3 Einführung in Die Untersuchungsgebiete

3. Einführung in die Untersuchungsgebiete 3 EINFÜHRUNG IN DIE UNTERSUCHUNGSGEBIETE 3.1 Auswahl und Kurzbeschreibung der Untersuchungsgebiete Bei der Untersuchung der Ursache-Wirkung-Beziehung zwischen einer möglichen Klimaänderung, eintre- tenden Landnutzungsänderungen und dem Wasserkreislauf sind neben der globalen Betrachtung vor allem die regionalen Ausprägungen von Bedeutung. So lässt sich für trockene Gebiete eine größere Empfind- lichkeit gegenüber klimatischen Veränderungen erwarten als für feuchtere Regionen. Entsprechend der Zielstellung der Arbeit, die klimatischen Folgewirkungen auf den Wasserhaushalt und das Abfluss- verhalten der Gewässer unter Be- rücksichtigung des natürlichen und nutzungsabhängigen Inventars ver- gleichend zu untersuchen, wurden zwei Flusseinzugsgebiete im Saale- Einzugsgebiet ausgewählt, welche sich trotz ihrer räumlichen Nähe diesbezüglich maßgeblich vonein- ander unterscheiden (Abb. 3.1). Das Einzugsgebiet der Quer- ne/Weida, im Mitteldeutschen Tro- ckengebiet gelegen, zeichnet sich durch ausgesprochen geringe Nie- derschläge, eine demzufolge ange- spannte Wasserhaushaltssituation und geringe Abflussraten aus. Auf- grund der sehr guten Bodeneigen- schaften wird hier großflächig A- ckerbau betrieben. Im unteren Ein- Abbildung 3.1: Lage der Untersuchungsgebiete im Einzugsgebiet der Elbe zugsgebiet können durch die ge- (Quelle: IKSE 2004, geändert) plante Wiederentstehung des Salzi- gen Sees und die Rekultivierung des Tagebaus Amsdorf mittelfristig großflächige Nutzungsänderungen mit entsprechenden Auswirkungen auf den regionalen Wasserhaushalt eintreten. Demgegenüber lassen sich die im Mittel- und Unterharz gelegenen Bereiche des Einzugsgebietes der Wipper als klimatisch und hydrologisch begünstigt charakterisieren. Aufgrund der größeren Geländehö- hen liegen die Niederschlagssummen deutlich über denen des Harzvorlandes. Im unteren Einzugsgebiet nimmt die Leewirkung des Harzes zu und die Niederschläge demzufolge ab. Hier entsprechen die klimatischen und hydrologischen Eigenschaften zunehmend denen des Querne/Weida-Gebietes. Während das obere Einzugsgebiet der Wipper überwiegend waldbedeckt ist, wird im Harzvorland Ackerbau betrieben. 14 3. Einführung in die Untersuchungsgebiete 3.2 Untersuchungsgebiet Querne/Weida Räumliche Einordnung Das landwirtschaftlich geprägte Einzugsgebiet der Querne/Weida befindet sich etwa 20 km westlich der Stadt Halle (Saale) (Abb. 3.2). Die Gesamtfläche des Einzugsgebietes beträgt 247 km². Hinsichtlich der administrativen Gliederung besitzt das Untersuchungsgebiet Anteil an den Landkreisen Merseburg- Querfurt und Mansfelder Land im Bundesland Sachsen-Anhalt. Die geologisch-morphologische Situation bedingt eine landschaftliche Dreiteilung des Gebietes. Die Querfurter Platte im östlichen und mittleren Untersuchungsgebiet wird ackerbaulich genutzt und ist durch ihre landschaftliche Gleichförmigkeit charakterisiert. Im Südwesten schließt sich das durch Waldflächen und Schichtstufenbereiche geprägte Helme-Unstrut-Schichtstufenland mit dem Ziegelrodaer Forst an. Der Norden mit dem Seebecken des ehemaligen Salzigen Sees (Kap. 3.4) ist Teil des Östlichen Harzvorlands (MUN LSA 