LIFE-Natur-Projekt „Lebendige Bäche in der Eifel“

Untersuchungen der Abteilung für Limnologie, Institut für Evolution und Ökologie der Tiere, Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Sauerstoffmessungen im Interstitial von Bächen im Einzugsgebiet der Rur bzw. der

Kyll im Jahr 2004

von

N. Kaschek und E.I. Meyer

Münster, Januar 2005

Anschrift der Autoren:

Dr. Norbert Kaschek Prof. Dr. Elisabeth I. Meyer Westfälische Wilhelms-Universität Institut für Evolution und Ökologie der Tiere Hüfferstraße 1 48149 Münster

Die Untersuchungen werden finanziert aus Mitteln des Monitoringprogramms des EU-LIFE-Natur-Projekts „Lebendige Bäche in der Eifel“, Biologische Station im Kreis Euskirchen e.V., Nettersheim, und Biologische Station im Kreis Aachen e.V., Stolberg Projektleitung: Dipl.-Geogr. Stephan Miseré

Für Auskünfte, Hilfestellungen und Genehmigungen danken wir:

Kreis Aachen, Der Landrat, A 70 – Umweltamt –, in Aachen und A 64 – Amt für Straßenbau und Wohnungswesen –, in Herzogenrath-Kohlscheid

Kreis Euskirchen, Der Landrat, Abt. 60 Umwelt und Planung – Untere Landschaftsbehörde –, und Abt. 32.2 Straßenverkehr, in Euskirchen

Forstamt Hürtgenwald – Untere Forstbehörde –, in Hürtgenwald

Nationalparkforstamt Eifel – Untere Forstbehörde –, Herr Dr. M. Röös, in Schleiden

Untersuchungen der Abteilung für Limnologie, Universität Münster, für das Life-Natur-Projekt „Lebendige Bäche in der Eifel“ im Jahr 2004

Die Abteilung für Limnologie der Universität Münster hat den Auftrag, Sedimentuntersuchun-gen im Projektgebiet vorzunehmen. Die genaue Lage der Untersuchungsstellen wird jeweils vereinbart. Für das Jahr 2004 stand der Teilauftrag an, an ausgewählten Standorten im gesamten Projektgebiet Sauerstoffmessungen im Sediment vorzunehmen. Die zweite Teilaufgabe, begleitend zu drei Renaturierungsmaßnahmen Sedimentkerne zu entnehmen und sie auf Korngrößenzusammensetzung und die Anteile an Partikulärem Organischem Material (POM) zu analysieren, wurde einvernehmlich in das Jahr 2005 zurückgestellt, da die zu begleitenden Maßnahmen erst etwa Mitte 2005 beginnen werden. Die vorgesehene zeitliche Nähe zu der jeweiligen Maßnahme – Aufnahme des Ist-Zustandes vor der Durchführung – legt eine Bearbeitung im Frühjahr bzw. Frühsommer des Jahres 2005 nahe.

Für die Sauerstoffmessungen im Interstitial kommt die hier in Münster etablierte patentierte Methode von Niepagenkemper und Meyer zum Einsatz. Genaueres ist der einschlägigen Publikation [Niepagenkemper, O., und E.I. Meyer (2002): Messungen der Sauerstoffkonzen-tration in Flusssedimenten zur Beurteilung von potentiellen Laichplätzen von Lachs und Meerforelle. Schriftenreihe des Landesfischereiverbands Westfalen und Lippe e.V., Münster: Heft 2: 87 S.] zu entnehmen. Zur Verdeutlichung wird hier eine Schemazeichnung der Meßeinrichtung aus diesem Bericht wiedergegeben, an der die Durchführung dargestellt werden soll (Abb. 1).

Abb. 1: Schematische Darstellung der Meßeinrichtung zur Sauerstoffmessung mit Optoden [aus: Niepagenkemper und Meyer, 2002]. Im Text angegebene Zahlen beziehen sich auf diese Darstellung.

