanz (DOC). Außerdem ermitteln wir in den Wasserproben auch die Konzentration an Radon (siehe Schautafel, rechte Spalte).

Zur Zeit werten zwei Bachelorstudentinnen aus dem Studiengang Geoökologie die laufenden Messungen aus und führen Modellrechnungen am Computer durch, um die hydrologischen Verhältnisse und die Aufenthaltszeit des Wassers in der Insel besser zu verstehen. Ergebnisse in Kürze!

Messprogramm Hydrologie

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