1994). Abbildung 3.2: Lage des Untersuchungsgebietes Querne/Weida und des Salzigen Sees (Quelle: LVERMD LSA 1996K, geändert) Klima Das Klima des Untersuchungsraumes ist durch zunehmend subkontinentalen Einfluss geprägt, mit Aus- nahme submaritimer Einflüsse im Südwesten (Ziegelrodaer Forst). Die Lage in der außertropischen Westwindzone bedingt die Dominanz auftretender West- und Südwestwetterlagen (GERSTENGARBE & WERNER 1993). Allerdings bewirkt die Leewirkung des Harzes eine ausgesprochene Niederschlagsarmut, so dass das gesamte Untersuchungsgebiet hinsichtlich seiner pluvioklimatischen Einordnung als nieder- schlagsbenachteiligt zu bezeichnen ist (HENDL & ENDLICHER 2003). Die Jahresniederschläge (1971 - 2000) liegen zwischen 551 mm im Ziegelrodaer Forst (Station Ziegelroda) und 477 mm im Bereich der Mansfelder Seen, dem Kern des Mitteldeutschen Trockengebietes (Station Aseleben; DWD 2002D1). Durch den kontinentalen Einfluss liegt das Niederschlagsmaximum im Sommerhalbjahr, so dass, verur- 15 3. Einführung in die Untersuchungsgebiete sacht durch konvektive Prozesse, in einzelnen Bereichen über 50 % der Niederschläge in den Monaten Mai bis August fallen (VEIT ET AL. 1987). Charakteristisch ist der hohe Anteil erosionsgefährdender Starkniederschläge am Gesamtniederschlag (SCHRÖDER 1985). Das Untersuchungsgebiet ist durch sehr warme Sommer und milde Winter mit einer hohen Jahresamplitu- de der Jahresmitteltemperatur sowie eine sehr hohe Trockenheit charakterisiert (GERSTENGARBE & WERNER 2003b). Dies spiegelt sich in einer sehr hohen potentiellen Verdunstung wider, die, in Zusam- menhang mit den geringen Niederschlägen, im langjährigen Mittel eine negative klimatische Wasserbilanz in großen Teilen des Untersuchungsgebietes zur Folge hat (BMU 2000). Die durchschnittliche jährliche Lufttemperatur beträgt 9,0° C (Station Halle; WENDLING 2001). Temperatur- und Niederschlagssituation bedingen eine durchschnittliche Schneedecke von nur 5 - 10 Tagen/Jahr (BMU 2000). Geologie, Topographie und Böden Im Gegensatz zu seiner reliefarmen Oberfläche ist das Gebiet in seinem tektonischen Bau aufgrund einer während der saxonischen Gebirgsbildung erfolgten Zergliederung in zahlreiche Sättel und Mulden klein- räumig strukturiert. Als tektonische Einheiten lassen sich die Mansfelder Mulde im Norden, mit der durch Subrosionsvorgänge gebildeten Eislebener Senke, in der im Quartär Salziger und Süßer See entstanden sind (FRÜHAUF 2002), sowie die Querfurter Mulde unterscheiden. Für diese im Glazial und Periglazial herausgebildete Schichtstufenlandschaft (SCHRÖDER 1985) sind Muschelkalk- (Querfurter Platte) und Buntsandsteinsedimente (Ziegelrodaer Plateauhügelland) charakteristisch (WAGENBRETH & STEINER 1990). Durchzogen wird die Landschaft durch kleinere Flusstäler, von denen das Weidatal bei Esperstedt das Bedeutendste ist. Tertiäre Sedimente sind weitestgehend abgetragen und kommen großräumig nur noch im Oberröblinger Becken vor, in dem im Tagebau Amsdorf Braunkohle abgebaut wird (NEUß & ZÜHLKE 1982). Ebenfalls bergbaulich verwertet wurde im Eislebener Revier bis 1969 der Kupferschiefer, eine der ältesten Bildungen des Zechsteinmeeres (WAGENBRETH & STEINER 1990). Die Geländehöhen liegen zwischen 298 