3 Kleine Seen in Baden-Württemberg
3.4 Herrenwieser see
Der Herrenwieser See ist ein 1,1 ha großer, dystropher Weichwassersee im nördlichen Schwarzwald mit einer ma-ximalen Wassertiefe von 9,5 m. Die in der Würmeiszeit angelegte Karmulde wurde seit dem späten 18. Jahrhun-dert bis zum Ende der Flößerei auf der Murg im Jahr 1913 als Schwellweiher genutzt. Das 32 ha große Einzugsgebiet ist vollständig bewaldet und von menschlichen Einflüssen aus der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung und Indus-trie weitgehend ausgenommen.
Der geologische Untergrund besteht hauptsächlich aus mittlerem Buntsandstein [LUBW 2002], welcher extrem kalk- und basenarm ist. Entsprechend diesem geologischen Hintergrund weist der Herrenwieser See eine Versaue-rungsproblematik auf. Einhergehend mit rückläufigen at-mogenen Säureeinträgen hat sich der Säurezustand seit
Abb. 3-53: Ausgewählte Schwermetalle im Sediment der Schwarzenbachtalsperre im Vergleich mit den Analysen aus anderen kleinen Seen (blau = Schwarzenbachtalsperre 2015, N = 3, rot = übrige kleine Seen 2003–2015, N = 271)
3.4.1 chemische untersuchung und pigmente
Vor der chemischen Untersuchung 2015 wurde der Herren-wieser See letztmalig in den Jahren 1985 und 1991 durch das ISF untersucht, mit einer monatlichen Beprobung in Seemitte, dem Abfluss und einem (1985) bzw. allen drei (1991) Quellen aus dem umliegenden Schwingrasenbe-reich. Im Untersuchungsjahr 2015 war der Zugang zum See mit dem Schlauchboot nicht möglich, weswegen nur eine Schöpfprobe am Ufer genommen wurde. Die monatliche wasserchemische Probenahme fand an folgenden Termi-nen statt: 20.04., 18.05., 22.06., 20.07., 24.08., 21.09., 19.10.
und 16.11.2015 Zur besseren Vergleichbarkeit der Untersu-chungsjahre 1985, 1991 und 2015 werden im Folgenden nur die Ergebnisse der Messungen der Oberflächenproben dis-kutiert. Die wichtigsten Parameter für die verschiedenen Jahre sind in Tabelle 3-7 gegenübergestellt und in den Ab-bildungen 3-55, 3-56 und 3-58 (Folgeseiten) als zeitliche Entwicklung dargestellt.
Nach einem außergewöhnlich warmen und sonnigen Früh-jahr erwärmte sich das Oberflächenwasser im Jahr 2015 bis April mit 12 °C gegenüber 10 °C stärker als in den vorhe-rigen Untersuchungsjahren (Abb. 3-55). Die Maximaltem-peratur wurde wie in den anderen Jahren im Juli erreicht und war mit 21,3 °C gegenüber 21,8 °C vergleichbar mit 1991, aber geringer als 1985 (23,3 °C). Die herbstlichen Temperaturen waren 2015 allerdings bereits deutlich nied-riger, mit 12 °C gegenüber 18,3 °C (1991) und 19 °C (1985) im September.
Bei der Chlorophyll-a Verteilung sind im Jahresverlauf drei Peaks zu beobachten, die im Mai und Juli mit 23 µg/l deut-lich ausgeprägter sind als im September mit 13 µg/l (Abb.
3-56). Vergleichende Biomassedaten für das Phytoplankton sind aufgrund des eingeschränkten Untersuchungsumfangs für das Jahr 2015 nicht vorhanden, die Peakverteilung für Chlorophyll-a deckt sich aber mit der im selben Jahr beo-bachten Verteilung im Schlüchtsee (siehe 3.1.2). Der Jah-resmittelwert 2015 (10,7 mg/l) war niedriger als 1985 (19,7 mg/l) (Tab. 3-7), wo im September > 30 µg/l Chlorophyll-a erreicht wurden und die Konzentrationen auch im No-vember noch über 20 µg/l lagen. Das erste Chlorophyll-a Maximum lag 2015 entsprechend der warmen Frühjahrs-temperaturen aber früher (April) als 1985 (Mai). 1991 gab es gegenüber den anderen beiden Untersuchungsjahren den ersten Untersuchungen Ende der 80er Jahre deutlich
verbessert [LUBW 2002]. Der Herrenwieser See ist seit 1992 als flächenhaftes Naturdenkmal eingestuft. Unter an-derem verfügt er über eine besonders zu schützende Vege-tation (Hoch- und Randmoorarten, Schwingrasen, Schwimmblattpflanzen). Der Herrenwieser See entwässert über den Seegraben (später Seebach) in die Schwarzen-bachtalsperre (siehe Kapitel 3.3), die aufgrund ihrer Größe WRRL relevant ist. Daher wurde 2015 ein eingeschränktes limnologisches Untersuchungsprogramm durchgeführt mit dem Ziel, grundlegende Kenndaten zum gegenwärtigen Versauerungszustand zu ermitteln. Sein Wasser erhält der See aus drei in den Karwänden gelegenen Quellen unter-halb des umliegenden Schwingrasenbestandes am Ufer.