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Die Messung erfolgt mit Hilfe einer sog. Optode (2) der Firma PreSens, Regensburg, die sich nahe der Spitze eines dünnen Messingrohres (4) befindet. Mit einer Spritze (3) kann durch dieses Rohr Wasser angesaugt werden, das die Optodenspitze – den Meßpunkt (bei 7 gelegen) – umströmt. Der Sauerstoffgehalt dieses einströmenden Wassers wird kleinräumig gemessen. Diese Meßvorrichtung kommt in Sondenkörpern (5) zum Einsatz, die in das zu untersuchende Interstitial eingebracht, in der Regel eingeschlagen worden sind. Eine solche Sonde besteht aus drei miteinander verbundenen Edelstahlröhren, die unterschiedliche Längen – in den hier vorliegenden Untersuchungen 10, 20 und 30 cm – aufweisen. So wird die Bestimmung der Sauerstoffgehalte in die Tiefe hinein möglich. Durch eine Dichtung (schwarzer Ring bei 7) an der Spitze des Messingrohrs wird das Eindringen von Oberflächenwasser durch die Edelstahl-röhren verhindert. So ist gewährleistet, daß ausschließlich Wasser aus der direkten Umgebung der Sondenspitze (7) angesaugt wird. Für die in diesem Jahre vorzunehmenden O2-Messungen hatten wir in zwei Durchgängen (29.06. und 27.07.04) insgesamt elf vorher vereinbarte Stellen geprüft und schließlich zehn mit Sauerstofflanzen (je Stelle sechs Lanzen in zwei Clustern) bestückt. Messungen sofort nach dem Ausbringen (= Einschlagen) der Lanzen sind nicht sinnvoll, da die Aktion zu Störungen im Sediment führt und aufgewirbeltes Feinmaterial die Messungen verfälschen würde. So wurde den Lanzen einige Tage Ruhe gegeben. Insgesamt wurden an drei Untersuchungstagen (05.08.04, 30.09.04 und 04.11.04) Sauerstoffmessungen durchgeführt. Die ausgewählten Stellen (Abb. 2 - 22) werden zunächst kurz vorgestellt. Zur genauen Erfassung der Lage der Untersuchungsstellen wird eine nachträglich entworfene systematische Numerierung mit angegeben (z.B. SP1/04: Sauerstoffmessungen im Interstitial, Perlenbach-system, 1. [in der Regel oberste] Meßstelle, Meßjahr 2004). Nicht alle Untersuchungsstellen waren gleichermaßen geeignet. Perlenbach:

Abb. 3: Perlenbach, unterhalb des Oberen Stegs Foto: R. Mena

Abb. 2: Lage der Untersuchungsstelle „Perlenbach, Oberer Steg“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

1. Oberer Steg (SP1/04): Es war vereinbart worden, unterhalb der Furt zu messen, um eventu-elle Störungen durch Befahren der Furt (Traktoren etc.) erfassen zu können. Zunächst wurde in größerem Abstand unterhalb des Steges versucht, Lanzen auszubringen, dort war es jedoch wegen des anstehenden Felses nicht möglich, in den Untergrund hineinzukommen, daher wurde eine Stelle dichter unterhalb des Steges ausgewählt (diese war vom Steg aus einsehbar). Im Rahmen der Diplomarbeit von Michael Schlotmann (2003/04) waren O2-Messungen ca. 30 m oberhalb des Steges durchgeführt worden; während der gesamten Laufzeit der Arbeit waren keinerlei Verluste aufgetreten. So hatten wir keine Bedenken, die jetzt gewählte Stelle zu nutzen. Leider stellte sich bald heraus, daß Lanzen verschwanden (sie waren offenbar von

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Passanten – Wanderer, Anlieger, spielende Kinder – entfernt worden). So waren schon beim ersten Termin nur noch drei, danach dann nur noch eine Lanze intakt. Für die Zukunft ist die genaue Positionierung der Lanzen zu überdenken. Empfehlenswert erscheint die besser geschützte Lage oberhalb des Steges.

Abb. 5: Perlenbach in Höhe der „Fläche Theißen“ Foto: R. Mena

Abb. 4: Lage der Untersuchungsstelle „Perlenbach, Fläche Theißen“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

2. Fläche Theißen (SP2/04): Die Untersuchungsstelle liegt in einer zur Entfichtung vorge-sehenen Fläche. Alle sechs Lanzen waren auch zum Ende der Meßreihen vorhanden und auszuwerten. Lediglich in einzelnen Tiefenstufen war durch Eintrag von Feinmaterial (wahrscheinlich während der Messungen selbst) keine Abdichtung in der Lanze möglich, so daß einige Einzelwerte fehlen. Diese Untersuchungsstelle kann ohne Einschränkung auch für die kommenden Untersuchungsjahre beibehalten werden.

Abb. 6: Lage der Untersuchungsstelle „Perlenbach, Dreistegener Mühle“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

3. Dreistegener Mühle (SP4/04): Hier sind die exponierten Meßeinrichtungen bereits am ersten Termin nicht wiederzufinden gewesen, klar erkennbar handelte es sich um Vandalismus. Herumliegende Flaschen und Scherben sowie Dosen wiesen auf einen Treffpunkt von Jugendlichen hin. So war nur eine einzige Lanze aufzufinden, sie war nach Abschlagen der Spitze in tieferes Wasser geworfen worden. Diese Stelle mußte aufgegeben werden, und auch für die kommenden O2-Untersuchungen sollte sie nicht berücksichtigt werden.

Abb. 7: Perlenbach oberhalb der Dreistegener Mühle Foto: R. Mena

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Fuhrtsbach:

Abb. 9: Fuhrtsbach unterhalb der Furt beim „Sprengbunker“ Foto: R. Mena

Abb. 8: Lage der Untersuchungsstelle „Fuhrtsbach, Sprengbunker“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

4. Unterhalb der Furt am Sprengbunker (SP3/04): Die Untersuchungsstelle wurde – entsprechend der Positionierung am Oberen Steg des Perlenbaches – unterhalb der Furt eingerichtet. Bei der ersten Messung waren alle Lanzen vorhanden und konnten gemessen werden. Beim zweiten Besuch allerdings waren drei der Lanzen entfernt worden, bei zweien davon war offenbar versucht worden, sie wieder in das Bachbett hineinzudrücken, sie waren jedoch beschädigt und konnten nicht mehr genutzt werden. Die drei noch vorhandenen waren auch bei der letzten Messung noch zu verwenden. Für die künftigen Meßreihen sollte über eine Position oberhalb der Furt oder ein gutes Stück weiter bachabwärts nachgedacht werden.

