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Gliederung / Termine

1. Globaler Wasserkreislauf2. Landschaftswasserhaushalt 3. Fließgewässer I4. Abfluss in Ökozonen I5. Abfluss in Ökozonen II6. Fließgewässer II7. Fließgewässer III, Stillgewässer8. Stillgewässer, Gletscher9. Quellen, Grundwasser10. Meere11. Meere

Exkursion: 25.01.08Klausur: 08.02.2008

Einführung in die Hydrogeographie7. Fließgewässer III

Fließgewässer - Qualität

Betrachtungsebenen

1.) Chem. Gewässergüte = Physikochemische Betrachtung Wasserqualität

2.) Biol. Gewässergüte = Betrachtung von Lebensgemeinschaften

3.) Gewässerstrukturgüte = Betrachtung der Gewässerstruktur


Bewertung der biologischen Gewässergüte

TrophieBiomasse und Umsatz autotropher OrganismenAufbau durch autotrophe Prozesse (Photosynthese)O2-Produktion

SaprobieBiomasse und Umsatz heterotropher OrganismenAbbau organischen MaterialsO2-Zehrung

Steigerung der Saprobie = Adaption der Biozönosen (Selbstreinigung)


Bewertung der biologische Gewässergüte

Thienemann´sches biozönotisches Grundgesetz:

Je extremer die Lebensbedingungen werden, desto geringer ist die Artendiversität und umso höher die Individuendichte

Zunahme Eutrophierung & Saprobiestufen = weniger Arten & höhere Dichte


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Bewertung der biologischen Gewässergüte

Saprobiensystem der Indikatororganismen

Grad organischer Belastung = Vorkommen bestimmter Arten bzw. Biozönosen

Quelle: Kampf et al. (2002): WPU Biologie – Ökosysteme. S. 22.


Biologische Gewässergüte


Biologische Gewässergüte


Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/wasser/themen/wrrl_ftyp.htm

Typen des Norddeutschen TieflandesTyp 14: Sandgeprägte Tieflandbäche Typ 15: Sand- und lehmgeprägte TieflandflüsseTyp 16: Kiesgeprägte Tieflandbäche Typ 17: Kiesgeprägte Tieflandflüsse Typ 18: Löss-lehmgeprägte TieflandbächeTyp 20: Sandgeprägte Ströme Typ 22: Marschengewässer Typ 23: Rückstau- bzw. brackwasserbeeinflusste Ostseezuflüsse

Ökoregion unabhängige Typen Typ 11: Organisch geprägte Bäche Typ 12: Organisch geprägte Flüsse Typ 19: Kleine Niederungsfließgewässer in Fluss- und StromtälernTyp 21: Seeausflussgeprägte Fließgewässer

Typen der Alpen und des AlpenvorlandesTyp 1: Fließgewässer der Alpen Typ 2: Fließgewässer des Alpenvorlandes

Typ 3: Fließgewässer der Jungmoräne des Alpenvorlandes Typ 4: Große Flüsse des Alpenvorlandes

Typen des Mittelgebirges Typ 5: Grobmaterialreiche, silikatische Mittelgebirgsbäche Typ 5.1: Feinmaterialreiche, silikatische Mittelgebirgsbäche Typ 6: Feinmaterialreiche, karbonatische Mittelgebirgsbäche

Typ 7: Grobmaterialreiche, karbonatische Mittelgebirgsbäche Typ 9: Silikatische, fein- bis grobmaterialreiche Mittelgebirgsflüsse Typ 9.1: Karbonatische, fein- bis grobmaterialreiche Mittelgebirgsflüsse Typ 9.2: Große Flüsse des Mittelgebirges Typ 10: Kiesgeprägte Ströme

Biozönotisch bedeutsame Fließgewässertypen Deutschlands(T. Pottgiesser & M. Sommerhäuser) (Stand: November 2006)


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Gewässerstrukturgüte

Wasserhaushaltsgesetz § 1a:

„Die Gewässer sind als Bestandteil des Naturhaushaltes und als Lebensraum für Tiere und Pflanzen zu sichern. Sie sind so zu bewirtschaften, dass sie dem Wohl der Allgemeinheit und im Einklang mit ihm auch dem Nutzen einzelner dienen und vermeidbare Beeinträchtigungen ihrer ökologischen Funktionen unterbleiben“.


• Erfassung der strukturellen, ökomorphologischen Gewässergüte

• Bewertungsgrundlage für Gewässerentwicklung

• Formulierung Strukturgütezielen

• Effizienznachweis ausgeführter Rückbaumaßnahmen

• Voraussetzung: Definition von Referenzgewässern



Spezifische Leitbilder - hpnG





• Schadparameter

•Querbauwerke, Verrohrung

•Uferverbau, Sohlenverbau

• Wertparameter

•Strömungs-, Substratdiversität

•Breiten-/Tiefenvarianz

•Laufkrümmung, Uferbewuchs

•Sohlen-, Laufstrukturen


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Gewässerstrukturgüte - Strukturgüteklassen



Stehende Gewässer / Stillgewässer

Klassifizierung

• Seen (ausreichende Tiefe für Temperaturschichtung)

• Flachgewässer (Wasserkörper wird häufig umgeschichtet)

• Weiher (Flachwasserseen mit ständiger Wasserführung)

• Tümpel (flache, periodisch austrocknende Wasseransammlungen)

• Lachen, Laken, Pfützen (episodisch wasserführend)

• Teiche (künstlich geschaffene Flachgewässer)

• Sölle (durch eiszeitliches Toteis entstanden)

• Altarme, Altwasser (abgeschnürte Mäander)