Im Untersuchungsjahr 2015 wurden monatlich von April bis November jeweils eine Schöpfprobe vom Ufer, aus dem größten der Quellzuflüsse und dem Abfluss (Abb. 3-54) hydrochemisch und auf die verschiedenen Pigmente unter-sucht (Kapitel 3.4.1).
Abb. 3-54: Übersichtskarte des Herrenwieser Sees mit den Mess-stellen des monatlichen Untersuchungsprogramms
thin vorhanden. Die Pigmentzusammensetzung gleicht der des Kirnbergsees (s. Kap. 3.2.2), die saisonale Verteilung verhält sich jedoch anders und weist auf Algenblüten im April sowie im Juli hin.
Infolge des Fehlens von Kalk und dessen Auswirkungen auf die Pufferkapazität lag der pH-Wert in allen drei Unter-suchungsjahren im sauren Bereich (Abb. 3-55). Dabei hat sich der Jahresmittelwelt 2015 mit 5,0 gegenüber 1985 und einen deutlichen Konzentrationsunterschied, mit Werten
von max. 5 µg/l Chlorophyll-a.
Die Leitpigmente wurden im Herrenwieser See aus der vom Ufer genommenen Schöpfprobe analysiert (Abb.
3-57). Hauptpigment ist Alloxanthin, was auf das Vorkom-men von Cryptophyceen hinweist. Des Weiteren sind die Pigmente Fucoxanthin (Kieselalgen) und Chlorophyll-b (Grünalgen) in geringeren Konzentrationen als
Alloxan-Herrenwieser see 1985
(apr–nov, ohne okt)
1991 (apr–nov, ohne okt)
2015 (apr–nov)*1 parameter einheit vol. gew. jahresmittel] vol. gew. jahresmittel] vol. gew. jahresmittel]
Temperatur °C 15,5 12,9 13,7
Sichttiefe m 2,5 1,4 entfällt (Schöpfprobe)
O2 mg/l 10,0 8,6 entfällt (Schöpfprobe)
pH-Wert 4,2 4,3 5,0
Leitfähigkeit µS/cm 43 36 13
SBV mmol/l 0,01 0,01 0,04
Härte 1/2 mmol/l 0,24 0,2 0,04
PO4-P µg/l 2,3 0,0 3,0
P gel. µg/l 4,3 0,6 4,6
P ges. µg/l 21 11 7,8
NH4-N µg/l 13,6 6,4 6,8
NO3-N µg/l 328 254 114
SiO2-Si mg/l 1,5 1,4 1,6
Fe ges. µg/l 187 182 165
Mn ges. µg/l 18
Cl mg/l 1,8 2 1
SO4 mg/l 6,0 6,1 2,4
Al gel. µg/l 645 571 446
Cd gel. µg/l 0,07
Pb gel. µg/l 1,2
Zn gel. µg/l 12,0
Chlorophyll-a µg/l 19,7 3,3 10,7
*1: Al, Cd, Pb, Zn: nur April, August
lawa trophieindex
mesotroph 2 (2,42)*2 mesotroph 1 (1,6)*2 mesotroph 2 (2,05)*1
*2: Berechnung erfolgte ohne Sichttiefe
Tab. 3-7: Vergleich wichtiger physikalischer und chemischer Parameter im Herrenwieser See 1985, 1991 und 2015 (nur Oberflächen-werte)
mit verbundener Hydroxidionenfreisetzung während stei-gender Photoyntheseaktivität (höhere pH-Werte) erklären.
