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Transport von Schweb- und Schadstoffen in staugeregelten Fließgewässern am Beispiel des Neckars

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[Quelle: http://www.iws.uni-stuttgart.de]

In staugeregelten Fließgewässern ist die mit der Verlandung von Stauräumen einhergehende Akkumulation von sorptiven Schadstoffen ein weit verbreitetes Problem. Zur Beurteilung des Gefahrenpotentials, das von solchen Sedimentkontaminationen für das Gewässerökosystem ausgeht, sind grundlegende Kenntnisse über das Transportverhalten von Schweb- und Schadstoffen in Flußstauhaltungen erforderlich. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Quantifizierung und zum besseren Verständnis des Schweb- und Schadstofftransports in gestauten Fließgewässern. Sie stützt sich auf theoretische, experimentelle und numerische Untersuchungen. Nach der Einführung in die Problematik (Kapitel 1) werden in Kapitel 2 systemtheoretische Betrachtungen zum Transport von Schweb- und Schadstoffen in Flußstauhaltungen angestellt. Sie münden in einer Strategie, die auf eine modellgestützte Analyse des Transportsystems abzielt. Dieser Methodik entsprechend werden in Kapitel 3 zunächst die theoretischen Grundlagen des Stofftransports erarbeitet. Darauf aufbauend wird in Kapitel 4 ein numerisches Modell konzipiert und erläutert. Es simuliert den Transport von Schweb- und Schadstoffen im Fluß einschließlich des geschichteten Aufbaus der Flußsohle. Das Simulationsmodell kommt in zwei Fallstudien zur Anwendung. Eine erste Fallstudie (Kapitel 5) widmet sich dem Stofftransport in einer Einzelstauhaltung (Lauffen am Neckar). In einem umfangreichen Meßprogramm werden Einzelprozesse (Korngrößen und Absetzverhalten der Suspensa, Erosionsstabilität der Sedimentablagerungen) untersucht und Stoffbilanzen (aus ereignisbezogenen Stofffrachten und aus der morphologischen Entwicklung der Flußsohle) aufgestellt. Auf der Grundlage der experimentellen und numerischen Untersuchungen wird das Risiko einer Schadstoffremobilisierung aus den Sedimentablagerungen beispielhaft für Cadmium bewertet. In einer zweiten Fallstudie (Kapitel 6) wird das Simulationsmodell zur Bilanzierung und Analyse von Stoffströmen in einer Stauhaltungskette eingesetzt. Als Modellstrecke dient der 77 km lange Abschnitt des Neckars zwischen Plochingen und Lauffen. In Kapitel 7 werden die aus wissenschaftlicher und praktischer Sicht wesentlichen Schlußfolgerungen gezogen.

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