Einführung in die Hydrogeographie7. Stehende Gewässer

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0,00011,7Flüsse

0,00113Wasserdampf in Atmosphäre

0,00450Wasser in Biomasse

0,007105Salzseen

0,009125Seen (Süßwasser)

0,01150Bodenfeuchte

0,517.000Grundwasser

1,8726.000Eiskappen, Gletscher

97,581.350.400Salzwasser der Ozeane

in Prozent %Menge in 103 km2Vorkommen


Seen

Definition nach A. Forel (1901):

„allseitige geschlossene, in einer Vertiefung des Bodens befindliche, mit dem Meer nicht in direkter Kommunikation stehende stagnierende Wassermasse“

Voraussetzungen

• Vorhandensein einer geschlossenen Hohlform (Wanne) in Landoberfläche

• mindestens zeitweilige Füllung dieser Hohlform mit Wasser

im geologischem Sinne nur vorübergehende, kurzlebige Gebilde

• Seenalterung


50 km550 km695 m29.604AfrikaMalawisee

175 km320 km446 m31.329NordamerikaGroßer Bärensee

74 km650 km1637 m31.500AsienBaikalsee80 km650 km1417 m32.893AfrikaTanganjikasee

190 km494 km281 m57.757NordamerikaMichigansee160 km400 km229 m59.570NordamerikaHuronsee

15 m65.527AsienAralsee240 km337 km81 m69.484AfrikaVictoriasee260 km560 km405 m82.103NordamerikaOberer See

436 km1210 km1025 m371.793AsienKaspisches Meer

max. Breite

max. Länge

größte Tiefe

Größe in km²KontinentSee

Die größten Seen der Welt


Seen

Entstehung von Seen

• natürlich entstanden

• künstlich angelegt


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Natürlich entstandene Seen

• Glazialseen

• Tektonische Seen

• Abdämmungsseen

• Karstseen

• Vulkanische Seen (Kratersee, Maare)

• Kraterseen durch Meteoriten

• Altwasserseen

• Thermokarstseen

1. Eintiefungshohlformen (endogen (konstruktiv) oder exogen (destruktiv))

2. Abdämmungshohlformen (endogen (konstruktiv) oder exogen (obstruktiv))


Glazialseen• abtragende / aufstauende Wirkung von Gletschern / Schmelzwasser

• weltweit häufigster Seentyp (Große Seen, meisten deutschen Seen)

- Glaziale Erosionsseen (Seen Nordeuropas, Bodensee)

- Moränenseen (Grundmoränensee: ChiemseeEndmoränensee: Norddeutschland)

- Toteisseen/Sölle (Norddeutschland)

- Karseen (Alpen, Gebirge)


Glazialer Erosionssee / Zungenbeckensee



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Tektonische Seen• Grabenbrüche, Risse

• Baikalsee, ostafrikanischer Grabenbruch


Abdämmungsseen• entstehen durch Abschnürung von Meeresbuchten (Strandseen) oder

Bergstürze in Gebirgen


Karst- / Erdfallseen• Subrosion (Lösung von Kalk/Salz im Untergrund

• Nachsacken der Erdobefläche, Entstehung Senke


• durch vulkanische Eruptionen o. Explosionen (Krater & Maare)

• durch nachträgliches Einstürzen über Ausbruchzentren (Calderen)

• meist kreisrund

• klein & tief

Vulkanische Seen


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Vulkanische Seen - Maare


Meteoritenfallseen

Tütensee, Nähe Chiemsee


Altwasser


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Seenmorphometrie

Mittlere Tiefe

Relative Tiefe

Uferentwicklung

Umgebungsfaktor


),( FlächeAVolumenVAVzmean ===

)(%)(62,88 .max. flächeSeespiegelAs

Aszzrel ==

AsUs

gKreisumfanUferlängeU

⋅⋅==

π2

)()(

2

2

mSeeflächemietflächeEinzugsgeb

Wasserhaushalt

Wasserzufuhr und WasserabgabeWasserzufuhr:

1. Niederschlag auf Seenoberfläche (N)2. Oberirdischer Zufluss (Zo)3. Unterirdischer Zufluss (Zu)

Wasserabgabe:

1. Verdunstung (V)2. Oberirdischer Abfluss (Ao)3. Unterirdischer Abfluss (Au)

Wasserhaushaltsgleichung:

N + Zo + Zu = V + Ao + Au

Wasserhaushalt

Verweilzeit

Seenalterung

Alter von Seen:Bodensee: ca. 10.000-12.000 J.Baikalsee: ca. 25 – 30 Mio. J.

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Ökosystem See – topographische u. biotische Gliederung

Epipelagial

Bathypelagial


Ökosystem See – Litoral



BENTHON

NEKTON


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StoffkreisläufePelagial

Nahrungsnetze

Benthal

Destruenten

Ökosystem See – abiotische Umweltfaktoren


Zirkulation• Klassifikation von Seen nach Anzahl der Vollzirkulationen im Jahr



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Nährstoffe• Klassifikation von Seen nach dem Nährstoffangebot

- Oligotrophe Seen

- Mesotrophe Seen

- Eutrophe Seen

- Hypertrophe Seen


Nährstoffe• Klassifikation von Seen nach dem Nährstoffangebot

- Dystrophe Seen (Braunwasserseen, Humusstoffe)

- Alkalitrophe Seen (hoher Kalkgehalt)

- Argillotrophe Seen (hoher Tongehalt)

- Siderotrophe Seen (hoher Eisengehalt)

- Acidotrophe Seen (extrem sauber, pH < 5,5)

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