Die Leitfähigkeiten waren mit 14 bis 19 µS/cm sehr gering und haben sich gegenüber 1985 (Jahresmittel 43 µS/cm) 1991 (4,3) deutlich verbessert (Tab. 3-7). Die Variationen
im Jahresverlauf lassen sich vermutlich durch die Schnee-schmelze und einhergehende Säurefreisetzung im Frühjahr (niedrigere pH-Werte) und Bikarbonatverbrauch und
da-0 5 10 15 20 25
Apr. 2015 Mai 2015 Jun. 2015 Jul. 2015 Aug. 2015 Sept. 2015 Okt. 2015 Nov. 2015
°C
Temperatur Herrenwieser See, 0 m
4,0 4,5 5,0
5,5 pH-Wert Herrenwieser See, 0 m
10 20 30 40 50 60
µS/cm
Leitfähigkeit Herrenwieser See, 0 m
Apr. 1985 Mai 1985 Jun. 1985 Jul. 1985 Aug. 1985 Sept. 1985 Okt. 1985 Nov. 1985 Apr. 1991 Mai 1991 Jun. 1991 Jul. 1991 Aug. 1991 Sept. 1991 Okt. 1991 Nov. 1991 Apr. 2015 Mai 2015 Jun. 2015 Jul. 2015 Aug. 2015 Sept. 2015 Okt. 2015 Nov. 2015
Apr. 1985 Mai 1985 Jun. 1985 Jul. 1985 Aug. 1985 Sept. 1985 Okt. 1985 Nov. 1985 Apr. 1991 Mai 1991 Jun. 1991 Jul. 1991 Aug. 1991 Sept. 1991 Okt. 1991 Nov. 1991 Apr. 2015 Mai 2015 Jun. 2015 Jul. 2015 Aug. 2015 Sept. 2015 Okt. 2015 Nov. 2015
Apr. 1985 Mai 1985 Jun. 1985 Jul. 1985 Aug. 1985 Sept. 1985 Okt. 1985 Nov. 1985 Apr. 1991 Mai 1991 Jun. 1991 Jul. 1991 Aug. 1991 Sept. 1991 Okt. 1991 Nov. 1991
Abb. 3-55: Verlauf von Temperatur, pH-Wert und Leitfähigkeit am Herrenwieser See in den Untersuchungsjahren 1985, 1991 und 2015 (Oberflächenwerte)
Konzentrationen an Eisen, Cadmium, Blei und Zink sind gegenüber den gut gepufferten Seen Oberschwabens er-höht.
Wie in mäßig belasten Gewässern üblich, ist Nitrat die hauptsächlich auftretende Stickstoffoxidationsform im Herrenwieser See. Der Beginn der Probenahme im April fällt aufgrund des warmen und sonnigen Frühjahrs bereits mitten in die Vegetationsperiode. Dementsprechend zei-gen sich im Jahresverlauf, mit Ausnahme eines sich mit dem Chlorophyll-a Peak deckenden Minimums im Mai (86 µg/l), nahezu konstante Nitratkonzentrationen bis ein-schließlich September, die erst im Oktober mit fallenden Temperaturen ansteigen (Abb. 3-58). Seit 1985 sind die Ni-tratkonzentrationen durch abnehmende atmogene und einzugsgebietsbezogene Einträge deutlich gesunken (Tab.
3-7). Die Ammoniumkonzentrationen waren während der gesamten Vegetationsperiode 2015 extrem gering (< 5 µg/l und 1991 (Jahresmittel 36 µS/cm) verringert. Dieser
Para-meter steht in engem Zusammenhang mit den pH-Werten.
So sind in gut gepufferten, kalkreichen Seen regelmäßig Leitfähigkeitswerte im mittleren dreistelligen Bereich zu beobachten. Bei sehr niedrigen pH-Werten steigen die Leitfähigkeiten aufgrund der hohen spezifischen Ionenleit-fähigkeit des zunehmenden Anteils an Hydroniumionen ebenfalls an. Minimale Leitfähigkeiten wurden in früheren Studien im pH-Bereich um 5 beobachtet [LUBW 2002], was dem Untersuchungsjahr 2015 entspricht (Abb. 3-55).
Die Freisetzung vieler Schwermetalle und Aluminium ist im Herrenwieser See entsprechend des sauren pH-Werts deutlich erhöht (Tab. 3-7). So wurde hier 2015 eine mittle-re Aluminiumkonzentration von 446 µg/l gemessen; gegen-über den Jahresmittelwerten 1985 (645 µg/l) und 1991 (571 µg/l) hat sich diese entsprechend der beobachteten pH-Wert Erhöhung aber bereits sichtbar verringert. Auch die
Abb. 3-56: Verlauf der Chlorophyllkonzentrationen im Herrenwieser See in den Untersuchungsjahren 1985, 1991 und 2015 (Oberflächen-werte)
0 10 20 30 40
µg/l
Chlorophyll a Herrenwieser See, 0 m
Apr. 2015 Mai 2015 Jun. 2015 Jul. 2015 Aug. 2015 Sept. 2015 Okt. 2015 Nov. 2015
Apr. 1985 Mai 1985 Jun. 1985 Jul. 1985 Aug. 1985 Sept. 1985 Okt. 1985 Nov. 1985 Apr. 1991 Mai 1991 Jun. 1991 Jul. 1991 Aug. 1991 Sept. 1991 Okt. 1991 Nov. 1991
Abb. 3-57: Leitpigmente aus der Schöpfprobe des Herrenwieser See 2015
Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov
0 1 2 3 4 5 6 7
Leitpigmente [µg/l]
Cantathaxin Zeaxanthin Alloxanthin Fucoxanthin Chlorophyll b Peridinin
0 4 8 12 16 20 24
Chl a [µg/l]
Chlorophyll a Herrrenwieser See - Leitpigmente 2015
1991 ist den extrem geringen Chlorophyllwerten in diesem Untersuchungsjahr zuzurechnen. Da es 2015 keine Sichttie-fe-Messung gab, ist dieser Parameter in die Bewertung al-ler drei Jahre nicht eingeflossen, um die Ergebnisse ver-gleichbar zu halten. Rechnungen unter Einbeziehung der Sichttiefe für die Jahre 1985 und 1991 ergaben aber keinen Unterschied in der jeweiligen Trophieeinstufung.