Abb. 11:

Abb. 10: Lage der Untersuchungsstelle „Bach im Honenbruch“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

5. Bach im Honenbruch (SP5/04) (westlich Döppeskaul): Hier relativ dicht unter der Bachsohle anstehendem Lehm, einzelne Lergeben. Die Durchströmung des Interstitials scheint hier sehr stUntersuchungsstelle hat sich als durch Besucher ungestört herauMeßkampagnen beibehalten werden.

Bach im Honenbruch, ein kleinerZulauf zum Fuhrtsbach Foto: R. Mena

standen unseren Lanzen in anzen haben "sauerstoffrei" ark beeinträchtigt zu sein. Die sgestellt, sie könnte für weitere

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Rur:

Abb. 13: Rur, Oberlauf am Rurberg Foto: R. Mena

Abb. 12: Lage der Untersuchungsstelle „Rur, Oberlauf“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

6. Oberlauf am Rurberg (SR1/04) hinter der Bahnunterführung: Die Untersuchungsstelle liegt abseits von Wegen, daher ist sie gut gegen Vandalismus geschützt. Die kleinräumige Lokalisierung der Lanzen erfolgte in riffle-Bereichen, in denen der Bachlauf etwas eingeengt ist. Dies führte allerdings dazu, daß am zweiten Meßtag keine Registrierungen möglich waren, der Wasserstand war zu hoch (> 0,50 m). Zudem führte die hohe Strömungsgeschwindigkeit dazu, daß zwei Lanzen aus ihrer Position weggespült worden sein müssen, sie konnten nicht wiedergefunden werden. Für die Zukunft sollte bei Beibehaltung der Untersuchungsstelle nach geeigneteren Standorten Ausschau gehalten werden.

Abb. 14: Lage der Untersuchungsstelle

„Rur, oberhalb Gut Reichenstein“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

Abb. 15: Rur, oberhalb von Gut Reichenstein Foto: R. Mena

7. In der Entfichtung oberhalb von Gut Reichenstein (SR2/04): Die Untersuchungsstelle liegt an einem Forstweg, der an der Norbertuskapelle beginnt. Wir haben eine ruhige Stelle gewählt, weit genug von der Straße entfernt. Alle Lanzen waren auch zu Ende der Untersuchung vorhanden, alle Messungen konnten durchgeführt werden.

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Abb. 16: Lage der Untersuchungsstelle

„Rur, oberhalb des Jugendzeltplatzes“ (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

Abb. 17: Rur, oberhalb des Jugendzeltplatzes Foto: R. Mena

Abb. 18: Rur, Position eines Sondenkörpers nach dem Ausbringen; sichtbar ist nur eine weiße Abdeckkappe (unterhalb der Bildmitte). Trotz dieser geschützten Lage waren alle Lanzen herausgerissen worden. Foto: R. Mena

8. am Jugendzeltplatz (SR3/04), oberhalb der alten Badestelle: Hier hatten wir einen weiteren Totalverlust, alle Lanzen waren herausgenommen, drei davon blieben verschwunden, eine war wieder zur Hälfte in den Boden gedrückt worden, zwei andere lagen in tiefem Wasser, diese konnten wir bergen. Die Stelle mußte aufgegeben werden. Obwohl die Lanzen nach Möglichkeit getarnt bzw. versteckt wurden (siehe Abb. 18), konnte der Vandalismus nicht verhindert werden.

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Abb. 24: Ermesbach, oberhalb des Stegs am

Gasthof Leyloch Foto: R. Mena

Abb. 23: Lage der am Ermesbach geprüften Stelle (aus TK 25, Blatt 5403 Monschau)

Ein noch zusätzlich vorgesehener kleiner Vennbach am Gasthof Leyloch, der Ermesbach (SR4/04), stellte sich als ungeeignet heraus, trotz etlicher Versuche waren keine Lanzen auszubringen. Der Untergrund ist offenbar anstehender Fels, der mehr oder weniger dick mit Kies überdeckt sein kann – für die benötigte Tiefe von 30 cm hat es an keiner geprüften Stelle gereicht. Aus heutiger Sicht wäre auch nicht sicher, ob die Lanzen nicht auch herausgerissen worden wären, auf der Wiese hinter den Gasthaus standen mehrere Zelte mit betreuten Kindergruppen, so daß auch hier mit entsprechenden Störungen hätte gerechnet werden müssen. Dieser Bach – zumindest der geprüfte Abschnitt – wird als ungeeignet eingestuft.