m NN im Ziegelrodaer Forst und 75 m NN im Becken des ehemaligen Salzigen Sees (Karte 5). Die mesozoischen Gesteine der Mansfelder Mulde und Querfurter Platte werden großflächig durch jung- weichselzeitlichen Löss und Lössderivate bedeckt, die das wichtigste bodenbildende Substrat im Untersu- chungsgebiet darstellen. Verbreitet sind Löss-Schwarzerden, die zu den fruchtbarsten Böden Deutschlands zählen und entsprechend ackerbaulich genutzt werden. Durch Bodenerosion oder -degradation haben sich zudem Löss-Parabraunerden und Löss-Pararendzinen herausgebildet. Weiterhin existieren Löss- Fahlerden (Ziegelrodaer Plateauhügelland), Berglehm-Braunerden und -Staugleye (lössfreie Standorte) sowie Gleye und Kalklehm-Rendzinen in den Tallagen und im Seebecken des Salzigen Sees (GLA LSA 1999). Ackerbauliche Nutzung, die Substrateigenschaften des Lösses und die charakteristischen Starkre- genereignisse bewirken an stärker geneigten Hängen eine erhöhte Bodenerosionsgefahr (FOHRER ET AL. 2002; GLA LSA 1999; SCHRÖDER ET AL. 1995) (Karte 1). Hydrologie Die Querne besitzt ihr Quellgebiet im Ziegelrodaer Forst und trägt nach dem Zufluss des Weidenbaches bei Obhausen die Bezeichnung Querne/Weida (LAU LSA 1996). Im Becken des ehemaligen Salzigen Sees erfolgt die Ableitung über den Mittelgraben in die Salza, die bei Salzmünde in die Saale entwässert (Abb. 3.3). Die Fließrichtung entspricht bis zur Mündung des Weidenbaches zunächst dem Verlauf der herzyni- schen Störungen nach Osten und anschließend dem Schichteinfall einer nach Norden geneigten Scholle (SCHRÖDER 1985). Das Einzugsgebiet hat bis zur Mündung in die Salza eine Fläche von 231,8 km². Unter Berücksichtigung des unteren Einzugsgebietes der Bösen Sieben ergibt sich eine Gesamtfläche von 247,1 16 3. Einführung in die Untersuchungsgebiete km². Die Gesamtlänge der Querne/Weida beträgt 36,9 km, die aller nach LAWA-Richtlinie aufgeführten Fließgewässer im Untersuchungsgebiet 123,9 km (LAU LSA 1996) (Karte 2). Größere Standgewässer sind mit einer Fläche von jeweils 20 ha der Binder und der Kerner See, Restseen des ehemaligen Salzigen Sees, der bis zu seiner Trockenlegung (vgl. Kap. 3.4) mit einer Fläche von 875 ha (ULE 1895/1994) größtes Gewässer im Untersuchungsgebiet war. Die klimatischen Verhältnisse, insbesondere die ausgesprochene Niederschlagsarmut, füh- ren zu einer geringen Wasserverfügbarkeit im Untersuchungsraum, die sich in Abflussspen- denwerten widerspiegelt, die nur etwa 1/3 denen der Saale entsprechen. (STAU 2001). Zeitweise können kleinere Gewässer trocken fallen. Demgegenüber bewirken die sommer- lichen Starkregen kurzfristige Hochwasserer- eignisse und somit eine hohe innerjährliche Abflussvariabilität (BUSSKAMP & SCHMIDT 2003; STAU 2001). Neben der natürlichen Grundwasserzirkulati- Abbildung 3.3: Querne/Weida unterh. Röblingen (Foto WURBS 2005) on entlang der Störungszonen (NEUß & ZÜHLKE 1982) beschleunigte die für den Kup- ferschieferbergbau erforderliche Wasserhaltung und Salzabführung die Salzablaugung und verursachte, ebenso wie der Braunkohlebergbau im Raum Amsdorf, die Absenkung des Grundwasserspiegels und die Entwicklung eines instabilen Grundwassersystems. Zudem

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