fazit
Insgesamt hat sich der Säurezustands des Herrenwieser Sees seit den ersten Untersuchungen 1985 und 1991 deut-lich verbessert. Bei insgesamt abnehmender Gesamthärte lässt sich dies nur auf die positive Entwicklung im Hinblick auf den deutschlandweiten Rückgang saurer Luftschad-stoffe zurückführen [UBA 2016].
ab Mai), und zeigten nur einen kurzen Peak im Oktober (27 µg/l), wo vermutlich mit einsetzender Durchmischung Ammonium aus dem Abbau von Biomasse aus dem Tie-fenwasser ins Oberflächenwasser eingetragen wurde.
Der Gesamtphosphor zeigt keinen ausgeprägten jahreszeit-lichen Gang und befindet sich auf relativ niedrigem Niveau (9 bis 21 µg/l) (Abb. 3-56). Der Jahresvergleich spiegelt ins-gesamt die unterschiedliche Höhe der Chlorophyll-a Kon-zentrationen wieder (Abb. 3-56).
Die Trophie Bewertung nach LAWA anhand der Oberflä-chendaten ergibt, dass sich der Herrenwieser See im Be-reich mesotroph 2 befindet wie bereits im Jahr 1985. Die kurzzeitige Änderung des Trophiestatus auf mesotroph 1
Abb. 3-58: Verlauf von Phosphor und Stickstoff im Herrenwieser See (Oberflächenwerte) 0
10 20 30 40 50 60
µg/l
gesamt-P,gelöst-P, PO4-P Herrenwieser See, 0 m
P ges.
P gel.
PO4-P 0
150 300 450 600
µg/l
NH4-N, NO3-N, Herrenwieser See, 0 m
NH4-N NO3-N
Apr. 2015 Mai 2015 Jun. 2015 Jul. 2015 Aug. 2015 Sept. 2015 Okt. 2015 Nov. 2015
Apr. 1985 Mai 1985 Jun. 1985 Jul. 1985 Aug. 1985 Sept. 1985 Okt. 1985 Nov. 1985 Apr. 1991 Mai 1991 Jun. 1991 Jul. 1991 Aug. 1991 Sept. 1991 Okt. 1991 Nov. 1991 Apr. 2015 Mai 2015 Jun. 2015 Jul. 2015 Aug. 2015 Sept. 2015 Okt. 2015 Nov. 2015
Apr. 1985 Mai 1985 Jun. 1985 Jul. 1985 Aug. 1985 Sept. 1985 Okt. 1985 Nov. 1985 Apr. 1991 Mai 1991 Jun. 1991 Jul. 1991 Aug. 1991 Sept. 1991 Okt. 1991 Nov. 1991
(S. 86) der dazugehörige Boxplot der basisstatistischen Pa-rameter auf Monatsbasis.
Die minimale Lufttemperatur wurde im Februar 2016 mit einer Temperatur von -11,4 °C gemessen die maximale Temperatur im August mit 32,0 °C, wobei im Juli mit 31,9
°C ähnlich hohe Temperaturen erreicht werden. Der maxi-male monatliche Mittelwert wurde im Juli mit 18,7 °C ge-messen.
Die basisstatistischen Parameter für diese Zeitreihe sind für die einzelnen Monate in Tabelle 3-8 zu sehen (Maxima sind farblich hervorgehoben).
Die am Standort der Wetterstation gemessenen Windge-schwindigkeiten sind in Abbildung 3-61 (S. 86), deren Box-plot in Abbildung 3-62 (S. 86) zu sehen.
Die höchste Windgeschwindigkeit wurde mit 13,4 m/s im März 2015 registriert, die höchste mittlere monatliche Windgeschwindigkeit mit 2,4 m/s in den Monaten Septem-ber und NovemSeptem-ber, wobei dieser Parameter relativ geringe Schwankungsbreiten aufweist.
Einige basisstatistische Kennzahlen für den Parameter der Windgeschwindigkeit sind in Tabelle 3-9 (S. 87) aufgeführt.