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Kyllquellgebiet:

Abb. 20: Wilsambach, oberhalb des Feuerlöschteichs Foto: R. Mena

Abb. 19: Lage der Untersuchungsstelle „Wilsambach“ (aus TK 25, Blatt 5604 Hallschlag)

9. Wilsambach (SK2/04): Hier hatten wir zunächst den Bachlauf unterhalb des Löschteiches angesehen, das Bachbett besteht dort aber aus fast reinem Weichsediment, daher haben wir eine Stelle oberhalb des Teiches gewählt. Im Laufe der Zeit wurden – möglicherweise von spielenden Kindern – einzelne Lanzen herausgenommen. Im Herbst ist zusätzlich eine kleine Laufverlagerung des Baches eingetreten, so daß der untere Cluster nunmehr in einem nur schwach durchströmten Nebenarm gelegen hat.

Abb. 22: Kyll, oberhalb des Steinbruchs

Foto: R. Mena Abb. 21: Lage der Untersuchungsstelle „Kyll“

(aus TK 25, Blatt 5604 Hallschlag)

10. Kyll (SK1/04): Die Untersuchungsstelle liegt kurz oberhalb eines aufgelassenen Steinbruchs, das Sediment ist mit Weichsubstrat angereichert, aber gut zu beproben. Auch am Ende der Untersuchung waren noch alle Lanzen vorhanden.

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Ergebnisse: Die Ergebnisse der acht Untersuchungsstellen sind im Anhang in tabellarischer Form sowie als Graphiken zusammengestellt. Angeben sind immer die Werte von Wassertemperatur, Sauerstoffgehalt (in mg/l) und Sauerstoffsättigung (in % der bei der gegebenen Temperatur physikalisch im Wasser löslichen Menge an O2) in der fließenden Welle sowie die Meßwerte der einzelnen Lanzen in den drei geprüften Tiefenstufen (als Sauerstoffgehalt in mg/l). Die Abbildungen sind auf einen einheitlichen Maßstab gebracht, so daß sie direkt miteinander vergleichbar sind. Aus den Tabellen geht der Verlust von Lanzen hervor (Vandalismus, aber auch möglicherweise das Ausgraben und Wegspülen einzelner Lanzen bei hoher Strömungs-geschwindigkeit), die Graphiken differenzieren nicht augenfällig zwischen fehlenden Daten und gemessenen Null-Werten (d.h. sauerstoffreies Wasser), die Achsbeschriftung gibt jedoch das Fehlen von Lanzen an. Bei Null-Werten ist die Nummer der Sonde genannt. Bei einem durchströmten Interstitial ist der Nachweis von Sauerstoff auch in der Tiefe zu erwarten. Je nach der Durchläßigkeit des Lückensystems und der Menge an organischem Material im Interstitial wird sich eine mehr oder weniger starke Verringerung des O2-Gehalts in der Tiefe bemerkbar machen. Solche Registrierungen finden sich etwa bei der oberen Untersuchungsstelle an der Rur (Oberlauf am Rurberg) in dem aus den Sonden Nr. 4 bis 6 gebildeten Cluster. Bis zu einer Tiefe von 10 cm liegen die Werte dicht an der Konzentration im Oberflächenwasser (7,11 - 8,27 mg/l bei 8,57 mg/l in der fließenden Welle), diese oberen Sedimentschichten werden also gut durchströmt. In der Tiefe von 20 cm läßt sich eine deutliche Reduzierung des O2-Gehalts feststellen (2,27 - 4,74 mg/l), bei 30 cm Tiefe sind die Werte noch geringer (1,51 - 3,32 mg/l). Ursache kann die Verlangsamung des Durchflusses durch teilweises Zusetzen des Lückensystems in Verbindung mit organischen Bestandteilen sein, die unter Sauerstoffverbrauch von Mikroorganismen abgebaut werden. Die weitere Entwicklung dieses Clusters läßt dann aber eine negative Entwicklung erkennen: Eine Messung Ende September war wegen erhöhter Wasserführung an dieser Stelle nicht möglich, auch sorgte die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit dafür, daß eine merkliche Partikelfracht auftrat, die beim Öffnen der Lanzen für die Messung zu einer Ablagerung kleinerer Steinchen in den Lanzen führen könnte. Die Untersuchung von Anfang November 2004 ergab dann eine allgemeine Abnahme der Meßwerte, die auf ein Zusetzen des Lückensystems schließen läßt. Für eine genauere Betrachtung der Einzelergebnisse sollen kurz die Abflußbedingungen im Untersuchungszeitraum erwähnt werden, wie sie aus der Ganglinie des Pegels Monschau an der Rur erschlossen werden können (im Internet verfügbar unter http://www.lua.nrw.de unter „aktuelle online-Daten Luftqualität, Wasserstände“; „aktuelle Wasserstände in NRW“). Dieser Pegel liegt unterhalb der acht im Rur-/Perlenbachsystem gelegenen Untersuchungsstellen. Der generelle Verlauf kann verallgemeinert werden. Für die Untersuchungsstellen im Kyll-Einzugsgebiet steht unseres Wissens kein solches Informationssystem zur Verfügung, auch hier werden daher im Bedarfsfall die o.a. Daten herangezogen. Zwischen der ersten Messung am 05.08.04 und der zweiten am 30.09.04 lagen drei Perioden mit erhöhten Abflüssen, vom15. bis 19. und vom 25. bis 29. August sowie vom 25. September bis 02. Oktober, mit den maximalen Wasserständen am 24./25. September, also kurz von der Septembermessung. Bis zur letzten Messung am 04.11. herrschte dann ruhiger Abfluß, die Mittelwasserlinie wurde nicht überschritten. Im Perlenbach am Oberen Steg (SP1/04) war es wegen der Nähe zur Brücke bereits früh (vor der ersten Messung) zur Störung durch Kinder gekommen. Im August waren noch drei Lanzen vorhanden, deren Meßwerte auf Störungen des O2-Angebots im Sediment schließen lassen, keine der Lanzen ergab in irgendeiner Tiefenstufe mehr als 4 mg/l O2. Ende September waren

