Der Fegel-Eintrag in die TSS ist mit max. 0,5 mg/L im Jahr 2010 und 2011 im Vergleich zur Feges-Konzentration von bis zu 4,0 mg/L (jew. unterhalb Vorsperre Bühlow) relativ gering.
Damit ist die TSS nur durch eine geringe seeinterne Fe(III)-Hydroxid-Produktion, also die die Oxidation von Fe2+ zu Fe(OH)3 gekennzeichnet.
Die an allen MST in der TS Spremberg bis 2005 gemessenen Feges- und Fegel -Konzentrationen lassen weder im Verlauf der dokumentieren Zeitspanne 2000 bis 2005 noch im Vergleich der einzelnen See-Messstellen untereinander einen klaren räumlichen oder zeitlichen Trend erkennen.
Die an allen MST in der TS Spremberg bis 2005 gemessenen Feges- und Fegel -Konzentrationen entsprechen mit maximal 1,0 mgFeges/L und 0,5 mgFegel/L den an der abstromigen MST Bräsinchen gemessenen Werten. Eine weitere Abreicherung auf der Fließstrecke nach der TS ist damit nicht ableitbar. Es kann daher vermutet werden, dass der für die Zeitspanne 2007 bis 2011 beobachtete Fe-Konzentrationsanstieg an der MST Bräsinchen auch den Konzentrationsanstieg in der TS Spremberg reflektiert. Demnach ist mit einem Anstieg der mittleren Konzentrationen in der TS Spremberg bis in das Jahr 2011 von 1,0 auf 2,0 mg/L zu rechnen. Eine Bestätigung dieser Vermutung durch die Wiederaufnahme des TS-Gütemonitorings sollte so schnell wie möglich erfolgen.
Abb. 5-3 zeigt die in die TS Spremberg eingetragenen (Bilanzpunkt MST Spremberg Wilhelmsthal) und ausgetragenen (Bilanzpunkt MST Bräsinchen) Eisenfrachten, die aus den tagesgenauen Volumenströmen (Abb. 5-2) und den jeweiligen Konzentrationen als Stufenfunktion berechnet wurden. Im Mittel kann für die Jahre 2000 bis 2006 eine jährliche Input-Fracht von etwa 500 t/a (40 t/Monat) ausgewiesen werden. Der Stoffaustrag beträgt für dieselbe Zeitspanne im Mittel etwa 160 t/a (13,3 t/Monat).
Ab dem Jahr 2009 ist eine deutliche Erhöhung beider Frachten (Faktor 4) auf ca. 2000 bzw. 600 t/a zu beobachten (Abb. 5-4). Diese geht auf die erhöhten Konzentrationen, etwa um den Faktor 2, und die erhöhten Volumenströme (Faktor ca. 2,0-2,5) zurück.
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
Auswertung - der Daten zur Beschaffenheitsentwicklung in der TS Spremberg
In BMBF AB(2004) und (BMBF TP 2.2 2003) wird der mittlere Fe-Eintrag in die TSS für den Zeitraum zwischen 1990 und 2001 mit 66 t/Monat (792 t/a) angegeben. In BMBFTP 3.1(2004) wird von „vereinzelten lokalen“ Resuspensionen von Eisen-Feststoffen in der TS gesprochen.
Der Fe-Rückhalt in der TS Spremberg liegt damit im Mittel bei 71 % und schwankt zwischen 50% (2003) und 81% (2009). Der Rückhalt in den Nassjahren 2010 und 2011 liegt mit 65 bzw. 67% im bisherigen „Leistungsbereich“ der Talsperre. Der Fe-Rückhalt nimmt nach BMBF AB(2004) und (BMBF TP 2.2 2003) mit zunehmender Verweilzeit zu und wird mit 54% (1990) bzw. 84% (2001) angegeben.
88
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
WST in mNN
Durchfluss in m³/s
Zeit
Q - Pegel Spremberg Q - Bräsinchen Hauptabflusspegel WST - MST Talsperre Spremberg Beckenpege
Abb. 5-2: Zuflüsse in die TS Spremberg und Durchflüsse an der MST Bräsinchen
0
Abb. 5-3: Eisenfrachten an den Pegeln Spremberg und Bräsinchen in t/d
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
Auswertung - der Daten zur Beschaffenheitsentwicklung in der TS Spremberg
70% 80% 75% 50% 61% 73% 77% 73% 77% 81% 65% 67%
0 500 1000 1500 2000 2500
Eisenfracht und Eisenrückhalt in t/a Spremberg Fracht kumulativ Fe in t/a Bräsinchen Fracht kumulativ Fe in t/a Rückhalt Fe-Fracht in t/a
Abb. 5-4: Eisenfrachten an den Pegeln Spremberg und Bräsinchen sowie der aus der Differenz berechnete Eisenrückhalt in t/a
Eine Gegenüberstellung der Feges-Konzentrationen in der Talsperre (Abb. 5-5) und an der MST Bräsinchen (Abb. 5-6) mit den Aufenthaltszeiten in der TS Spremberg, berechnet aus taggenauem Durchfluss und dem sich aus der Füllstandskurve ergebenden Wasserstand, zeigt, dass Konzentrationen über ca. 1 mg/L Feges in der TS Spremberg bzw.
an der MST Bräsinchen hauptsächlich bei geringen Aufenthaltszeiten unter 15 bis 20 Tagen auftreten (Abb. 5-6).