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zwei weitere Lanzen verschwunden, in der letzten verbliebenen Lanze konnten jetzt allerdings recht hohe Werte gemessen werden. Sowohl am 30.09. als auch Anfang November demonstrierten die Messungen eine sehr gute Sauerstoffversorgung. Die Deutung ist nicht einfach, wahrscheinlich war durch eine (ungewollte) Manipulation der dort spielenden Kinder die Lanze so verlagert worden, daß direkt an der Lanze eine starke in das Sediment gerichtete Strömung auftrat, die O2-reiches Wasser bis in 30 cm Tiefe führte. Das umgebende Sediment war sichtlich stark mit Feinmaterial angereichert. Der Abschnitt des Perlenbaches oberhalb der Höfener Mühle wurde im Bereich der „Fläche Theißen“ (SP2/04), eines zur Entfichtung vorgesehenen Teilabschnitts, beprobt. Hier waren die Meßwerte im August recht niedrig, es ließ sich aber in allen Lanzen in jeder Tiefenstufe Sauerstoff nachweisen. Offenbar durch den erhöhten Abfluß Ende September waren Lückenräume im Sediment freigespült worden, die Meßwerte lagen entsprechend höher. Während dieser Messung konnte eine ständige Partikelfracht (anorganisch, Feinkies und kleine Steinchen) beobachtet werden, wobei Material auch in einzelne Lanzen eingetragen wurde. Dies führte dazu, daß die betroffenen Tiefenstufen der Lanzen nicht mehr sinnvoll zu beproben waren, die eingeführte Meßoptode konnte in der Lanzenspitze nicht abgedichtet werden, so daß Eintrag von Oberflächenwasser die Meßwerte auf das Niveau der Sauerstoffgehalte in der fließenden Welle steigen ließ. [Solche Werte werden regelmäßig verworfen.] Die zu messenden Lanzen zeigten im November bereits wieder eine Abnahme, der Eintrag von feinpartikulärem Material mit organischen Bestandteilen in das Interstitial führte zum erneuten Absinken der Meßwerte. Der Fuhrtsbach unterhalb des Steges am Sprengbunker (SP3/04) ergab bei der ersten Messung niedrige Werte, in einzelnen Tiefenstufen einiger Lanzen war kein Sauerstoff feststell-bar. Durch Vandalismus ging die Hälfte der Lanzen verloren, die folgenden Messungen waren uneinheitlich, Lanze Nr. 6 ergab Werte, die dem Verlauf in der Fläche Theißen entsprechen, die übigen beiden Lanzen ergaben stark variierende Werte. Weitere Manipulationen an den Lanzen sind nicht auszuschließen. Der Bach im Honenbruch (SP5/04) weist ein anderes Geschehen auf. Hier stecken die Lanzen in einem Bachgrund, der aus einer recht dünnen, mehr oder weniger verbackenen Kiesschicht auf Lehm oder Mergel im Untergund besteht. Dies führte dazu, daß die erste Messung sehr geringe Sauerstoffgehalte ergab, in etwa der Hälfte der einzelnen Meßröhrchen ließ sich kein Sauerstoff nachweisen (0,00 mg/l). Das in die Spitze des Optodenrohres eingesaugte Wasser war also sauerstoffrei. Später (2. und 3. Meßdurchgang) waren dann höhere Meßwerte festzustellen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die Wasserströmung in dem kleinen Gerinne sich allmählich einen Weg an den Lanzen nach unten bahnen konnte, so daß Wasser eingetragen wurde, das einen etwas höheren O2-Gehalt aufwies. Diese Infiltration war jedoch nicht so stark, daß die Konzentrationen aus dem Oberflächenwasser auch in der Tiefe aufgetreten wären. Möglicherweise ist die angewandte Methode für diese geologischen Bedingungen nicht geeignet. Der Oberlauf der Rur am Rurberg (SR1/04) wies bei der ersten Messung am 05. August zwei sehr unterschiedliche Ergebnisse für die beiden dort ausgebrachten Cluster von je drei Lanzen auf. Der oberer Cluster lag im Bereich einer kleinen Stromschnelle, ergab aber nur geringe Werte, lediglich zwei Einzelmessungen in 10 cm Tiefe wiesen gute Sauerstoffgehalte auf. Der untere Cluster stand auf einer stark überströmten Kiesbank und lieferte die bereits eingangs als typisch vorgestellten Werte. Die zweite Messung Ende September mußte wegen zu hoher Wasserführung unterbleiben; die bei höherem Abfluß auftretende Strömungsgeschwindigkeit könnte dafür verantwortlich sein, daß Anfang November zwei der Lanzen nicht mehr aufzufinden waren. Sie waren offenbar freigespült und weggeschwemmt worden. In der ruhigen