Insbesondere die Jahre 2010 und 2011 zeigen mit ihren im Mittel deutlich geringeren Aufenthaltszeiten erhöhte Feges-Ablaufkonzentrationen. Dagegen zeigt das Jahr 2009 gleich bleibende Feges-Konzentrationen an der MST Bräsinchen obwohl der TS in diesem Jahr bereits Wasser mit deutlich erhöhten Zulauf-Konzentrationen und dement-sprechend auch erhöhte Zustrom-Frachten zugegangen sind. Dementdement-sprechend wurde in diesem Jahr auch ein Abscheidegrad von 81% erreicht (Abb. 5-4).
Damit sind die erhöhten Zulaufkonzentrationen und die erhöhten Zustromfrachten nicht zwangsläufig als Hauptgrund für die in den Jahren 2010 erhöhten Ablaufwerte identifizierbar, sondern auch der sanierungsbedingt teils relativ niedrige Stauspiegel und die damit verbundene kurze Aufenthaltszeit.
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
Auswertung - der Daten zur Beschaffenheitsentwicklung in der TS Spremberg
0.0
Ostufer Bagenz südöstl. Insel Westufer Anglerstrand
Westufer Badestrand vor Staumauer, 0 m vor Staumauer, 5 m
Abb. 5-5: Zusammenhang zwischen der mittleren Aufenthaltszeit und der gemessenen Feges-Konzentration in der TS Spremberg für die Jahre 2000-2005
0.0
Abb. 5-6: Feges-Konzentration der MST Bräsinchen als Funktion der mittleren Aufenthaltszeit der TS Spremberg für die Zeiträume bis 2005 und ab 2005
Abb. 5-7 zeigt den zeitlichen Verlauf der Aufenthaltszeit in der Talsperre und der Feges -Konzentration. Markiert sind Ereignisse besonders hoher Feges-Konzentrationen infolge geringer Aufenthaltszeiten. Diese traten auch bereits vor 2007, unabhängig von den in den letzten Jahren erhöhten Fe-Konzentrationen auf.
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
Auswertung - der Daten zur Beschaffenheitsentwicklung in der TS Spremberg
0
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11 mittlere Aufenthalszeit tA in d
Konzentration in mg/L
Bräsinchen uh. Talsperre - Fe gesamt mg/l Bräsinchen uh. Talsperre - Fe gelöst mg/l mittlere Aufenthaltszeit tA in d tA = 15 d tA = 20 d
Abb. 5-7: Zusammenhang zwischen den Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Bräsinchen und der mittleren Aufenthaltszeit der TS Spremberg; rot markiert sind Ereignisse mit geringer Aufenthaltszeit und in deren Folge höherer Feges -Konzentrationen
In Abb. 5-8 sind die Monitoringdaten des Hochwassers dargestellt, die im August 2010 an den MST Spremberg Wilhelmsthal und unterhalb Cottbus aufgezeichnet wurden. Den Monitoringdaten für die Parameter Feges und Fegel wurden die Volumenströme der Pegel Spremberg und Bräsinchen sowie die mittlere Aufenthaltszeit der TS Spremberg gegenübergestellt.
Abb. 5-8 verdeutlicht, dass durch die hohen Volumenströme, die der Talsperre zugehen und den resultierenden geringen Aufenthaltszeiten, die Feges-Konzentrationen im Unterlauf der Talsperre auf 2,2 mg/L ansteigen und unterstützt damit die vorstehenden Aussagen.
Volumenstrom in m³/s und mittlere Aufenthalszeit in d
Konzentration in mg/L
Fe_ges SPB Wilhelmsthal in mg/L Fe_gel SPB Wilhelmsthal in mg/L Fe_ges uh Cottbus in mg/L Fe_gel uh Cottbus in mg/L Durchfluss Q - Bräsinchen - in m³/s Durchfluss Q - Spremberg - in m³/s mittlere Aufenthaltszeit in d
Abb. 5-8: Hochwassermonitoring an den MST Spremberg Wilhelmsthal und MST unterhalb Cottbus
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
Auswertung - der Daten zur Beschaffenheitsentwicklung in der TS Spremberg