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Abflußphase im Oktober allerdings scheint wieder ein deutlicher Eintrag von Material erfolgt zu sein, die Meßwerte der Novemberuntersuchung liegen (mit einzelnen Ausnahmen) unter denen aus dem August. In der Rur oberhalb von Gut Reichenstein (SP2/04) wurde ein breiter, flacher Bachabschnitt untersucht. Gut mit Sauerstoff versorgt waren bei einigen Lanzen die obersten Sediment-schichten (Tiefe 10 cm). Darunter ergaben sich deutlich niedrigere Konzentrationen. Dieser Eindruck bleibt über die nachfolgenden Untersuchungen erhalten, neben Zunahmen finden sich auch Abnahmen der O2-Gehalte. Es tritt also kleinräumig sowohl Freispülen als auch Zusetzen von Lückenräumen statt. Im Laufe der Zeit kam es zum Eintrag von Feinmaterial in einzelne Meßröhren, so daß nicht überall Werte erhoben werden konnten. Vereinzelt traten auch Nullwerte (sauerstoffreies Wasser) auf. Das Substrat im Wilsambach (SK2/04) war Mittel- bis Feinkies mit einer recht feinkörnigen Beimengung, die beim Aufwühlen des Substrats als Trübung abtransportiert wurde. Das Lückensystem war Anfang August bis in die größte Meßtiefe von 30 cm mit Sauerstoff versorgt (mit Ausnahme der Lanze Nr. 6, die möglicherweise in einer Lehmlinse steckte). Nach der ersten Messung gingen zwei Lanzen durch Vandalismus verloren. Zusätzlich kam es durch kleinräumige Verlagerung des Baches zu weiteren Störungen (der Stromstrich bahnte sich wegen einer Detritusansammlung, die sich natürlicherweise an freigespülten Wurzeln am Prallhang gebildet hatte, einen neuen Weg, zwei der verbliebenen Lanzen lagen daher ab September in einem schwächer durchströmten Bereich). Lanze Nr. 6 wies immer sehr geringe Werte auf, die Lanzen 2 und 3 wurden offenbar durch die Laufverlagerung begünstigt und wiesen – besonders bei den Messungen Anfang November – höhere Werte auf. In der Kyll (SK1/04) weist das Sediment einen hohen Feinanteil auf, der organisch angereichert ist. Die gemessenen Sauerstoffwerte sind gering, sie übersteigen nur selten 4 mg/l. Im zeitlichen Verlauf läßt sich keine einheitliche Tendenz ausmachen. Immer wieder kam es zur Materialablagerung über einzelnen Lanzen, die dann für die Messungen vorsichtig freigelegt werden mußten. Sauerstoff war bis in die maximale Meßtiefe von 30 cm nachweisbar (nur selten über 4 mg/l).

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Für eine Zusammenschau sind im folgenden alle Meßwerte einer Tiefenstufe (also maximal 6 Werte) an jeder Untersuchungsstelle je Termin zu sog. Boxplots zusammengestellt. Dabei umfaßt die Box den Interquartilbereich von 25 bis 75 % der Meßwerte, die schwarze Linie gibt den Median an. Die senkrechten Striche über und unter der Box repräsentieren die Standardabweichung. „Ausreißer“ (mehr als 1,5 mal der Interquartilbereich) werden durch offene Kreise, „Extremausreißer“ (mehr als 3 mal der Interquartilbereich) durch Sternchen gekennzeichnet. Die Anordnung der Meßstellen folgt dem Alphabet und deckt sich nicht mit der oben berücksichtigten Reihenfolge. Zunächst sollen die drei Untersuchungstermine getrennt dargestellt werden, danach wird die Gesamtheit der vorliegenden Meßwerte (also von allen drei Untersuchungsterminen zusammengefaßt) betrachtet. Die vorstehend bereits dargelegten Probleme werden hier noch einmal deutlich: Es gibt keine ungestörten Verhältnisse in den untersuchten Bachsedimenten. Die zu erwartende Abnahme des Sauerstoffs in die Tiefe hinein, ersichtlich aus der Abnahme der Mediane über die Tiefenstufen, ist nur an wenigen Stellen erkennbar, so am 05.08.2004 am Perlenbach in der Fläche Theißen (nur äußerst schwach ausgeprägt) und am Oberlauf der Rur, hier ist die Spanne wesentlich größer. Am 30.09.04 zeigt der Perlenbach, Fläche Theißen, wiederum dieses Bild, jedoch mit größeren Schwankungen. Am 04.11.04 schließlich entsprechen der Bach im Honenbruch und wiederum die Fläche Theißen den Anforderungen, dazu der Wilsambach, der jedoch riesige Schwankungsbreiten aufweist.

05.08.2004 (inkl. Perlenbach, Oberer Steg)

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30.09.2004

(ohne Ergebnis der Einzellanze am Oberen Steg des Perlenbachs, ebenso fehlt die nicht zu beprobende Stelle Rur, Oberlauf)

04.11.2004 (ohne Oberer Steg)

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Im Überblick über alle Termine zusammengenommen ist eine Abnahme der Mediane in die Tiefe nur für die Fläche Theißen am Perlenbach dokumentiert, es treten allerdings auch hier Ausreißer und sogar Extremausreißer auf. Für den auf nur zwei Messungen gestützten Oberlauf der Rur ergibt sich ein recht geringer Median für die 20-cm-Stufe, daher ist hier die gewünschte Abstufung nicht erreicht.

Jahresübersicht (alle 3 Probenahmetermine zusammen)

Das Interstitial von Schotter- bzw. Kiesbächen bildet kleinräumige Fließwege im Sediment, die starken räumlichen wie zeitlichen Änderungen unterliegen. Offenbar leiden die Bäche der gesamten Region unter einer deutlich ausgeprägten Kolmatierung, ein beständiger Nachschub feinpartikulären Materials sorgt für das Zusetzen von Lückenräumen. Die Verlagerung des Sediments beim Einbringen (Einschlagen) der Lanzen sorgt sicher für den kurzfristigen Abtransport von Feinmaterial, da jedoch eine ausreichende zeitliche Ruhephase sichergestellt war, sollte davon keine Beeinflussung der Messungen ausgehen. Die entstandenen Lückenräume setzen sich tatsächlich rasch wieder zu. Im Gesamtüberblick muß festgehalten werden, daß die untersuchten (Abschnitte der) Eifelbäche allesamt diese Charakteristika aufweisen, es fand sich kein wirklich ungestörter Bereich mit längerfristig gleichbleibenden Sauerstoffwerten. Schon der erste Termin Anfang August 2004 ergab Meßwerte, die auf eingeschränkten O2-Eintrag in das Interstitial hinweisen, die späteren Termine bestätigten dies, wobei große Schwankungen auftreten konnten, offenbar abhängig von der skizzierten Abflußsituation und auch von kleinräumigen Ereignissen direkt im Bereich der Meßlanzen (u.a. durch Eingriffe von außen).

Anhang: Die hier tabellarisch und graphisch präsentierten Ergebnisse der Sauerstoffmessungen im Interstitial finden sich auch als excel-Datei auf der beigegebenen CD.

Sauerstoffmessungen in der Rur oberhalb von Gut Reichenstein, 30.09.2004. Photo: R. Mena.

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Perlenbach: unterhalb des Oberen Stegs (SP1/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 1,79 3,96 0,21 9,25 mg/l 20 cm 2,58 2,28 0,62 17,5 °C 30 cm 1,85 3,50 0,92 30.09.2004 10 cm 11,48 11,48 mg/l 20 cm 11,25 10,8 °C 30 cm 10,24 04.11.2004 10 cm 11,24 11,24 mg/l 20 cm 10,89 9,3 °C 30 cm

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Nummer der Sonde

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Messung vom 05.08.2004

Messung vom 30.09.2004

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fehlt fehlt fehlt 4 fehlt fehlt

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Nummer der Sonde

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mg/

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10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004

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Perlenbach: in der Fläche Theißen (SP2/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 2,47 3,96 4,00 2,30 1,76 2,72 9,13 mg/l 20 cm 3,80 3,85 2,10 2,10 2,15 2,97 16,6 °C 30 cm 5,45 3,50 1,40 2,50 1,50 2,53 30.09.2004 10 cm 6,85 5,86 10,87 10,80 8,26 10,16 11,45 mg/l 20 cm 0,09 3,54 1,56 4,32 10,80 11,20 10,1 °C 30 cm 2,85 1,34 3,47 2,38 8,65 9,05 04.11.2004 10 cm 0,03 6,90 4,90 9,50 3,92 11,10 mg/l 20 cm 0,05 5,10 0,07 3,45 3,50 7,80 10,1 °C 30 cm 5,25 2,09 1,23

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Nummer der Sonde

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Messung vom 05.08.2004

Messung vom 30.09.2004

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Nummer der Sonde

Saue

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l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004

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Nummer der Sonde

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l]

10 cm20 cm30 cm

iii

Fuhrtsbach: unterhalb der Furt am Sprengbunker (SP3/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 0,68 0,25 5,53 3,93 3,50 2,72 9,12 mg/l 20 cm 0,00 0,00 0,00 2,73 3,31 2,97 17,0 °C 30 cm 1,75 0,00 0,00 3,68 3,50 2,53 30.09.2004 10 cm 2,18 5,05 8,31 11,15 mg/l 20 cm 0,05 0,00 3,88 10,6 °C 30 cm 0,20 0,07 3,45 04.11.2004 10 cm 6,12 5,75 1,78 10,92 mg/l 20 cm 1,36 0,00 1,62 9,3 °C 30 cm 2,74 1,19 3,88

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 05.08.2004

Messung vom 30.09.2004

0

2

4

6

8

10

12

fehlt 2 3 fehlt fehlt 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

0

2

4

6

8

10

12

fehlt 2 3 fehlt fehlt 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004

iv

Bach im Honenbruch: Wiesenbachabschnitt (SP5/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 0,00 1,50 0,00 0,00 1,07 0,00 9,78 mg/l 20 cm 0,00 1,29 0,00 3,14 0,00 0,00 14,4 °C 30 cm 0,00 2,20 2,24 0,91 0,72 0,00 30.09.2004 10 cm 3,09 0,08 0,14 2,34 0,22 1,53 11,10 mg/l 20 cm 0,03 0,24 1,23 0,00 0,05 5,83 9,8 °C 30 cm 0,02 3,18 4,34 3,80 3,54 4,60 04.11.2004 10 cm 3,13 0,06 1,18 6,53 0,05 8,05 10,97 mg/l 20 cm 0,00 3,08 0,00 0,75 3,31 4,68 8,7 °C 30 cm 0,61 0,66 3,97 0,14 4,77 1,09

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 05.08.2004

Messung vom 30.09.2004

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004

v

Rur: Oberlauf, am Rurberg (SR1/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 7,75 8,28 1,12 8,27 8,16 7,11 8,57 mg/l 20 cm 0,88 0,92 0,00 4,11 4,74 2,27 19,3 °C 30 cm 1,18 0,66 1,11 1,51 3,32 1,68 30.09.2004 10 cm 11,25 mg/l 20 cm 10,0 °C 30 cm 04.11.2004 10 cm 3,10 5,80 8,50 11,08 mg/l 20 cm 4,40 0,25 0,87 0,07 9,0 °C 30 cm 1,30 7,30 3,60 1,15

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 05.08.2004

30.09.2004

keine Messungen möglich, Wasserstand zu hoch!

0

2

4

6

8

10

12

1 2 fehlt fehlt 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004

vi

Rur: oberhalb von Gut Reichenstein (SR2/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 2,78 2,02 8,15 4,66 7,93 8,52 8,74 mg/l 20 cm 2,35 0,00 6,04 0,00 1,35 0,00 18,8 °C 30 cm 2,94 3,94 2,18 1,45 0,88 4,87 30.09.2004 10 cm 7,12 10,85 10,87 4,74 5,29 3,90 11,38 mg/l 20 cm 0,00 0,51 2,68 5,51 4,83 0,13 10,2 °C 30 cm 2,24 4,84 1,69 0,43 5,69 2,52 04.11.2004 10 cm 3,05 4,00 11,03 8,88 1,70 0,20 11,04 mg/l 20 cm 0,11 1,20 0,03 3,65 4,55 0,02 9,1 °C 30 cm 3,95 0,00 0,95 (10,58) 1,90

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 05.08.2004

Messung vom 30.09.2004

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004

vii

Wilsambach: oberhalb des Feuerlöschteichs (SK2/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 2,47 4,02 6,99 7,96 7,89 0,29 8,07 mg/l 20 cm 0,00 7,96 2,65 3,78 7,39 0,15 17,2 °C 30 cm 3,42 4,24 2,22 5,54 5,77 0,00 30.09.2004 10 cm 4,13 4,76 0,11 0,69 10,78 mg/l 20 cm 0,85 9,10 0,00 1,25 10,2 °C 30 cm 5,96 3,38 0,25 0,08 04.11.2004 10 cm 6,71 9,92 10,04 1,03 10,64 mg/l 20 cm 5,72 9,88 8,20 0,99 9,1 °C 30 cm 9,71 0,01 0,00

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 05.08.2004

Messung vom 30.09.2004

0

2

4

6

8

10

12

1 2 fehlt fehlt 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

0

2

4

6

8

10

12

1 2 fehlt fehlt 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004

viii

Kyll: oberhalb des aufgelassenen Steinbruchs (SK1/04) Fließende Welle Tiefe Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Sonde 4 Sonde 5 Sonde 6 05.08.2004 10 cm 0,04 0,00 2,36 0,47 0,63 0,86 7,97 mg/l 20 cm 0,00 0,00 4,61 0,61 0,45 0,00 17,6 °C 30 cm 4,52 3,42 1,06 0,00 0,00 2,05 30.09.2004 10 cm 0,06 5,12 5,98 0,06 0,00 4,61 11,02 mg/l 20 cm 0,16 3,60 1,90 2,34 2,71 0,40 10,3 °C 30 cm 3,17 3,79 3,24 2,96 2,76 4,40 04.11.2004 10 cm 3,45 1,77 3,48 3,10 0,00 0,08 10,49 mg/l 20 cm 2,62 1,56 2,04 1,77 0,00 1,24 9,1 °C 30 cm 4,27 2,48 1,43 1,44 2,36 0,55

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 05.08.2004

Messung vom 30.09.2004

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6

Nummer der Sonde

Saue

rsto

ffgeh

alt [

mg/

l]

10 cm20 cm30 cm

Messung vom 04.11.2004